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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Entfernen von Verunreinigungen auf der Bruchfläche eines, an einer Nahtstelle bruchgetrennten Bauteiles, zum Beispiel eines Pleuels, wobei das bruchgetrennte Bauteil mindestens zwei Bauteilstücke, ein erstes Bauteilstück und ein zweites Bauteilstück aufweist, jedes Bauteilstück an der Nahtstelle eine Bruchfläche aufweist und eine Bewegungsvorrichtung, zumindest für eine Beabstandung der beiden Bauteilstücke voneinander vorgesehen ist, und ein Vibrationsgenerator, der zumindest ein Bauteilstück in Vibration versetzt.
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Im Stand der Technik ist es hinlänglich bekannt, eine Vorrichtung für das Entfernen von Verunreinigungen auf der Bruchfläche von bruchgetrennten Bauteilen einzusetzen. Ein typischer Anwendungsfall ist dabei zum Beispiel das Bruchtrennen oder Cracken vom Pleuel im Bereich des die Kurbelwelle aufnehmenden Pleuelauges. Die beiden Bauteilstücke, beziehungsweise Pleuelstücke werden dabei nach dem Bruchtrennen durch eine Verschraubung wieder miteinander verbunden, die beiden Bauteilstücke passen nach der Verschraubung wieder exakt zusammen. Es ist dabei allerdings durchaus möglich, dass Verunreinigungen, insbesondere Bruchteile auf den Bruchflächen verbleiben. Wird das Pleuel montiert, sind zunächst die beiden (oder mehreren) Pleuelstücke wieder zu demontieren. Es besteht dann die Gefahr, dass die bei dem Brechen entstandenen kleinen Bruchteile, die bis zu zwei Millimeter oder größer sein können, unkontrolliert von den Bruchflächen abfallen. Diese können dann einen erheblichen Schaden anrichten, wenn diese zum Beispiel auf die Lagerschale zwischen Kurbelwelle und Pleuel oder an andere Stelle gelangen. Außerdem wird durch teilgelöste Partikel ein exaktes Aufeinanderlegen vermieden.
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Es wird daher ein entsprechender Aufwand getrieben, diese Verunreinigungen auf der Bruchfläche eines Pleuels möglichst zuverlässig zu entfernen.
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Es wird hierbei darauf hingewiesen, dass die Erfindung exemplarisch an dem bruchgetrennten Pleuel erläutert wird, die Erfindung aber hierauf in keinster Weise beschränkt ist, der Einsatz der Erfindung eignet sich überall dort, wo Bauteile bruchgetrennt werden, da es grundsätzlich nicht auszuschließen ist, dass auf der Bruchfläche aufgrund der Bildung der Bruchfläche zunächst Bruchteile an der Bruchfläche anhaften, aber später von diesen abfallen können.
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Im Stand der Technik ist es hierzu bekannt, die Verunreinigungen mit einem Luftstrom von der Bruchfläche abzublasen. Zusätzlich ist es bekannt, eine entsprechende Absaugeinheit anzuordnen, um den aufgewirbelten Schmutz und die abgelösten Verunreinigungen gleichzeitig gezielt abzusaugen. Allerdings ist die Adhäsionswirkung der Bruchteile beziehungsweise sonstigen Verunreinigungen teilweise so groß, dass durch einen entsprechenden Luftstrom eine ausreichende Reinigung nicht sichergestellt werden kann.
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Im Stand der Technik wurde daher vorgeschlagen, das Bauteil, zum Beispiel das Pleuel auf einer Auflage anzuordnen. Es ist eine Bewegungsvorrichtung vorgesehen, welche dazu dient, die beiden Bauteilstücke (Pleuelstücke) gesteuert voneinander zu distanzieren, also zu beabstanden, und somit den Spalt im Bereich der Nahtstelle, zwischen den beiden Bruchflächen freizugeben. Die Luftströmung, die für einen Abtransport der Verunreinigung sorgen soll, wurde jetzt unterstützt durch eine Vibrationsbewegung, zumindest eines Bauteilstückes, wozu von oben ein Vibrationsgenerator gegen das Bauteil beziehungsweise Bauteilstück angestellt wird. Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist, dass für die Anstellbewegung des Vibrationsgenerators hierfür ein separater Antrieb notwendig ist. Desweiteren wird das Bauteil beziehungsweise das Pleuel von oben auf die Auflage aufgelegt, und der notwendige Antrieb, wie auch der Vibrationsgenerator selber, der oberhalb der Auflage vorzusehen ist, behindert merklich die freie Zugänglichkeit, die sowohl bei einem automatisierten Einlege- beziehungsweise Entnahmeprozess wie auch bei einem händischen Einlegen oder Entnehmen günstig ist.
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Desweiteren ist nach der Lösung des Standes der Technik die Einkopplung der Vibrationsbewegung von dem Vibrationsgenerator in das Bauteil beispielsweise das Pleuel nicht optimal. Die Auflage ist oftmals schwingungsentkoppelt, und daher bevorzugt elastomer- oder federgelagert. Um einen merklichen Übergang der Vibrationsbewegung von dem Vibrationsgenerator in das Bauteil zu erreichen, muss der Vibrationsgenerator mit merklicher Kraft auf das Bauteil/Pleuel gedrückt werden, welches auf der Auflage liegend zurückzuweichen versucht.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, zumindest einen der vorgenannten Nachteile zu verbessern.
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Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Vorrichtung wie eingangs beschrieben, wobei vorgeschlagen wird, dass die Bewegungsvorrichtung über einen Arm auf das Bauteilstück wirkt und dieses bewegt, und der Vibrationsgenerator den Arm in Vibration versetzt, und die Vibration des Armes zu einer Vibration des Bauteilstückes führt.
