EP0466978A2 - Process and apparatus for coating pistons - Google Patents

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EP0466978A2
EP0466978A2 EP90124892A EP90124892A EP0466978A2 EP 0466978 A2 EP0466978 A2 EP 0466978A2 EP 90124892 A EP90124892 A EP 90124892A EP 90124892 A EP90124892 A EP 90124892A EP 0466978 A2 EP0466978 A2 EP 0466978A2
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EP
European Patent Office
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screen printing
coating
pistons
piston
stencil
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EP90124892A
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Peter Dipl-Ing. Alt
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/12—Stencil printing; Silk-screen printing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/10—Pistons  having surface coverings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12—Coating

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for coating the cylindrical circumference of engine pistons or the like with coating material, in particular lubricating pastes.
  • Such a coating of piston surfaces which is usually a lead, tin, graphite or similar coating of a certain thickness, is carried out on pistons in order to prevent the pistons from seizing if the oil lubrication fails in the cylinders of an internal combustion engine also to reduce the knocking of the engine when coating in varying thickness and changing coating pattern.
  • the coating of engine pistons has hitherto generally been applied by spraying, which is complex and unsatisfactory due to high losses at low output.
  • spraying has a high environmental impact due to the spraying of large amounts of solvents.
  • the circumferential surfaces of the pistons are coated with masks during spraying, no sharp contours of the coating surfaces can be achieved.
  • the spray mist also causes undefined coating contours underneath the spray masks that do not fit tightly.
  • the thickness of the coating which is determined by adjusting the spray nozzle, usually has large tolerances.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method and a device for coating the cylindrical periphery of engine pistons or the like with coating material, by means of which the aforementioned, previously existing shortcomings are eliminated with relatively simple procedural and structural outlay. It should also be achieved that the required coating thickness can be reproduced at any time based on predetermined values for different pistons.
  • This object is achieved in that the coating is carried out by screen printing.
  • a uniform coating with the smallest of tolerances can be applied in a rational manner to the cylindrical peripheral surfaces of engine pistons or the like, with any environmentally harmful emissions, such as e.g. solvent evaporation are completely switched off.
  • This process can also be used to apply several layers of the same or different thicknesses one above the other in one process sequence. If the viscosity of the coating composition remains the same, the thickness of the coating on the piston peripheral surface can be predetermined via the quality of the fabric of the screen printing stencil.
  • one or more uncoated open areas can advantageously also be provided as lubrication pockets and / or as a control window in the form of slots, holes, cutouts, strips or the like in a coated surface.
  • Such open spaces serve a double function.
  • they can serve as measuring holes or control windows for measuring and thus for checking the coating thickness, and on the other hand, they improve the lubrication of the piston in normal operation, since they act as a lubrication bearing.
  • such free areas can be produced in a simple manner and without great effort in any size and design with very precise tolerances with regard to thickness and edge contours. This is especially true for very small open spaces.
  • the pistons are expediently printed and rotated about their vertical central longitudinal axis on a screen printing stencil while resting against it, the screen stencil being moved in the direction of rotation of the piston peripheral surface.
  • the coating is advantageously applied in a wedge shape at its lateral and / or upper and lower edges with decreasing coating thickness. This measure prevents hard edges or steps and the coated surface runs out smoother. In this way, in particular a better adaptation to the roundness of the piston is achieved and correspondingly strong resistances are avoided. This applies in particular to the lateral edges, but it is also advantageous for the upper and lower edges with regard to the direction of movement of the piston.
  • the coating composition can be continuously mixed and fed into the screen printing stencil of the screen printing unit.
  • the invention also relates to a device for carrying out the screen printing coating, which is characterized in that it has one or more screen printing stations, each with a screen printing stencil and an application squeegee, on the screen printing template of which the pistons to be coated can be moved into their receptacles with their cylindrical peripheral surface to be coated that the pistons with their receptacles in the advanced position can be rotated about the central longitudinal axes of the pistons, the printing stencil being free to move tangentially to the circumferential surface of the piston tangentially to the latter, and that the application doctor is parallel to it
  • the center longitudinal axis of the doctor blade edge, which is to be coated faces the piston circumferential surface which bears against the screen printing stencil during the printing process.
  • the pistons can be arranged vertically or horizontally.
  • the screen printing stencil and the application doctor extend vertically and that the pistons are arranged vertically on the receptacles.
  • the doctor blade hardness can be adapted to the desired thickness of the coating to be applied. If several screen printing stations arranged one behind the other on the path of the pistons to be coated are provided, the doctor blades of these stations can have the same or different hardness.
  • the pistons 1 which are fed in a standing manner by means of a continuously rotating conveyor belt 15 with their central longitudinal axis X, are removed from the conveyor belt and cyclically by a rotary head 16 with pliers 17, which grip the pistons 1 in their grooves with jaws (not shown) a gear satellite system 9, 12A, 12B, 14A, 14B pass position-controlled receptacles 18, which are arranged on a turntable 13.
  • the pistons 1 are held in a rotationally fixed manner by upwardly projecting mandrels 6, on which the pistons 1 are placed, and they are rotated by rotating the rotary table 13 at three screen printing stations A, B and C one behind the other by a step switching device are introduced, in which they receive the predetermined coatings A1, B1, C1 one after the other on their cylindrical surface.
  • These coatings are applied by means of screen printing stencils 2, which come into tangential contact with the piston peripheral surface to be coated by means of application doctor blades 10.
  • the pistons, together with their receptacles 18, are subjected to a rotation about their central longitudinal axis X (FIGS.
  • the printing stencil 2 being able to move tangentially to the circumferential surface of the piston without sliding.
  • the arrows in Fig. 2 show the direction of rotation and direction of movement of the piston peripheral surface and the screen printing stencil 2 during the printing process.
  • the application doctor blade 10 remains with its doctor blade edge, which extends parallel to the central longitudinal axis X of the piston 1 to be coated, opposite the piston circumferential surface resting on the screen printing stencil, and thereby applies the coating compound supplied to the upper region of the screen printing stencil via a hose 8 through the stencil onto the piston circumferential surface .
  • the piston 1 is provided on its piston head with a circumferential coating C3 by the screen printing station C and in the region of the piston circumference only on the sides offset to the piston pin bore 3 with coatings for coating surfaces A1, B1, C1 by the Coating stations A, B, C have been provided.
  • the coating surfaces shown in the exemplary embodiment are of course only mentioned for example. In many cases, fewer coating areas will be sufficient. For example, only two lower coating surfaces A1 can be provided, which are opposite each other and each extend over a circumferential area of approximately 90 °. The two coating areas A1 can e.g. be provided as a buffer for reducing engine knock and have a coating thickness of 10 ⁇ m.
  • two coating surfaces C1 which are likewise arranged opposite one another and are arranged at a distance and parallel to the coating surfaces A1 and possibly also B1, can be provided in particular for emergency lubrication in the event of normal oil lubrication failing.
  • the coating surfaces C1 (and possibly B1) can also extend over a circumferential area of 90 ° in each case and have e.g. a thickness of 20 ⁇ m.
  • the coating surfaces A1, B1 and C1 run out in a wedge shape 4 at their edges.
  • the coating areas can be provided with small uncoated open areas 5.
  • rectangular, elliptical and round recesses 5 are drawn in principle in the coating surfaces A1 and C1.
  • other coating areas can also be provided with corresponding open areas, for example in the form of holes, slots, strips, ellipses, ovals, circles or the like.
  • the viscosity of the coating material should be in the range of 6,000 - 8,500 cp. Very good results can be achieved with a viscosity of approx. 7,000 cp.
  • Isopropanol or ethyl glycol have been found to adjust and, if necessary, change the viscosity.
  • the excess coating compound running off the screen printing stencil is collected in a storage trough 11 located underneath the template and mixed again by means of a pump 7 via a hose line 8 and fed back to the screen printing stencil.
  • the tendency of the coating composition to change its viscosity due to disintegration is counteracted by the mixing and continuous feeding of the screen printing composition.
  • the doctor blade 10 is withdrawn from the screen printing stencil 2, causing it to come out of contact with the coated piston peripheral surface, so that the screen printing stencil can be moved back into its tangential starting position by the piston without contact.

