WO2016120393A1

WO2016120393A1 - Vorrichtung und verfahren zur bruchflächenreinigung von bruchgetrennten werkstücken

Info

Publication number: WO2016120393A1
Application number: PCT/EP2016/051821
Authority: WO
Inventors: Andreas Josef FRIES; Gerold SCHWARZWÄLDER; Wolfgang RÖMPP; Siegfried Gruhler
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2016-08-04
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: CN107206437A; DE102015112821A1; EP3250329A1

Abstract

Offenbart sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bruchflächenreinigung bei bruchgetrennten bzw. gecrackten Werkstücken (6, 8) wie z.B. einem Lagersitz von Pleueln, Kurbelwellengehäusen oder Gelenkwellen. Dabei werden die beiden Teile (6, 8), die die Bruchflächen (10) aufweisen so positioniert, dass die jeweils zusammengehörenden Bruchflächen (10) Kontakt haben oder zueinander beabstandet sind. Dann werden die beiden Teile in einer Richtung entlang der Bruchflächen (10) gegeneinander in Vibration versetzt, wobei ein Stößel (26, 38) umfangsseitig gegen das erste Teil (6) und/oder das zweite Teil (8) gerichtet ist, wobei die Impulse oder Stöße umfangsseitig in das erste Teil (6) und/oder das zweite Teil (8) einleitbar sind/ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Bruchflächenreinigung von

bruchgetrennten Werkstücken

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bruchflächenreinigung bei bruchgetrennten bzw. gecrackten Werkstücken wie z.B. einem Lagersitz von Pleueln, Kurbelwellengehäusen oder Gelenkwellen.

Bei der Herstellung von Lagersitzen von Werkstücken wie z.B. Pleueln für Verbrennungsmotoren werden diese nach einer weitgehenden Fertigstellung bruchgetrennt bzw. gecrackt. Genauer gesagt wird ein Lagerdeckel von einem Lagerbett einer Pleuelstange bruchgetrennt. Dabei entstehen an diesen beiden Teilen jeweils unregelmäßig unebene Bruchflächen, die bei einem späteren Verschrauben der beiden Teile dafür sorgen, dass sie wieder hochgenau zueinander positioniert und über Schrauben wieder aneinander befestigt werden können.

Dabei ist es wichtig, dass Partikel, die sich bei dem Bruchtrennen von dem Lagerdeckel oder dem Lagerbett gelöst haben und an den Bruchflächen haften, entfernt werden, bevor die Teile wieder zueinander positioniert und aneinander befestigt werden.

Aus dem Stand der Technik ist diesbezüglich das so genannte Kontaktstoßreinigen bekannt. Dabei werden der Lagerdeckel und das Lagerbett der Pleuelstrange hydraulisch oder über einen NC-Antrieb voneinander getrennt, axial und radial geführt, und im An- schluss über ihre Bruchflächen stumpf aufeinander geschlagen. Damit werden Partikel von den Bruchflächen abgeschlagen und über Blasluft abtransportiert. Die Anzahl dieser Kontaktstoßhübe ist durch die Maschinentaktzeit stark begrenzt, so dass in der Praxis meist 2 bis 4 Kontaktstoßhübe ausgeführt werden.

Die Druckschrift DE 101 61 817 A1 zeigt eine derartige Reinigungsvorrichtung, bei der eine Hin- und Herbewegung bzw. eine Schwingbewegung senkrecht zu einer Bruchtrennebene erfolgt, die von den Bruchtrennflächen definiert ist. Auch bei der Vibrationsreinigung gemäß den Druckschriften DE 199 50 140 C 2 bzw. WO 01/28716 A1 wird eine Hin- und Herbewegung bzw. eine Vibrationsbewegung senkrecht zu der von den Bruchtrennflächen definierten Bruchtrennebene vorgeschlagen. Bei der Patentschrift EP 1 225 995 B1 berühren sich die Bruchtrennflächen dabei erfindungsgemäß.

In der Druckschrift US 2005/0172484 A1 ist ein Verfahren zur Vibrationsreinigung von Bruchtrennflächen eines Pleuels gezeigt, bei dem ein Vibrations-Aktuator indirekt über einen Spanner auf das Pleuel einwirkt. Durch diese Anordnung werden die Vibrationen des Aktuators gedämpft. Die Wirkrichtung des Aktuators ist dabei parallel zur Bruchtrennebene und parallel zur Mittelachse des bruchgetrennten Lagerauges. Damit ist die Wirkrichtung des Aktuators axial zur Mittelachse des bruchgetrennten Lagerauges.