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In der Regel besitzt die Bewegungsvorrichtung einen Bewegungsantrieb, der einen Hebel oder Arm betätigt, um die beiden Bauteilstücke voneinander (gesteuert beziehungsweise gezielt) zu beabstanden. Die Erfindung schlägt nun vor, diesen Arm mit Hilfe des Vibrationsgenerators in Vibration zu versetzen und so (mittelbar) das Bauteilstück mit der Vibrationsbewegung zu beaufschlagen. Dieser Vorschlag erlaubt es daher überraschenderweise, dass zumindest eine Seite des Pleuels beziehungsweise des Bauteiles freibleibt, wenn zum Beispiel die Bewegungsvorrichtung gemäß der Erfindung von unten her an dem Bauteil beziehungsweise Pleuel angreift. Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag bleibt der obere Bereich der Auflage für das Ein- und Auslegen des Bauteiles dauerhaft frei zugänglich.
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Dabei kann das Pleuel beziehungsweise Bauteil nach wie vor auf einer schwingungsentkoppelten Ablage aufgelegt werden, wobei nun diese Ablage nicht als Wiederlager für den Vibrationsgenerator zu dienen hat, sondern die Vibrationsenergie über den Arm zumindest in das eine Bauteilstück eingeleitet wird. Damit wird auch grundsätzlich ein besserer Wirkungsgrad für das Einkoppeln der Vibrationsenergie in das Bauteil beziehungsweise Bauteilstück erreicht.
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Aufgrund des verbesserten Wirkungsgrades kann die Vibrationsenergie verringert werden, was wiederum zu einer weniger starken Beanspruchung der Vorrichtung bei gleichbleibendem, oder sogar besserem Reinigungsergebnis führt. Es verringert sich neben der notwendigen Vibrationsenergie auch die Vibrationszeit, was zu signifikanten Vorteilen bei der Taktung entsprechender Bearbeitungsmaschinen führt.
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Als günstig wird angesehen, wenn sich die Nahtstelle an einer Ausnehmung des Bauteiles befindet. Eine derartige Ausnehmung kann beispielsweise durch ein Pleuelauge gebildet werden. Aufgrund der Nahtstelle ist das Bauteil in ein erstes und ein zweites Bauteilstück, insbesondere ein erstes und ein zweites Pleuelstück getrennt. Diese Bauteile können über eine lösbare Verschraubung miteinander verbunden werden. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass das erste Bauteilstück mit dem zweiten Bauteilstück verbunden ist. Der Arm der Bewegungsvorrichtung weist dabei eine in die Ausnehmung einstehende Spreizbacke auf, die auf das erste Bauteilstück wirkt, und beispielsweise vor oder bei der Vibrationsbeaufschlagung das erste Bauteilstück gegen die Verschraubung anstellt. Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Beabstandung der Bauteilstücke und damit die Freilegung der Nahtstelle, beziehungsweise der sich an der Nahtstelle befindenden Bruchfläche in einem Arbeitsgang und automatisiert durchgeführt werden kann. Dies führt ebenfalls zu einer vereinfachten Durchführung der Beabstandung der Bauteile. Die lösbare Verschraubung verhindert dabei eine vollständige Trennung der Bauteile und erlaubt nach der Vibration des zumindest einen Bauteiles eine erneute, zügige Verbindung der Bauteile. Dadurch, dass das erste Bauteilstück gegen die Verschraubung angestellt wird, kommt es hier zu einer Übertragung der in das erste Bauteilstück eingebrachten Vibration auf das zweite Bauteilstück, so dass auch aus der Bruchfläche am zweiten Bauteilstück entsprechende Bruchstücke abgelöst werden, und somit eine vollständige Reinigung beider Bruchflächen durchgeführt werden kann.
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Bevorzugt steht die Spreizbacke in die Ausnehmung ein. Daneben kann selbstverständlich auch ein weiteres Spreizbackenteil vorgesehen werden, das dem ersten, in die Ausnehmung einstehenden Spreizbackenteil gegenüber, außen, an der Ausnehmung angelegt wird, so dass das Bauteil durch die Spreizbacke nach Art einer Zange oder einer Spannvorrichtung ergriffen wird. Dies führt zu einer verbesserten Festlegung des Bauteilstückes an der Spreizbacke beziehungsweise dem Arm, wodurch die Übertragung der Vibration vom Arm auf das Bauteilstück verbessert wird.
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Der Arm kann zusätzlich oder alternativ zur Spreizbacke eine Spanneinheit tragen, wobei das Bauteilstück von der Spanneinheit gehalten ist. Hierbei ist vorgesehen, dass das erste Bauteilstück von der Spanneinheit umgriffen und festgelegt wird. Es kann hierdurch dann eine noch präzisere Trennung der Bauteilstücke erreicht werden, da das erste Bauteilstück in der Spanneinheit festgelegt ist. Die vorgenannten Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei denen eine Einwirkung der Spreizbacke, beziehungsweise der Spanneinheit auf das erste Bauteilstück erfolgt, bleibt selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, neben dem ersten Bauteilstück oder alternativ dazu kann die Spreizbacke, beziehungsweise die Spanneinheit auch auf weitere Bauteilstücke wirken, beziehungsweise diese haltern.