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Abstract

The cylindrical circumference of engine pistons (1) is coated with coating material, in particular lubricating pastes, by means of silk screen printing. In this process, the pistons (1) located in a vertical position about their vertical central longitudinal axis (X) on a silk screen printing template (2), are printed as they rotate past one another.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten des zylindrischen Umfangs von Motorkolben oder dergl. mit Beschichtungsmasse, insbesondere gleitfähigen Pasten.The invention relates to a method and a device for coating the cylindrical circumference of engine pistons or the like with coating material, in particular lubricating pastes.

Eine derartige Beschichtung von Kolbenoberflächen, die in der Regel eine Blei-, Zinn-, Graphit-oder ähnliche Beschichtung in einer bestimmten Stärke darstellt, wird bei Kolben vorgenommen, um beim Ausfall der Ölschmierung in den Zylindern einer Brennkraftmaschine das Fressen der Kolben zu vermeiden und außerdem bei Beschichtung in wechselnder Stärke und wechselndem Beschichtungsbild das Klopfen des Motors zu reduzieren.Such a coating of piston surfaces, which is usually a lead, tin, graphite or similar coating of a certain thickness, is carried out on pistons in order to prevent the pistons from seizing if the oil lubrication fails in the cylinders of an internal combustion engine also to reduce the knocking of the engine when coating in varying thickness and changing coating pattern.

Die Beschichtung von Motorkolben wird bislang allgemein durch Spritzen aufgebracht, was, bedingt durch hohe Verluste bei geringer Leistung, aufwendig und unbefriedigend ist. Außerdem tritt beim Spritzen eine hohe Umweltbelastung durch Versprühen großer Mengen von Lösungsmitteln auf.The coating of engine pistons has hitherto generally been applied by spraying, which is complex and unsatisfactory due to high losses at low output. In addition, spraying has a high environmental impact due to the spraying of large amounts of solvents.