Nachteilig am Kontaktstoßreinigen bzw. am Vibrationsreinigen gemäß dem Stand der Technik sind die vereinzelt an den Bruchflächen verbleibenden Partikel, die die spätere hochgenaue Positionierung der beiden Teile erschweren oder verhindern.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Reinigungsvorrichtung für Bruchflächen der von bruchgetrennten bzw. gecrackten Teilen von Werkstücken zu schaffen, bei dem die Anzahl der verbleibenden Partikel minimiert oder gleich null ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Reinigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Reinigung mit den Merkmalen des Anspruchs 16.

Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung ist zur Schlagreinigung der Bruchflächen eines ersten Teils (z.B. eines Lagerdeckels) und/oder eines zweiten Teils (z.B. einer Pleuelstange) eines bruchgetrennten Werkstücks (z.B. eines Pleuels) ausgebildet. Die Reinigungsvorrichtung hat mindestens einen Stößel, über den das erste Teil und/oder das zweite Teil in einer Stoßrichtung mit frequenten mechanischen Impulsen oder Stößen beaufschlagbar sind bzw. ist. Dabei verläuft die Stoßrichtung im Wesentlichen parallel zu den Bruchflächen und damit parallel zu einer durch die Bruchflächen definierten Bruch- trennebene. Erfindungsgemäß werden die Impulse bzw. Stöße an einem Außenumfang in das betroffene Teil eingeleitet bzw. eingekoppelt. Bei dem Beispiel mit dem Pleuel ist die Einleitung bzw. Einkopplung etwa radial zu einer Mittelachse eines Lagerauges gerichtet, das von dem Lagerdeckel und der Pleuelstange gebildet ist. Durch die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung wird vermieden, dass zu entfernende Partikel in die Bruchflächen eingedrückt oder zurückgedrückt werden. Außerdem haben die Partikel während der gesamten Reinigungszeit die Möglichkeit abzufallen, da ein ausreichender Spalt zwischen den Bruchflächen vorliegt und die Bruchflächen nicht in Anlage miteinander kommen. Damit ist die Reinigungswirkung in einem vorgegebenen Zeitfenster maximiert.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ist der zumindest ein Stößel derart angeordnet, dass seine Impulse oder Stöße direkt in das betroffene Teil eingeleitet bzw. eingekoppelt werden. Damit ist die Wirkung des Stößels ungedämpft, und die Einkopplung somit wirkungsvoller als bei der indirekten Einkopplung gemäß Stand der Technik. Bei dem Beispiel mit dem Pleuel wirkt der Stößel direkt am Außenumfang der Lagerdeckels oder der Pleuelstange.

Insbesondere stößt oder schlägt der Stößel direkt gegen eine seitliche Außenfläche des betroffenen Teils, die etwa senkrecht zur Stoßrichtung angeordnet wird. Damit ist die Effektivität der Einkopplung der Stöße optimiert. Bei dem Beispiel mit dem Pleuel ist die Außenfläche etwa senkrecht zum Stößel und etwa senkreicht zur Bruchtrennfläche und etwa parallel zur Mittelachse des Lagerauges und etwa parallel zu einer Längsachse des Pleuels am Außenumfang der Lagerdeckels oder der Pleuelstange angeordnet.

Besonders kurze Bearbeitungszeiten lassen sich erreichen, wenn die mechanischen Impulse eine Frequenz oder eine Wiederholrate von mehreren Zig bis über Hundert Hertz haben.

In einem bevorzugten Sonderfall verläuft die Stoßrichtung im Wesentlichen entlang der Bruchflächen und damit in der Bruchtrennebene.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind beiden Teile über eine oder zwei nicht festgezogene Schraube(n) lose miteinander verbunden. Durch die Drehposition der Schraube(n) kann definiert sein, wie weit die beiden Bruchflächen der beiden Teile voneinander entfernt sind. So kann ein geringer Abstand oder ein (leichter) Kontakt (Mikro- spiel) eingestellt sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Bei einer vorrichtungstechnisch einfachen ersten Variante ist dem ersten Teil ein (z.B. lagerdeckelseitiger) Stößel zugeordnet, während dem zweiten Teil ein (z.B. stangen- seitiger) Stößel zugeordnet ist. Die Stoßrichtungen der beiden Stößel sind gegeneinander gerichtet und haben einen Parallelabstand zueinander.