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Als günstig wird angesehen, wenn auch eine Festlegung des zweiten Bauteilstückes zumindest in einer Raumrichtung erfolgt. Eine derartige Festlegung oder Fixierung kann günstigerweise über ein Fixierungsstück, beispielsweise einen Bolzen oder Vorsprung erfolgen, der auf das zweite Bauteilstück wirkt, dieses beispielsweise so fixiert, dass auch bei Vibrationsbeaufschlagung des ersten, mit dem zweiten Bauteilstück über die Verschraubung verbundenen Bauteiles kein Herausfallen, beziehungsweise Lösen des gesamten Bauteiles aus der Vorrichtung befürchtet werden muss. Die Fixierung, beziehungsweise das entsprechende Fixierungsstück kann an das zweite Bauteilstück angelegt, oder in dieses, im Falle des Vorhandenseins einer weiteren Ausnehmung, beispielsweise eines Pleuellagers in dieses eingeführt werden. Darüber kann dann eine Verschiebung des Bauteiles verhindert werden, ohne dieses zu stark zu fixieren, als dass eine Vibration des Bauteiles unmöglich wird. Die entsprechende Fixiervorrichtung, beziehungsweise das Fixierstück kann günstigerweise beweglich in der Vorrichtung angeordnet werden. Es besteht dadurch die Möglichkeit, dass die Fixiervorrichtung, beziehungsweise ein entsprechender Vorsprung, ein Stutzen, Kolben oder eine Fixierungsstange erst nach dem Einlegen des Bauteiles in die Vorrichtung in eine Fixierposition verschoben wird. Nach Abschluss eines entsprechenden Vibrationsvorganges kann dann die Fixiereinrichtung dadurch gelöst werden, dass die entsprechenden Fixierungselemente wieder in einer Ausgangsposition verschoben oder abgesenkt werden und das Bauteil dadurch freigeben. Der Bereich der Auflage für das Ein- und Auflegen des Bauteiles wird dadurch ebenfalls nicht beeinträchtigt, sondern bleibt frei zugänglich, bis eine entsprechende Lagefestlegung des Bauteiles notwendig wird. Mit der Fixierung erfolgt eine Festlegung zum Beispiel in Richtung der beiden Ausnehmungen (Pleuelaugen)
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In der Regel sind die Bauteilstücke über eine Verschraubung lösbar miteinander verbunden. Als günstig wird es daher angesehen, wenn die Bewegungsvorrichtung auch eine Schraubvorrichtung aufweist oder umfasst, die auf die lösbare Verschraubung wirkt. Die Schraubvorrichtung kann dabei so eingestellt werden, dass nur ein teilweises Lösen der Verschraubung (insbesondere synchron bei einer Mehrfachverschraubung) erfolgt, die eine Beabstandung der Bauteilstück erlaubt, im übrigen jedoch verhindert, dass die Bauteilstücke vollständig voneinander getrennt werden. Dadurch, dass die Verschraubung an den Bauteilstücken verbleibt, kann nach Ende der Vibrationsbeaufschlagung ein erneutes Verbinden der Bauteilstücke durch Einwirkung der Schraubvorrichtung auf die Verschraubung schnell wieder hergestellt werden, was Vorteile bezüglich der Bearbeitungseffizienz mit sich bringt. Bedingt durch die Tatsache, dass die Verschraubung an beiden, beziehungsweise mehreren Bauteilstücken verbleibt, sind diese auch vibrationstechnisch immer noch gekoppelt, so dass bei Vibration eines ersten Bauteilstückes, vermittelt durch die Verschraubung eine Vibration des zweiten Bauteilstückes erfolgen kann, was zu einer weiteren Verbesserung der Reinigung der Bruchflächen erfolgt, da von beiden Bruchflächen dort etwaige vorhandene Bruchteile abvibriert werden.
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Dieses erweist sich als vorteilhaft, da keine weitere Vibrationsvorrichtung, beispielsweise ein zweiter Vibrationsgenerator am zweiten Bauteilstück angeordnet oder vorgesehen werden muss (was aber erfindungsgemäß möglich bleibt), beziehungsweise keine Vibrationsbeaufschlagung der entsprechenden Anordnungspunkte, beziehungsweise des Anordnungsbereiches für das zweite Bauteilstück erfolgen muss, um hier eine ausreichende Vibrationsbeaufschlagung beider Bauteile durchzuführen. Dieses Vorgehen bringt Vorteile bei der Ausgestaltung der gesamten Vorrichtung mit sich, da diese mit weniger Vorrichtungsteilen auskommt, und dennoch die gleiche Wirkung erreicht wird, wie bei einer wesentlich umfangreicheren und aufwändigeren Anordnung entsprechender Vibrationselemente in herkömmlichen Vorrichtungen.
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Um eine weitere Verbesserung der Bruchflächenreinigung durchführen zu können, ist vorgesehen, dass eine Ausführungsform der Vorrichtung eine Luftspülvorrichtung aufweist. Über diese Luftspülvorrichtung kann ein entsprechender Luftstrom für das Abblasen oder Ausblasen der Bruchflächen zur Verfügung gestellt werden. Als günstig wird in diesem Zusammenhang angesehen, wenn die Luftspülvorrichtung zumindest eine Luftaustrittsdüse aufweist. Diese Luftaustrittsdüse kann an der Spreizbacke oder der Spanneinheit angeordnet sein, und ist dabei so ausgerichtet, dass der aus der Düse austretende Luftstrom direkt auf die Bruchflächen abgeleitet wird, beziehungsweise diese überströmt und hierbei entsprechende Bruchteile, die im Zuge der Vibrationsbeaufschlagung nicht von den Bruchfläche abfallen, von diesen abhebt und entfernt. Die Luftaustrittsdüse kann dabei auch beweglich in der Luftspülvorrichtung angeordnet werden, so dass ein größerer Bereich der Bruchfläche mit einem Luftstrom kontaktiert werden kann. Hierdurch wird eine wesentlich verbesserte Reinigung der Bruchflächen möglich, da hier ein Synergieeffekt der Luft- und Vibrationsbeaufschlagung auftritt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass ein Spülluftstrom vom Inneren der Ausnehmung her über die Bruchflächen nach aussen geführt wird. Dies führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Reinigungsleistung, da verhindert wird, dass von einer Bruchfläche gelöste Bruchteile durch den Luftstrom in Richtung der zweiten Bruchfläche verbracht werden. Darüber hinaus wird vermieden, dass die sich lösenden Bruchteile oder sonstige Verschmutzungen oder Verunreinigungen der Bruchfläche in die Ausnehmung eingetragen werden, und sich dort beispielsweise auf entsprechenden Lager- oder Kontaktflächen des Bauteiles absetzen. Durch die Ausrichtung des Spülluftstromes nach außen, das heisst, vom Inneren der Ausnehmung weg, wird dieses vermieden und die Reinigung, beziehungsweise Behandlung des gesamten Bauteiles wesentlich verbessert. Der Spülluftstrom tritt auch in dieser Ausführungsform der Vorrichtung aus einer Luftaustrittsdüse aus, die mit einer Luftspülvorrichtung gekoppelt ist, die dann zur Beaufschlagung des Bauteiles mit dem Spülluftstrom eben falls in das Innere der Ausnehmung eingeführt wird. Dies geschieht zusammen mit dem Einführen oder Einstehen der Spreizbacke oder der Spanneinheit in die Ausnehmung. Die Luftaustrittsdüse, beziehungsweise die Luftspülvorrichtung muss jedoch nicht zwangsweise mit Spreizbacke oder Spanneinheit gekoppelt sein, sondern kann auch als zusätzliches Element in der Vorrichtung vorgesehen werden. Denkbar ist auch eine bewegliche Luftspülvorrichtung, die im Zuge der Vibrationsbeaufschlagung oder aber nach dieser oder dieser zeitlich vorgelagert in oder an das Bauteil herangeführt wird, und dann einen entsprechenden Spülluftstrom erzeugt, der die Bruchflächen überströmt. Hierdurch können durch die Vibration angelöste Bruchteile vollständig von den Bruchflächen gelöst werden, oder aber, bei einer entsprechenden Spülluftstömung bereits gelöste Bruchteile von den Bruchflächen abgetragen werden, bevor weitere Bruchteile durch die Vibration aus den Bruchflächen anfallen.
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Um die Verunreinigung des Bauteiles durch mit dem Spülluftstrom mitgenommene Bruchteile zu verhindern, die auch bei einer entsprechenden Überströmung der Bruchflächen vom Inneren einer Ausnehmung nach außen dennoch auftreten kann, empfielt es sich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer als vorteilhaft angesehenen Weiterbildung zusätzlich eine Absaugeinheit aufweist, die entsprechende Bruchteile aus dem Lufststrom aufnimmt, beziehungsweise unmittelbar auf die Bruchflächen wirkt, und hier auftretende Bruchteile entsprechend durch einen Saugstrom von der Bruchfläche wegführt. Die Absaugeinheit kann dabei, wie bereits vorher im Zusammenhang mit einer entsprechenden Luftspülvorrichtung ausgeführt vor, nach oder gleichzeitig mit der Vibrationsbeaufschlagung aktiviert werden, um zum einen an den Bruchflächen gelöst vorhandene Bruchteile von dieser abzusaugen, oder aber sich im Zuge der Vibration lösende Bruchteile direkt von den Bruchflächen bzw. dem Bauteil abzusaugen, das heißt wegzuführen. Auch die Absaugeinheit kann, sofern sich nicht der Luftspülvorrichtung zugeordnet vorliegt, den Spreizbacken oder Spanneinheiten zugeordnet sein, oder als zusätzliches Element der Bewegungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden, dass ebenfalls bedarfsweise, oder im Zuge eines Reinigungszyklusses an das entsprechende Bauteil herangeführt, beziehungsweise in dieses oder in eine in diesem Bauteil vorhandene Ausnehmung eingeführt oder angelegt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Regel Teil einer Montage-, beziehungsweise Bearbeitungsstation, oder einer Bearbeitungsmaschine, die für die Bearbeitung entsprechender Bauteile vorgesehen ist. Da an der Vorrichtung eine Vibrationsbeaufschlagung vorgesehen ist, diese jedoch nicht in die gesamte Montage-, oder Bearbeitungsstation, beziehungsweise Bearbeitungsmaschine eingetragen werden soll, empfiehlt es sich, eine schwingungsentkoppelte oder vibrationsentkoppelte Lagerung der Vorrichtung vorzusehen. Eine entsprechende schwingungs- beziehungsweise vibrationsentkoppelte Lagerung kann beispielsweise durch die Anordnung von Gummistutzen an den Auflagerungspunkten der Vorrichtung in der Montage-beziehungsweise Bearbeitungsstation oder Bearbeitungsmaschine erfolgten. Darüber hinaus eignet sich auch die Verwendung entsprechender Mittel zur Aufnahme von Vibrationen, beispielsweise eine Federlagerung oder dergleichen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Arm drehbar gelagert ist, und einen ersten und einen zweiten Teilarm aufweist, wobei der erste Teilarm des Armes die Spreizbacke, beziehungsweise die Spanneinheit trägt und auf dem zweiten Teilarm der Bewegungsantrieb, und hierbei insbesondere der Vibrationsgenerator angeordnet ist. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dass Vibrationsgenerator, beziehungsweise Bewegungsantrieb und Spreizbacke beziehungsweise Spanneinheit auf dem gleichen Teilarm angeordnet sind, und somit eine Spannung beziehungsweise Spreizung des Bauteiles gleichzeitig mit einer Vibrationsbeaufschlagung erfolgt. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass mit der Drehung des Armes eine Beabstandung der Bauteilstücke erfolgen kann, da ein Bauteilstück bereits mit der Spreizbacke beziehungsweise der Spanneinheit in Wirkverbindung steht, und somit beim Verdrehen des Armes eine Beabstandung der Bauteilstücke erfolgt.