Da beim Spritzen die Kolbenumfangsflächen über Masken beschichtet werden, können dabei keine scharfen Konturen der Beschichtungsflächen erzielt werden. Der Spritznebel verursacht ferner unter den nicht dicht anliegenden Spritzmasken undefinierbare Beschichtungskonturen. Außerdem weist die Stärke der Beschichtung, die durch Einstellen der Spritzdüse festgelegt wird, meist große Toleranzen auf.Since the circumferential surfaces of the pistons are coated with masks during spraying, no sharp contours of the coating surfaces can be achieved. The spray mist also causes undefined coating contours underneath the spray masks that do not fit tightly. In addition, the thickness of the coating, which is determined by adjusting the spray nozzle, usually has large tolerances.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten des zylindrischen Umfangs von Motorkolben oder dergl. mit Beschichtungsmasse zu schaffen, durch welche die vorgenannten, bisher bestehenden Unzulänglichkeiten mit relativ einfachem verfahrenstechnischen und baulichen Aufwand beseitigt sind. Dabei soll außerdem erreicht werden, daß für verschiedene Kolben die jeweils erforderliche Beschichtungsstärke aufgrund vorbestimmter Werte jederzeit reproduziert werden kann.The invention is therefore based on the object of providing a method and a device for coating the cylindrical periphery of engine pistons or the like with coating material, by means of which the aforementioned, previously existing shortcomings are eliminated with relatively simple procedural and structural outlay. It should also be achieved that the required coating thickness can be reproduced at any time based on predetermined values for different pistons.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Beschichten mittels Siebdruck vorgenommen wird.This object is achieved in that the coating is carried out by screen printing.

Mit dieser Siebdruckbeschichtung kann eine gleichmäßige Beschichtung mit geringsten Toleranzen in rationeller Weise auf die zylindrischen Umfangsflächen von Motorkolben oder dergl. aufgetragen werden, wobei jegliche umweltschädliche Emissionen, wie z.B. eine Lösungsmittelverdampfung, völlig ausgeschaltet sind. Auch können mit diesem Verfahren mehrere Schichten gleicher oder unterschiedlicher Stärken übereinander in einem Verfahrensablauf aufgetragen werden. Bei gleichbleibender Viskosität der Beschichtungsmasse kann die Stärke der Beschichtung an der Kolbenumfangsfläche über die Qualität des Gewebes der Siebdruckschablone vorbestimmt werden.With this screen printing coating, a uniform coating with the smallest of tolerances can be applied in a rational manner to the cylindrical peripheral surfaces of engine pistons or the like, with any environmentally harmful emissions, such as e.g. solvent evaporation are completely switched off. This process can also be used to apply several layers of the same or different thicknesses one above the other in one process sequence. If the viscosity of the coating composition remains the same, the thickness of the coating on the piston peripheral surface can be predetermined via the quality of the fabric of the screen printing stencil.

In vorteilhafter Weise kann man auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer beschichteten Fläche ein oder mehrere unbeschichtete Freiflächen als Schmiertaschen und/oder als Kontrollfenster in Form von Schlitzen, Löchern, Aussparungen, Streifen oder dergl. vorsehen. Derartige Freiflächen erfüllen eine Doppelfunktion. Zum einen können sie als Meßlöcher bzw. Kontrollfenster zur Messung und damit zur Kontrolle der Beschichtungsstärke dienen und zum anderen verbessern sie die Schmierung des Kolbens im Normalbetrieb, da sie als Schmierlager wirken. Im Unterschied zu den bekannten Spritzverfahren lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Siebdruckverfahren derartige Freiflächen auf einfache Weise und ohne großen Aufwand in beliebiger Größe und Ausgestaltung mit sehr genauen Toleranzen bezüglich Dicke und Randkonturen herstellen. Dies gilt insbesondere für sehr kleine Freiflächen.In the method according to the invention, one or more uncoated open areas can advantageously also be provided as lubrication pockets and / or as a control window in the form of slots, holes, cutouts, strips or the like in a coated surface. Such open spaces serve a double function. On the one hand, they can serve as measuring holes or control windows for measuring and thus for checking the coating thickness, and on the other hand, they improve the lubrication of the piston in normal operation, since they act as a lubrication bearing. In contrast to the known spraying methods, in the screen printing method according to the invention such free areas can be produced in a simple manner and without great effort in any size and design with very precise tolerances with regard to thickness and edge contours. This is especially true for very small open spaces.

Zweckmäßig werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kolben stehend und um ihre senkrechte Mittellängsachse sich an einer Siebdruckschablone unter Anlage an dieser vorbei drehend bedruckt werden, wobei die Siebschablone in Drehrichtung der Kolbenumfangsfläche mitbewegt wird.In the method according to the invention, the pistons are expediently printed and rotated about their vertical central longitudinal axis on a screen printing stencil while resting against it, the screen stencil being moved in the direction of rotation of the piston peripheral surface.