Um eine wirksame und schnelle Hin und Herbewegung für eine gründliche Reinigung mittels der ersten Variante der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung zu ermöglichen wird ein dem ersten Teil zugeordneter Anschlag und ein dem zweiten Teil zugeordneten Anschlag bevorzugt. Vorzugsweise sind die Anschläge in der jeweiligen Stoßrichtung angeordnet. Damit ist für jedes Teil des Werkstücks ein Hammer-Teil-Amboss-Prinzip möglich, wobei die Stößel den Hammer und der Anschlag den Amboss darstellen. Im Falle des Pleuels können die Anschläge in dessen Lagerauge einführbar sein.

Bei einer besonders wirkungsvollen zweiten Variante der Reinigungsvorrichtung ist dem ersten Teil ein weiterer Stößel zugeordnet, dessen Stoßrichtung derjenigen des anderen dem ersten Teil zugeordneten Stößels entgegen gerichtet ist. Entsprechend ist auch dem zweiten Teil ein weiterer Stößel zugeordnet, dessen Stoßrichtung derjenigen des anderen dem zweiten Teil zugeordneten Stößels entgegen gerichtet ist. Damit ist für jedes Teil des Werkstücks ein Hammer-Teil-Amboss-Prinzip möglich, wobei wechselseitig der eine Stößel den Hammer und der andere Stößel der Amboss darstellen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung hat die Reinigungsvorrichtung mindestens eine Schraubspindel, deren Längsachse bzw. Schraubrichtung etwa senkrecht zur Stoßrichtung bzw. zu den Stoßrichtungen angeordnet ist. Damit können die beiden Teile über die Schraube miteinander verschraubt werden. Damit kann auch ein Abstand eingestellt werden, den die Bruchflächen während der Reinigung zueinander haben sollen. Dieser Abstand kann z.B. ausreichend groß gewählt werden, dass die Bruchflächen effektiv von zusätzlichen Reinigungsdüsen angeströmt werden können. Der Abstand kann auch als Mikrospiel eingestellt werden, um während der Reinigung ein Ablösen von Partikeln durch leichte Berührung mit der gegenüber liegenden Bruchfläche zu bewirken.

Dabei werden besonders zwei zueinander parallele derartige Schraubspindeln bevorzugt, deren Längsachsen bzw. Schraubrichtungen beide etwa senkrecht zur Stoßrichtung bzw. zu den Stoßrichtungen angeordnet sind. Damit kann ein gleichmäßiger Abstand der beiden Teile eingestellt werden, den die Bruchflächen während der Reinigung zueinander haben sollen.

Um auch ein vormontiertes Werkstück in der Reinigungsvorrichtung bearbeitet zu können sollte eine Abhebedüse vorgesehen werden, über die das erste Teil von den Bruchflächen des zweiten Teils abgehoben werden kann.

Ein Luftstrahl der Abhebedüse hat zumindest eine Richtungskomponente, die parallel zu den Längsachsen der beiden Schraubspindeln gerichtet ist. Es kann natürlich auch der gesamte Luftstrahl der Abhebedüse entlang der Längsachsen der beiden

Schraubspindeln gerichtet sein.

Vorzugsweise hat die Reinigungsvorrichtung mindestens eine axiale und eine radiale ergänzende Reinigungsdüse pro Bruchfläche, über die die Bruchflächen - vorzugsweise alternierend mit einem Luftstrahl - anströmbar sind.

Wenn zumindest eine der axialen pro Bruchfläche angeordneten Reinigungsdüsen nach unten gerichtet ist, können die Partikel unterstützt von der Schwerkraft abgelöst und in Fallschächte abgeführt oder abgesaugt werden. Die nach unten gerichteten Reinigungsdüsen können an einem Niederhalter angeordnet sein.

Wenn zumindest eine Reinigungsdüse mit Bezug zu einem von dem ersten Teil und dem zweiten Teil gebildeten Lagerauge radial nach außen gerichtet ist, ist die Reinigungswirkung weiter verbessert. Die nach außen gerichteten Reinigungsdüsen können an einem Zentrierfinger angeordnet sein, der in das Lagerauge einführbar ist. Die abgelösten Parti- kel können in Fallschächte abgeführt oder abgesaugt werden, die an der Werkstückauflage integriert sind.

Zur Optimierung der Ausbringung der Partikel kann die Anzahl und Größe der Reinigungsdüsen in Abhängigkeit des Werkstücks gestaltet oder änderbar sein. Die Reinigungsdüsen können in einem Blasluftmuster - z.B. abwechselnd radial und axial - schaltbar sein.