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Als günstig wird angesehen, wenn der Arm entlang zumindest einer Linearachse bewegbar ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, dass in einer Ausgangs- beziehungsweise Einlege- oder Entnahmeposition keine Vorrichtungsteile am Bauteil anliegen, beziehungsweise in dieses einstehen. Die Verschiebung beziehungsweise Bewegung des Armes erfolgt vor oder während der entsprechenden Vibration des Bauteiles aber nach dessen Einlegen oder Einsetzen in der Vorrichtung, wodurch dann ein Einstehen der Spreizbacke, beziehungsweise der Spanneinheit, die am Arm vorgesehen ist, an das Bauteil, beziehungsweise in das Bauteil erfolgt. Durch die Möglichkeit zur Bewegung des Armes entlang zumindest einer Linearachse kann flexibel auf verschiedene Bauteilausformungen reagiert werden, da eine individuelle Einstellung des Armes hinsichtlich und bezüglich des Bauteiles durchgeführt werden kann.
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Die Erfindung umfasst neben der Vorrichtung auch ein Verfahren für das Entfernen von Verunreinigungen auf der Bruchfläche eines an einer Nahtstelle bruchgetrennten Bauteiles. Ein entsprechendes Bauteil ist beispielsweise ein Pleuel. Das bruchgetrennte Bauteil weist mindestens zwei Bauteilstücke, ein erstes Bauteilstück und ein zweites Bauteilstück auf. Die Entfernung von Verunreinigungen wird insbesondere mit einer Vorrichtung wie vorbeschrieben durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Arm mit einem ersten Bauteilstück in Wirkkontakt tritt, um dieses vom zweiten Bauteilstück zu beabstanden. Um nun die Verunreinigungen von den Bruchflächen abzutragen, beziehungsweise um sicherzustellen, dass die Verunreinigungen, beispielsweise Bruchteile des Bauteiles, von den Bruchflächen abfallen, wird der Arm in Vibration versetzt, und versetzt damit zumindest auch das erste Bauteilstück in Vibration. Eine entsprechende Vibration des Armes kann gleichzeitig oder nach der Beabstandung der Bauteilstücke erfolgen. Durch die Vibration werden die anhaftenden Bruchteile von den Bruchflächen abgelöst, und somit von den Bruchflächen entfernt. Vorteilhaft an diesem Vorgehen ist, dass lediglich eine Vibration des Bauteilstückes mittelbar über den Arm der Vorrichtung durchgeführt wird, und damit der Wirkungsgrad des Verfahrens wesentlich erhöht werden kann.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass eine zwischen dem ersten und zweiten Bauteilstück angeordnete Verschraubung, die die Beabstandung zwischen dem ersten und zweiten Bauteilstück beschränkt, abschnittsweise geöffnet wird. Gleichzeitig stellt der Arm das erste Bauteilstück gegen die Verschraubung an, und hält das erste Bauteilstück in Vibration. Durch diese Verschraubung, beziehungsweise vermittelt über diese wird durch eine Vibration des ersten Bauteilstückes gleichzeitig eine Vibration des zweiten Bauteilstückes möglich, da über die Verschraubung, die mit beiden Bauteilstücken in Verbindung steht, eine Übertragung der Vibration erfolgen kann. Das Verfahren sieht weiterhin vor, dass, um die Reinigung der Bruchflächen, beziehungsweise die Entfernung von Verunreinigungen weiter zu verbessern, eine Abförderung oder Wegförderung der Bruchteile durch einen Abluftstrom durchgeführt wird. Bei dem Abluftstrom kann es sich zum einen um einen Spülluftstrom handeln, der über die Bruchflächen strömt, und dabei entsprechende Verunreinigungen aufnimmt, daneben besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Abluftstrom als Saugluftstrom ausgebildet ist, und die entsprechenden Verunreinigungen, die sich entweder direkt auf den Bruchflächen befinden, oder aber im Zuge der Vibration von diesen gelöst werden, ab- oder weggefördert, beziehungsweise abgesaugt werden können.
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In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle im Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur im Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Vorrichtungsansprüche berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Erfindung und zur Offenbarung.
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In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1 eine, mehrere der erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfassende Bearbeitungsstation in der Draufsicht,
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2 in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung im entspannten Zustand und
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3 die Vorrichtung aus 2 im gespannten Zustand, in einer Seitenansicht.
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In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben.