Selbstverständlich ist jedoch auch eine horizontal liegende Anordnung der Kolben zum Beschichten möglich, wie z.B. bei Versuchen und bei geringen Leistungen.Of course, however, a horizontal arrangement of the pistons for coating is also possible, e.g. for tests and for low performances.

Vorteilhaft wird die Beschichtung mit an ihren seitlichen und/oder oberen und unteren Rändern mit abnehmender Beschichtungsstärke in Keilform aufgetragen. Durch diese Maßnahme werden harte Kanten bzw. Stufen vermieden und die beschichtete Fläche läuft glatter aus. Auf diese Weise wird insbesondere eine bessere Anpassung an die Rundung des Kolbens erreicht und entsprechend starke Widerstände vermieden. Dies gilt insbesondere für die seitlichen Kanten, aber auch für die obere und untere Kante ist dies im Hinblick auf die Bewegungsrichtung des Kolbens von Vorteil. Die Beschichtungsmasse kann im Umlauf kontinuierlich in sich gemischt der Siebdruckschablone der Siebdruckeinheit zugeführt werden.The coating is advantageously applied in a wedge shape at its lateral and / or upper and lower edges with decreasing coating thickness. This measure prevents hard edges or steps and the coated surface runs out smoother. In this way, in particular a better adaptation to the roundness of the piston is achieved and correspondingly strong resistances are avoided. This applies in particular to the lateral edges, but it is also advantageous for the upper and lower edges with regard to the direction of movement of the piston. The coating composition can be continuously mixed and fed into the screen printing stencil of the screen printing unit.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Druchführung der Siebdruckbeschichtung, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine oder mehrere Siebdruckstationen mit jeweils einer Siebdruckschablone und einer Auftragsrakel aufweist, an deren Siebdruckschablone die zu beschichtenden Kolben in sie tragenden Aufnahmen mit ihrer zu beschichtenden zylindrischen Umfangsfläche heranbewegbar sind, daß die Kolben mit ihren Aufnahmen in heranbewegter Lage um die Mittellängsachsen der Kolben drehbar sind, wobei die Druckschablone gleitfrei in Drehrichtung der Kolbenumfangsfläche tangential zu dieser mitbewegbar ist, und daß die Auftragsrakel mit ihrer sich parallel zur Mittellängsachse des zu beschichtenden Kolbens erstreckenden Rakelkante der an der Siebdruckschablone beim Bedruckungsvorgang anliegenden Kolbenumfangsfläche gegenübersteht. Die Kolben können dabei senkrecht stehend oder horizontal liegend augeordnet sein.The invention also relates to a device for carrying out the screen printing coating, which is characterized in that it has one or more screen printing stations, each with a screen printing stencil and an application squeegee, on the screen printing template of which the pistons to be coated can be moved into their receptacles with their cylindrical peripheral surface to be coated that the pistons with their receptacles in the advanced position can be rotated about the central longitudinal axes of the pistons, the printing stencil being free to move tangentially to the circumferential surface of the piston tangentially to the latter, and that the application doctor is parallel to it The center longitudinal axis of the doctor blade edge, which is to be coated, faces the piston circumferential surface which bears against the screen printing stencil during the printing process. The pistons can be arranged vertically or horizontally.

In vorteilhafter Weise wird man jedoch vorsehen, daß sich die Siebdruckschablone und die Auftragsrakel senkrecht erstrecken und daß die Kolben senkrecht auf den Aufnahmen angeordnet sind.In an advantageous manner, however, it will be provided that the screen printing stencil and the application doctor extend vertically and that the pistons are arranged vertically on the receptacles.

Die Rakelhärte kann der jeweils gewünschten Stärke der aufzutragenden Beschichtung angepaßt sein. Sind mehrere am Weg der zu beschichtenden Kolben hintereinander angeordnete Siebdruckstationen vorgesehen, können die Rakeln dieser Stationen gleiche oder unterschiedliche Härte haben.The doctor blade hardness can be adapted to the desired thickness of the coating to be applied. If several screen printing stations arranged one behind the other on the path of the pistons to be coated are provided, the doctor blades of these stations can have the same or different hardness.

In der Zeichnung ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Beschichtungsvorrichtung und einer mit dieser zu erzielenden Beschichtung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden:

  • Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Beschichtungsvorrichtung,
  • Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Beschichtungseinrichtung nach der Fig. 1,
  • Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erzielenden Beschichtung an der Umfangsfläche eines Kolbens,
  • Fig. 4 das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 in einer um 90° dazu versetzten Position,
  • Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Umfangsbereiches eines Kolben mit Beschichtungsflächen in seitlicher Ansicht,
  • Fig. 6 eine Aufnahme für einen Kolben.
The drawing shows a particularly advantageous embodiment of a coating device and a coating to be achieved with it, which are described in more detail below:
  • 1 shows a side view of a coating device,
  • FIG. 2 shows a top view of the coating device according to FIG. 1,
  • 3 shows an embodiment of the coating on the circumferential surface of a piston that can be achieved with the method and the device according to the invention,
  • 4 shows the embodiment according to FIG. 3 in a position offset by 90.degree.
  • 5 is an enlarged view of a peripheral area of a piston with coating surfaces in a side view,
  • Fig. 6 is a receptacle for a piston.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel werden die durch ein kontinuierlich umlaufendes Förderband 15 mit ihrer Mittellängsachse X stehend zugeführten Kolben 1 taktweise durch einen Drehkopf 16 mit Zangen 17, die mit nicht dargestellten Backen die Kolben 1 in ihren Rillen erfassen, dem Förderband entnommen und über ein Zahnradsatellitensystem 9, 12A, 12B, 14A, 14B positionsgesteuerten Aufnahmen 18 gleichgerichtet übergeben, die auf einem Drehtisch 13 angeordnet sind. In diesen Aufnahmen 18 sind die Kolben 1 durch nach oben ragende Dorne 6, auf die die Kolben 1 gesteckt werden, drehfest gehalten, wobei sie durch Drehung des Drehtisches 13 an drei im Weg der Kolben hintereinanderliegenden Siebdruckstationen A, B und C durch eine Schrittschalteinrichtung hintereinander herangeführt werden, in welchen sie auf ihrer zylindrischen Oberfläche nacheinander die vorbestimmten Beschichtungen A1, B1, C1 erhalten. Diese Beschichtungen werden mittels Siebdruckschablonen 2 aufgebracht, die mittels Auftragsrakeln 10 in tangentiale Anlage an die zu beschichtende Kolbenumfangsfläche gelangen. Die Kolben werden beim Bedrukkungsvorgang zusammen mit ihren Aufnahmen 18 einer Drehung um ihre Mittellängsachse X (Fig. 3 und 5) unterworfen, wobei die Druckschablone 2 gleitfrei in Drehrichtung der Kolbenumfangsfläche tangential zu dieser mitbewegbar ist. Die Pfeile in Fig. 2 zeigen die Drehrichtung und Bewegungsrichtung der Kolbenumfangsfläche und der Siebdruckschablone 2 während des Bedruckungsvorgangs. Die Auftragsrakel 10 bleibt dabei mit ihrer sich parallel zur Mittellängsachse X des zu beschichtenden Kolbens 1 erstreckenden Rakelkante gegenüber der an der Siebdruckschablone anliegenden Kolbenumfangsfläche stehen und trägt dabei die über eine Schlauchleitung 8 dem oberen Bereich der Siebdruckschablone zugeführte Beschichtungsmasse durch die Schablone hindurch auf die Kolbenumfangsfläche auf.In the embodiment shown in the drawing, the pistons 1, which are fed in a standing manner by means of a continuously rotating conveyor belt 15 with their central longitudinal axis X, are removed from the conveyor belt and cyclically by a rotary head 16 with pliers 17, which grip the pistons 1 in their grooves with jaws (not shown) a gear satellite system 9, 12A, 12B, 14A, 14B pass position-controlled receptacles 18, which are arranged on a turntable 13. In these receptacles 18, the pistons 1 are held in a rotationally fixed manner by upwardly projecting mandrels 6, on which the pistons 1 are placed, and they are rotated by rotating the rotary table 13 at three screen printing stations A, B and C one behind the other by a step switching device are introduced, in which they receive the predetermined coatings A1, B1, C1 one after the other on their cylindrical surface. These coatings are applied by means of screen printing stencils 2, which come into tangential contact with the piston peripheral surface to be coated by means of application doctor blades 10. During the printing process, the pistons, together with their receptacles 18, are subjected to a rotation about their central longitudinal axis X (FIGS. 3 and 5), the printing stencil 2 being able to move tangentially to the circumferential surface of the piston without sliding. The arrows in Fig. 2 show the direction of rotation and direction of movement of the piston peripheral surface and the screen printing stencil 2 during the printing process. The application doctor blade 10 remains with its doctor blade edge, which extends parallel to the central longitudinal axis X of the piston 1 to be coated, opposite the piston circumferential surface resting on the screen printing stencil, and thereby applies the coating compound supplied to the upper region of the screen printing stencil via a hose 8 through the stencil onto the piston circumferential surface .

Je nach Ausbildung der Siebdruckschablone kann nur ein Teil der Umfangsfläche des Kolbens beschichtet werden. Bei dem in Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kolben 1 an seinem Kolbenkopf mit einer umlaufenden Beschichtung C3 durch die Siebdruckstation C und im Bereich des Kolbenumfanges nur an den zur Kolbenbolzenbohrung 3 versetzten Seiten mit Beschichtungen für Beschichtungsflächen A1, B1, C1 durch die Beschichtungsstationen A, B, C versehen worden.Depending on the design of the screen printing stencil, only a part of the circumferential surface of the piston can be coated. 3 to 5, the piston 1 is provided on its piston head with a circumferential coating C3 by the screen printing station C and in the region of the piston circumference only on the sides offset to the piston pin bore 3 with coatings for coating surfaces A1, B1, C1 by the Coating stations A, B, C have been provided.