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1 zeigt eine Bearbeitungsstation 40 in der insgesamt vier der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtungen 10 für das Entfernen von Verunreinigungen aus der Bruchfläche eines an einer Nahtstelle 15 bruchgetrennten Bauteiles angeordnet sind. Bei dem Bauteil handelt es sich im Ausführungsbeispiel der 1 um ein Pleuel. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird exemplarisch zur Verwendung mit einem Pleuel beschrieben, bleibt jedoch in keinster Weise hierauf beschränkt, sondern kann mit allen denkbaren bruchgetrennten Bauteilen verwendet werden, um hier Bruchflächen, insbesondere durch Vibrationsbeaufschlagung zu reinigen. Dieses weist einen Pleuelschaft auf, der die beiden Pleuelaugen 16, 42 (als Ausnehmungen) verbindet. Bei der Herstellung wird eines der Pleuelaugen 16, 42 aufgetrennt, was zumeist in einem sogenannten Cracking-Verfahren erfolgt. Das dann zweiteilig vorliegende Pleuelauge 16, 42 weist ein erstes und ein zweites Pleuelteilstück 13, 14 auf. Die Pleuelteilstücke 13, 14 werden nach dem Cracken über eine Verschraubung 18 miteinander verbunden. Bei der Herstellung wird oftmals festgestellt, dass an den Bruchflächen, die über die Nahtstelle 15 miteinander verbunden sind, Bruchteile im Bereich von bis zu wenigen Millimetern anfallen, die unkontrolliert von den Bruchflächen abfallen können. Um diese Bruchteile von dem Pleuel zu entfernen, sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung vor, dass die Pleuelteilstücke 13, 14 beabstandet und dann vibrationsbeaufschlagt werden. Durch diese Vibrationsbeaufschlagung fallen die Bruchteile von den Bruchflächen ab. Gegebenenfalls kann zusätzlich eine Beaufschlagung der Bruchflächen mit einem Luftstrom erfolgen. Die in 1 dargestellte Bearbeitungsstation 40 beziehungsweise die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung 10 weist hierzu eine Luftspülvorrichtung 21 auf. Diese umfasst eine im Bereich der Nahtstelle 15 der Pleuelteilstücke 13, 14 angeordnete Luftaustrittsdüse 22, die nach Trennung der Pleuelteilstücke 13, 14 einen Luftstrom auf die Bruchflächen aufleitet und damit Teile von dieser weg trägt. Um ein unkontrolliertes Herunterfallen der Bruchteile zu verhindern, weist die Luftspülvorrichtung 21 zusätzlich eine Absaugeinheit 23 auf. Über diese werden die aus- oder abgeblasenen Bruchteile von dem Pleuel beziehungsweise dem ersten oder zweiten Pleuelteilstück 13, 14 entfernt. Die Luftaustrittsdüse 22 ist dabei so angeordnet, dass der Spülluftstrom von dem Inneren einer Ausnehmung 17, die von dem in 1 rechten, größeren Pleuelauge 16 begrenzt wird, über die Bruchfläche nach Außen getragen wird. Hierzu weist die in der 1 dargestellte Luftspülvorrichtung 21 beziehungsweise die daran vorgesehen Luftaustrittsdüse 22 eine entsprechende in der Figur nicht erkennbare Verlängerung zur Positionierung im Bereich der Nahtstelle 15 auf, so dass sich der Luftaustrittspunkt stets auf einer Höhe mit der Bruchfläche befindet.
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Das Pleuel wird in die Vorrichtung eingelegt. Diese weist hierzu eine Auflagefläche 41 auf. Danach erfolgt eine Fixierung des zweiten, kleineren Pleuelauges 42 durch eine entsprechende Fixiereinheit 50. Diese umfasst eine mit einem Gummistutzen 38 versehene Stange 43, die nach dem Einlegen des Pleuels in die Vorrichtung 10 an das zweite Pleuelauge 42 angelegt oder in dieses eingeführt wird und dieses positioniert. Zusätzlich umfasst die Fixiereinheit 50 zwei weitere Halterungen 31, die zu beiden Seiten des zweiten Pleuelauges 42 am Pleuelschaft angelegt werden können, um diesen zusätzlich zu positionieren. Die Bewegung der Halterungen 31 beziehungsweise der Stange 43 kann über einen pneumatischen Antrieb erfolgen. Denkbar ist hier eine Kopplung mit am Antrieb für die Bewegungsvorrichtung 10 beziehungsweise die Anordnung eines zusätzlichen Antriebs. Die Fixiereinheit 50 kann stattdessen auch fest in der Vorrichtung angeordnet werden. Die Fixierung ist dabei derart, dass auch der aufliegende Teil ausreichend vibrieren kann.
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Nach dem Einlegen des Pleuels in die Montage- beziehungsweise Bearbeitungsstation 40 steht die Vorrichtung 10 in das erste, größere Pleuelauge 16 ein und es wird zunächst über die Schraubvorrichtung 36, die die beiden Pleuelteilstücke 13, 14 verbindende Verschraubung 18 teilweise (synchron) gelöst, sodass die beiden Pleuelteilstücke 13, 14 auseinanderweichen können. Gleichzeitig mit oder nach dem Lösen der Verschraubung 18 wird eine Spreizbacke 19 der Bewegungsvorrichtung 10 an das zweite, kleinere Pleuelteilstück 13 angelegt. In 1 nicht dargestellt, jedoch ebenfalls möglich ist die Anordnung eines weiteren Spreizbackenteils am äußeren Umfang des zweiten Pleuelteilstückes 13. Das zweite Pleuelteilstück 13 wird dann durch die beiden Spreizbackenteile geklemmt und durch diese festgehalten.
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Das erste Pleuelteilstück 14 wird zusätzlich durch Gegenhalter 37 positioniert, die in die an dem zweiten Pleuelteilstück 14 vorgesehenen Elemente der Verschraubung 18 eingreifen. Diese Gegenhalter 37 werden bereits zum Lösen der Verschraubung 18 in diese eingeführt und verbleiben dort. Die Bewegungsvorrichtung 10 bewirkt nun zunächst eine Beabstandung der Pleuelteilstücke 13, 14. Nach deren Abschluss erfolgt eine Vibrationsbeaufschlagung des Armes, (vgl. 2 und 3) mittels eines Vibrationsgenerators 12. Hierüber werden dann die Pleuelteilstücke 13, 14 in Vibration versetzt, was ein Abfallen von Bruchstücken von den Bruchflächen bewirkt. Aufgrund der gleichzeitigen Beaufschlagung mit einem Luftstrom aus der Luftspülvorrichtung 21 bzw. den Luftaustrittsdüsen 22, der ebenfalls auf die Bruchflächen auftrifft, werden bereits angelöste Bruchteile von der Bruchfläche abgetragen und die Bruchflächen damit gereinigt. Nach Abschluss der Reinigung der Bruchflächen werden die Pleuelteilstücke 13, 14 durch Verschieben oder Drehen des Armes oder der Teilarme 11a, b der Bewegungsvorrichtung 10 freigegeben und können nach Anlegen der Verschraubung 18 wieder fest miteinander verbunden werden. Hierzu wird die Schraubvorrichtung 36 verwendet. Zur Freigabe des Pleuels werden zunächst die Gegenhalter 37 und die Schraubvorrichtungen 36 von den Verschraubungen 18 gelöst und dann gegebenenfalls die Fixiereinheit 50 in eine Freigabestellung bewegt. Das Pleuel kann dann aus der Vorrichtung 10 entnommen werden.
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2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Bewegungsvorrichtung 10 in einer Ausgangsstellung. Die Bewegungsvorrichtung 10 umfasst einen Arm der insgesamt zwei Teilarme 11a, 11b aufweist. Bei der Verwendung der Vorrichtung 10 wird zunächst ein Bauteil, im Ausführungsbeispiel ein Pleuel, auf eine Auflagefläche 41 aufgelegt. Die Bewegungsvorrichtung 10 greift dann von unten her an den Pleuelteilstücken 13, 14 an. Der Arm der Bewegungsvorrichtung 10 kann über den Bewegungsantrieb 26 geschwenkt werden. Im Zuge dessen erfolgt ein Verschwenken des ersten Teilarmes 11b um einen Drehpunkt 24. Die Teilarme 11a, b sind hierzu an einer Welle 32 gelagert. Durch die Verschwenkung des Armes erfolgt eine Beabstandung der Pleuelteilstücke 13, 14, sodass die Bruchflächen freigelegt werden. Nach der Beabstandung der Pleuelteilstücke 13, 14 (wenn sich der Spalt geöffnet hat) erfolgt eine Vibrationsbeaufschlagung des Armes. Hierzu ist am Teilarm 11a ein Vibrationsgenerator 12 angeordnet, der den Teilarm 11a in Vibration versetzt. Durch diese Vibration wird mittelbar das Pleuelteilstück, an dem der entsprechende Teilarm 11b angreift, ebenfalls in Vibration versetzt. Im Zuge dieser Vibrationsbeaufschlagung fallen Bruchstücke von den Bruchflächen ab und die Bruchflächen werden dadurch gereinigt. Die Beabstandung erfolgt gleichzeitig mit der Vibrationsbeaufschlagung.
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In 2 ist die erfindungsgemäße Bewegungsvorrichtung 10 in der Ausgangsposition dargestellt, das heißt, es hat noch keine Beabstandung der Pleuelteilstücke 13, 14 stattgefunden. Im in 2 oberen rechten Teil der Abbildung befindet sich das zweite Pleuelauge 42 des in die Vorrichtung eingelegten Pleuels. Um hier eine Festlegung des Pleuels durchführen zu können, weist die Vorrichtung 10 eine verfahrbare Stange 43 auf, die an das zweite Pleuelauge 42 angelegt werden kann. Die Stange 43 weist einen Gummistutzen 38 auf, der eine Vibrationsentkopplung zwischen der Bewegungsvorrichtung 10 und der Auflagefläche 41 für das Pleuel bewirkt. Eine weitere Festlegung des zweiten Pleuelauges 42 wird durch die Halterung 31 bewirkt, die seitlich unterhalb des Pleuelauges 42 am Pleuelschaft, der Bestandteil des ersten Pleuelteilstückes 14 ist, angelegt ist. Auch die Halterung 31 wiest einen Gummiüberzug 39 auf, der zur Vibrationsentkopplung beiträgt. Die Stange 43 ist über einen in 2 nicht gezeigten Antrieb bewegbar und kann somit an das Pleuelauge 42 angelegt werden. Denkbar ist auch eine Ausgestaltung der Bewegungsvorrichtung 10 mit einer in das zweite Pleuelauge 42 eingreifenden Stange 43. Hierüber kann dann eine noch bessere Festlegung des mit Vibration zu beaufschlagenden Bauteiles durchgeführt werden. Nach dem Einlegen des Bauteils in die Bewegungsvorrichtung 10 wird eine Schraubvorrichtung 36 an die Verschraubung 18, die die beiden Pleuelteilstücke 13, 14 verbindet, angesetzt und die Verschraubung 18 über diese Schraubvorrichtung 36 teilweise gelöst, sodass eine Beabstandung des ersten und zweiten Pleuelteilstückes 13, 14 möglich wird. Die Bewegungsvorrichtung 10 verfügt am in 2 oberen Ende des Armes über eine Spreizbacke 19, die in das erste Pleuelauge 16 einsteht. über die Spreizbacke 19, die an dem ersten Pleuelteilstück 13 angreift, wird dieses bewegt. Die Bewegungsvorrichtung 10 weist einen Bewegungsantrieb 26 (z. B. ein pneumatischer Arbeitszylinder) auf. Dieser wirkt auf eine Kolbenstange 27, an deren Ende eine Kupplung 25 angeordnet ist. Die Kupplung 25 ist umhüllt von einem Puffer 28b, der gleichzeitig dazu dient, die über den Vibrationsgenerator 12 auf den ersten Teilarm 11a aufgebrachten Vibrationen abzudämpfen, so dass diese nicht unmittelbar an den Schenkel 35 weitergegeben werden, ausserdem kompensiert dieser die Drehbewegung.
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Die gesamte Bewegungsvorrichtung umfasst einen Rahmen 33. Dieser Rahmen weist zwei Schenkel 34, 35 auf. Am ersten Schenkel 34 ist die Fixiereinheit 50 für das zweite Pleuelauge 42 beziehungsweise das erste Pleuelteilstück 14 vorgesehen, während am zweiten Schenkel 35 die Bewegungsvorrichtung 10 befestigt ist. Um hier die Übertragung von Vibrationen vom ersten Teilarm 11a auf den Rahmen 33 zu beschränken, ist am Anordnungs- beziehungsweise Verbindungspunkt 44 der Bewegungseinrichtung 10 mit dem zweiten Schenkel 35 ebenfalls ein Puffer 28a vorgesehen, der aus einem elastischen Material besteht und in der Lage ist, die Vibrationen abzufedern. Die Bewegungsvorrichtung 10, wie in 2 dargestellt, kann als Bauteil in einer Montage- oder Bearbeitungsstation 40, wie in 1 dargestellt, angeordnet werden. Wie dort gezeigt, besteht die Möglichkeit, dass mehrere entsprechende Vorrichtung 10 nebeneinander vorgesehen werden, die gegebenenfalls über einen einzigen Vibrationsgenerator 12 oder einen gemeinsame Antrieb 26 für die Bewegungsvorrichtung 10, das heißt, für das Schwenken des Armes der Bewegungsvorrichtung 10 verfügen. Ebenfalls denkbar ist eine Ankopplung eines Pneumatik- oder Hydraulikantriebes für die Stange 43 der Fixiereinheit 50 für das zweite Pleuelauge 42 beziehungsweise das erste Pleuelteilstück 14.