Die in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Beschichtungsflächen sind selbstverständlich nur beispielsweise genannt. In vielen Fällen werden auch weniger Beschichtungsflächen ausreichend sein. So können z.B. nur zwei untere Beschichtungsflächen A1 vorgesehen sein, die sich gegenüberliegen und die sich jeweils über einen Umfangsbereich von ca. 90° erstrecken. Die beiden Beschichtungsflächen A1 können z.B. als Puffer für die Verringerung des Klopfens des Motores vorgesehen sein und eine Beschichtungsstärke von 10 um aufweisen.The coating surfaces shown in the exemplary embodiment are of course only mentioned for example. In many cases, fewer coating areas will be sufficient. For example, only two lower coating surfaces A1 can be provided, which are opposite each other and each extend over a circumferential area of approximately 90 °. The two coating areas A1 can e.g. be provided as a buffer for reducing engine knock and have a coating thickness of 10 µm.

Jeweils zwei, sich ebenfalls gegenüberliegend angeordnete und auf Abstand und parallel zu den Beschichtungsflächen A1 angeordnete Beschichtungsflächen C1 und eventuell auch noch B1 können insbesondere für eine Notschmierung bei Ausfall der normalen Ölschmierung vorgesehen sein. Die Beschichtungsflächen C1 (und eventuell B1) können sich ebenfalls über einen Umfangsbereich von jeweils 90° erstrecken und weisen z.B. eine Stärke von 20 um auf.In each case two coating surfaces C1, which are likewise arranged opposite one another and are arranged at a distance and parallel to the coating surfaces A1 and possibly also B1, can be provided in particular for emergency lubrication in the event of normal oil lubrication failing. The coating surfaces C1 (and possibly B1) can also extend over a circumferential area of 90 ° in each case and have e.g. a thickness of 20 µm.

Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, laufen die Beschichtungsflächen A1, B1 und C1 in einer Keilform 4 an ihren Rändern aus.As can be seen from FIG. 5, the coating surfaces A1, B1 and C1 run out in a wedge shape 4 at their edges.

Wie aus der Fig. 3 und vergrößerten Darstellung in Fig. 4 ersichtlich ist, können die Beschichtungsflächen mit kleinen unbeschichteten Freiflächen 5 versehen sein. Hierzu sind in die Beschichtungsflächen A1 und C1 beispielsweise jeweils rechteckige, ellipsenförmige und runde Ausnehmungen 5, prinzipmäßig eingezeichnet. Selbstverständlich können auch noch weitere Beschichtungsflächen mit entsprechenden Freiflächen, z.B. in Form von Löchern, Schlitzen, Streifen, Ellipsen, Ovalen, Kreisen oder dergl. versehen sein.As from Fig. 3 and enlarged representation 4, the coating areas can be provided with small uncoated open areas 5. For this purpose, rectangular, elliptical and round recesses 5, for example, are drawn in principle in the coating surfaces A1 and C1. Of course, other coating areas can also be provided with corresponding open areas, for example in the form of holes, slots, strips, ellipses, ovals, circles or the like.

Als Beschichtungsmasse wird Graphitpulver mit einem harzartigen Bindemittel oder einem Harz verwendet. Folgende Mischungsverhältnisse haben sich als geeignet herausgestellt:

  • Graphit 30 - 50 Gew.%, vorzugsweise 40 % Harz 50 - 70 Gew.%, vorzugsweise 60 %.
Graphite powder with a resinous binder or a resin is used as the coating material. The following mixing ratios have been found to be suitable:
  • Graphite 30-50% by weight, preferably 40%, resin 50-70% by weight, preferably 60%.

Die Viskosität der Beschichtungsmasse sollte in einem Bereich von 6.000 - 8.500 cp liegen. Sehr gute Ergebnisse lassen sich bei einer Viskosität von ca. 7.000 cp erzielen.The viscosity of the coating material should be in the range of 6,000 - 8,500 cp. Very good results can be achieved with a viscosity of approx. 7,000 cp.

Zur Einstellung und ggf. zur Änderung der Viskosität haben sich Isopropanol oder Ethylglykol herausgestellt.Isopropanol or ethyl glycol have been found to adjust and, if necessary, change the viscosity.

Die von der Siebdruckschablone ablaufende überschüssige Beschichtungsmasse wird in einer unter der Schablone befindlichen Vorratswanne 11 aufgefangen und mittels einer Pumpe 7 über eine Schlauchleitung 8 in sich vermischt wieder der Siebdruckschablone zugeführt. Durch die Vermischung und kontinuierliche Zuführung der Siebdruckmasse wird der Tendenz der Beschichtungsmasse, ihre Viskosität durch Zerfall zu ändern, entgegengewirkt.The excess coating compound running off the screen printing stencil is collected in a storage trough 11 located underneath the template and mixed again by means of a pump 7 via a hose line 8 and fed back to the screen printing stencil. The tendency of the coating composition to change its viscosity due to disintegration is counteracted by the mixing and continuous feeding of the screen printing composition.

Nach Beendigung des Beschichtungsauftrages wird die Rakel 10 von der Siebdruckschablone 2 zurückgezogen, wodurch diese außer Kontakt mit der beschichteten Kolbenumfangsfläche gelangt, so daß die Siebdruckschablone kontaktfrei vom Kolben in ihre tangentiale Ausgangslage zurückbewegt werden kann.After the coating job has been completed, the doctor blade 10 is withdrawn from the screen printing stencil 2, causing it to come out of contact with the coated piston peripheral surface, so that the screen printing stencil can be moved back into its tangential starting position by the piston without contact.

Nach Durchführung der Beschichtung der Kolben in den drei Siebdruckstationen A, B und C werden diese zu dem Drehkopf 16 zurückgeführt und über dessen Zangen 17 den Aufnahmen 18 durch Abheben entnommen und auf das Förderband 15 zum Abtransport überführt.After the coating of the pistons in the three screen printing stations A, B and C has been carried out, they are returned to the rotary head 16 and the tongs 17 are used to remove the receptacles 18 by lifting them off and transfer them to the conveyor belt 15 for removal.

Claims (18)

1. Verfahren zum Beschichten des zylindrischen Umfanges von Motorkolben oder dergleichen mit Beschichtungsmasse, insbesondere gleitfähigen Pasten,
dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichten mittels Siebdruck vorgenommen wird.1. Method for coating the cylindrical periphery of engine pistons or the like with coating compound, in particular lubricating pastes,
characterized in that the coating is carried out by means of screen printing. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben stehend und um ihre senkrechte Mittellängsachse oder liegend sich an einer Siebdruckschablone vorbeidrehend bedruckt werden.2. The method according to claim 1,
characterized in that the pistons are printed standing up and around their vertical central longitudinal axis or lying past a screen printing stencil. 3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben einzeln an eine Siebdruckeinheit heranbewegt werden und im Bereich dieser Einheit in Drehung um ihre Mittellängsachse gesetzt werden, wobei beim Bedruckungsvorgang die Siebdruckschablone der Siebdruckeinheit unter tangentialer Anlage an der zylindrischen Umfangsfläche des Kolbens gleitfrei in gerader Linie mitbewegt wird, während die Rakel der Siebdruckeinheit die Siebdruckschablone an die zylindrische Kolbenumfangsfläche andrückt.3. The method according to claim 2,
characterized in that the pistons are moved individually to a screen printing unit and are set in the area of this unit in rotation about its central longitudinal axis, the screen printing template of the screen printing unit being moved in a straight line without tangential contact with the cylindrical circumferential surface of the piston during the printing process, while the Squeegee of the screen printing unit presses the screen printing stencil onto the cylindrical surface of the piston. 4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in einer beschichteten Fläche (A1, B1, C1) ein oder mehrere unbeschichtete Freiflächen (5) als Schmiertaschen oder Kontrollfenster in Form von Schlitzen, Löchern, Aussparungen oder Streifen vorgesehen werden.4. The method according to claim 1,
characterized in that one or more uncoated open areas (5) are provided as lubrication pockets or control windows in the form of slots, holes, cutouts or strips in a coated area (A1, B1, C1). 5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsmasse eine Mischung aus Graphitpulver und einem Harz oder einem harzartigen Bindemittel verwendet wird.5. The method according to claim 1,
characterized in that a mixture of graphite powder and a resin or a resinous binder is used as the coating material. 6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis zwischen 30 - 50 Gew.%, vorzugsweise 40 %, Graphitpulver und zwischen 50 und 70 Gew.%, vorzugsweise 60 %, Bindemittel beträgt.6. The method according to claim 5,
characterized in that the mixing ratio is between 30-50% by weight, preferably 40%, graphite powder and between 50 and 70% by weight, preferably 60%, of binder. 7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmasse eine Viskosität von 6.000 - 8.500 cp hat, vorzugsweise ca. 7.000 cp, besitzt.7. The method according to claim 5,
characterized in that the coating composition has a viscosity of 6,000 - 8,500 cp, preferably about 7,000 cp. 8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Viskosität als Lösungsmittel Isopropanol und/oder Ethylglykol der Beschichtungsmasse beigemischt werden.8. The method according to claim 7,
characterized in that isopropanol and / or ethyl glycol are added to the coating composition to adjust the viscosity. 9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Stärke der für eine Reduzierung des Klopfens des Motors vorgesehenen Beschichtungsfläche (A1) ca. 10 um und für die Stärke der für eine Notschmierung vorgesehenen Beschichtungsfläche (B1,C1) ca. 20 um vorgesehen werden.9. The method according to claim 1,
characterized in that approximately 10 µm is provided for the thickness of the coating surface (A1) provided for reducing engine knock and approximately 20 µm for the thickness of the coating surface (B1, C1) provided for emergency lubrication. 10. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mit an ihren seitlichen und/oder oberen und unteren Rändern in abnehmender Beschichtungsstärke in Keilform (4) aufgetragen wird.10. The method according to claim 1,