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In 3 dargestellt ist die im Zusammenhang mit 2 bereits beschriebene Bewegungsvorrichtung 10. Im Unterschied hierzu ist die Vorrichtung allerdings in einer Arbeitsposition dargestellt. Dies bedeutet, dass eine Beabstandung des ersten und zweiten Pleuelteilstückes 13, 14 erfolgt ist. Diese Beabstandung wird dadurch durchgeführt, dass das zweite, in 3 untere Pleuelteilstück 13, mit einer Spreizbacke 19 (vergleiche 1) am Arm der Bewegungsvorrichtung 10 ergriffen wurde und nach entsprechendem Lösen der Verschraubung 18 durch die Schraubvorrichtung 36 in eine Beabstandungsposition verbracht wurde. Um nun das Pleuel, dessen Bruchflächen zwischen dem ersten und zweiten Pleuelteilstück 13, 14 durch die Beabstandung freigelegt wurden, Vibration zu beaufschlagen, wird der Vibrationsgenerator 12 betätigt. Dieser versetzt den ersten Teilarm 11a in Vibration. Durch diese Vibration wird mittelbar auch das zweite Pleuelteilstück 13 vibrationsbeaufschlagt. Aufgrund der Kopplung des ersten Teilarms 11a erfolgt auch eine Vibrationsbeaufschlagung des zweiten Teilarmes 11b. Hierdurch werden Bruchstücke, die beim Cracken des Pleuels beziehungsweise des Pleuelauges 16 entstehen, von den Bruchflächen entfernt beziehungsweise abvibriert. Die Reinigung der Bruchflächen kann dadurch weiter verbessert werden, dass die Bewegungsvorrichtung 10 zusätzlich eine Luftspülvorrichtung 21 aufweist (vgl. 1). Je nach Anordnung einer entsprechenden Luftaustrittsdüse 22 (vergleiche 1) kann hier ein Spülluftstrom vom Inneren der Ausnehmung 17, die durch das erste Pleuelauge 16 begrenzt wird, über die Bruchflächen nach Außen erfolgen. Die Luftaustrittsdüse 22 kann an der Spreizbacke 19 angeordnet sein. Alternativ besteht die Möglichkeit eine entsprechende Luftspülvorrichtung 21 gesondert von der Spreizbacke 19 in der Vorrichtung 10 vorzusehen. Neben der Eintragung von Luft, zum Ausblasen oder Abblasen der Bruchflächen, kann auch zusätzlich oder alternativ eine Absaugung vorgesehen werden, die in Form einer Absaugeinheit 23 (vergleiche 1) der Bewegungsvorrichtung 10 zugeordnet wird. Über diese Absaugeinheit 23 kann dann die Absaugung von den Bruchflächen abfallender Bruchstücke erfolgen.
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Der Teilarm 11a der Bewegungsvorrichtung 10 ist durch den Bewegungsantrieb 26 und die Welle 32 schwenkbar. Dieser Antrieb 26 wirkt auf eine Kolbenstange 27, die wiederum auf den Teilarm 11a wirkt und diesen schwenkt. Aufgrund der drehbaren Lagerung des Teilarmes 11a kann dieser um den Drehpunkt 24 bewegt werden und bewirkt dabei eine Beabstandung der Pleuelteilstücke 13, 14, da das zweite Pleuelteilstück 13 über die Spreizbacke 19 am Teilarm 11b gehalten ist. Die Kupplung 25 zwischen dem Teilarm 11a und dem Rahmen 33 bzw. dessen Schenkel 35 ist von einem Puffer 28b umgeben. Dieser besteht aus einem elastischen Material und nimmt die Vibrationen, die in den Teilarm 11a eingetragen werden, auf und verhindert dabei eine unmittelbare Vibrationsbeaufschlagung des Bewegungsantriebes 26. Eine Übertragung der Vibrationen auf den Rahmen 33 wird dadurch verhindert, dass ein weiterer Puffer 28a am Anordnungspunkt 44 der Bewegungseinrichtung 10 am zweiten Schenkel 35 des Rahmens 33 vorgesehen ist. Nach dem Ende der Vibrationseintragung in das Bauteil bewirkt der Bewegungsantrieb 26 ein Rückführen des Teilarmes 11a in die Ausgangsposition, wie in 2 dargestellt. Hierdurch wird auch das zweite Pleuelteilstück 13 auf das erste Pleuelteilstück 14 zubewegt und die Bruchflächen nähern sich einander an. Nach Anlegen der Verschraubung 18 mittels der Schraubvorrichtung 36 sind die beiden Pleuelteilstücke 13, 14 wieder miteinander verbunden. Nach Freigabe des Pleuels durch die Bewegungsvorrichtung 10 und gegebenenfalls durch die im Zusammenhang mit 2 beschriebenen Fixiereinheit 50, kann das Bauteil dann aus der Vorrichtung 10 entnommen werden und weist nunmehr gereinigte Bruchflächen auf, sodass keine Gefahr mehr besteht, dass entsprechende Bruchstücke beim späteren Einbau in die Lagerflächen eingetragen werden und hier zu Beschädigungen führen.
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Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.
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Es ist weiter zu beachten, daß die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.
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Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.
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Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.