characterized in that the coating is applied in wedge shape (4) at its lateral and / or upper and lower edges with a decreasing coating thickness. 11. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben mit Hilfe einer Schrittschalteinrichtung einzeln positioniert den Siebdruckeinheiten zugeführt werden.11. The method according to claim 1,
characterized in that the pistons are fed individually positioned to the screen printing units with the aid of a stepping device. 12. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsmasse im Umlauf kontinuierlich in sich gemischt der Siebdruckschablone der Siebdruckeinheit zugeführt wird.12. The method according to claim 1,
characterized in that the coating composition is continuously mixed and fed into the screen printing stencil of the screen printing unit. 13. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr unterschiedlich dicke Beschichtungen an unterschiedlichen Stellen des zylindrischen Kolbenumfangs im gleichen Arbeitsablauf nacheinander folgend aufgetragen werden.13. The method according to claim 1,
characterized in that two or more coatings of different thicknesses are applied successively at different points on the cylindrical piston circumference in the same workflow. 14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine oder mehrere Siebdruckstationen (A,B,C) mit jeweils einer Siebdruckschablone (2) und einer Auftragsrakel (10) aufweist, wobei jeweils an die Siebdruckschablone (2) die zu beschichtenden Kolben (1) in sie tragenden Aufnahmen (18) mit ihrer zu beschichtenden zylindrischen Umfangsfläche heranbewegbar sind, daß die Kolben (1) mit ihren Aufnahmen (18) in heranbewegter Lage um die Mittellängsachsen (X) der Kolben drehbar sind, wobei die Siebdruckschablone (2) jeweils gleitfrei in Drehrichtung des zu beschichtenden Kolbens (1) tagential mitbewegbar zu diesem ist, und daß die Auftragsrakel (10) mit ihrer sich parallel zur Mittellängsachse (X) des zu beschichtenden Kolbens (13) erstreckenden Rakelkante der an der Siebdruckschablone beim Bedruckungsvorgang anliegenden Kolbenumfangsfläche gegenübersteht.14. Device for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 11,
characterized in that it has one or more screen printing stations (A, B, C), each with a screen printing stencil (2) and an application squeegee (10), the pistons (1) to be coated in the receptacles carrying them on the screen printing template (2) (18) can be moved with their cylindrical peripheral surface to be coated so that the pistons (1) with their receptacles (18) can be rotated about the central longitudinal axes (X) of the pistons in the approached position, the screen printing stencil (2) in each case without sliding in the direction of rotation of the Coating piston (1) can be moved along the same day, and that the doctor blade (10) with its doctor blade edge, which extends parallel to the central longitudinal axis (X) of the piston (13) to be coated, faces the piston circumferential surface resting on the screen printing stencil during the printing process. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Siebdruckschablone (2) und die Auftragsrakel (10) senkrecht erstrecken und daß die Kolben (2) senkrecht auf den Aufnahmen (18) angeordnet sind.15. The apparatus according to claim 14,
characterized in that the screen printing stencil (2) and the application squeegee (10) extend vertically and in that the pistons (2) are arranged vertically on the receptacles (18). 16. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Siebdruckschablone (2) durch Zurückziehen der Auftragsrakel (10) von der zylindrischen Kolbenumfangsfläche abhebbar ist und in dieser abgehobenen Position in ihre tangentiale Ausgangsstellung zurückbewegbar ist.16. The apparatus according to claim 14,
characterized in that the screen printing stencil (2) can be lifted off the cylindrical piston circumferential surface by withdrawing the application doctor (10) and can be moved back into its tangential starting position in this lifted position. 17. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß unter der Siebdruckschablone (2) eine Vorratswanne (11) angeordnet ist, die zum Auffangen der von der Siebdruckschablone ablaufenden Beschichtungsmasse vorgesehen ist, und daß die Vorratswanne (11) an eine mit einer Pumpe (7) ausgestattete Rücklaufleitung (8) für die Beschichtungsmasse angeschlossen ist, die an die Siebdruckschablone (2) heranführt.17. The apparatus according to claim 14,
characterized in that a storage trough (11) is arranged under the screen printing stencil (2), which is provided for collecting the coating material running off the screen printing stencil, and in that the storage trough (11) is connected to a return line (8) equipped with a pump (7) is connected for the coating compound, which leads to the screen printing template (2). 18. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere am Weg der zu beschichtenden Kolben (1) hintereinander angeordnete Siebdruckstationen (A, B, C) besitzt, deren Rakeln (10) in Abhängigkeit von der Stärke der auftragenden Beschichtung gleiche oder unterschiedliche Härten aufweisen.18. The apparatus according to claim 14,
characterized in that it has a plurality of screen printing stations (A, B, C) arranged one behind the other on the path of the pistons (1) to be coated, the doctor blades (10) of which have the same or different hardnesses depending on the thickness of the coating applied.
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