Wenn die Stoßrichtung(en) der Stößel und die Längsachse(n) der Schraubspindel(n) etwa waagerecht angeordnet sind, sind die Bruchflächen etwa senkrecht angeordnet, so dass die Partikel nach unten gemäß der Schwerkraft entlang der Bruchflächen abfallen können ohne dabei auf die zugeordnete andere Bruchfläche zu gelangen.

Die Stößel sind bei einer vorrichtungstechnisch einfachen Weiterbildung von einer jeweiligen Kobenstange eines jeweiligen Schlagzylinders gebildet. Die Schlagzylinder können oszillierend gefüllt und entleert werden, um so die frequenten mechanischen Impulse oder Stöße mittels ihrer Kolbenstange an das zugeordnete Teil zu übertragen. Alternativ kann eine Rückstellfeder verwendet werden. Dabei schlagen die Endabschnitte der Kolbenstangen möglichst senkrecht zu ihrer Stoßrichtung an dem zugeordneten Teil an.

Im Falle der zwei zu Schlagzylindern weitergebildeten Stößel sind diese abwechselnd über ein Schnellschaltventil versorgbar. Dies ist vorzugsweise ein Multiventil mit 2/2-Funktion und mit zwei Ausgängen.

Im Falle der vier zu Schlagzylindern weitergebildeten Stößel sind die beiden dem ersten Teil zugeordneten Schlagzylinder und die beiden dem zweiten Teil zugeordneten Schlagzylinder jeweils abwechselnd über ein Schnellschaltventil versorgbar. Optimal ist es, wenn immer die beiden einander über Kreuz gegenüber liegenden Schlagzylinder gleichzeitig versorgt und ausgefahren werden. Das Schnellschaltventil ist vorzugsweise ein Multiventil mit 2/2-Funktion und mit vier Ausgängen. Vorrichtungstechnisch einfach sind pneumatische Schlagzylinder und entsprechend pneumatische Schnellschaltventile, deren Schaltabstand im Millisekundenbereich liegt.

Vorzugsweise liegt das Werkstück während der Reinigung auf der Werkstückauflage. Die Werkstückauflage und die Stößel einschließlich ihrer Halterungen an der Reinigungsvorrichtung sind relativ zueinander bewegbar, um mehrere Werkstücke nacheinander reinigen zu können. Vorzugsweise ist die Werkstückauflage dazu unter die Reinigungsvorrichtung bewegbar und danach sind die Stößel absenkbar. Damit ist das Werkstück zwischen den Stößeln positionierbar. Im Falle des Pleuels kann dieses flächig in der Werkstückauflage liegen, so dass die beiden Bruchflächen senkrecht stehen.

Die oben genannten Anschläge können seitlich an der Werkstückauflage gebildet sein. Im Falle des Pleuels sind diese während der Reinigung am Außenumfang des Lagerauges angeordnet.

Bei der besonders bevorzugten Anwendung der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ist diese zur Reinigung eines Pleuels ausgestaltet. Genauer gesagt ist das erste Teil eine Lagerschale mit zwei Durchgangslöchern für zwei Schrauben, während das zweite Teil eine Pleuelstange ist, an das die Lagerschale über die Durchgangslöcher durchsetzende Schrauben vormontiert ist. Die von den beiden Paaren von Bruchflächen definierte Bruchtrennebene verläuft durch das große Lagerauge. Die Reinigungsvorrichtung kann einen in das kleine Lagerauge einführbaren Zentrierdorn haben Die beiden Stößel mit den beiden Anschlägen der ersten Variante bzw. die vier Stößel der zweiten Variante sind dann vorzugsweise am Außenumfang des großen Lagerauges angeordnet, wobei die Stößel - wie oben erwähnt - senkrecht zur Längsachse des Pleuels ausgerichtet sind.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Anwendung mit einem Pleuel schneidet die Stoßrichtung bzw. schneiden die Stoßrichtungen die Längsachse.

Die Reinigungsvorrichtung kann zu einer Reinigungsstation weitergebildet sein, die vor den Einbau des Pleuels in einen Motor angeordnet ist. Dabei wird eine Trennung der Lagerschale und der Pleuelstange bevorzugt, so dass diese beiden Teile nicht über die Schrauben verbunden sind, und die beiden Bruchflächen nicht aneinander anliegen.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung und hat in einer Weiterbildung für die Schlagreinigung von Pleueln folgende Schritte:

- Bewegen des Pleuels, dessen bruchgetrennte Lagerschale über zwei Schrauben an der Pleuelstange vormontiert ist, unter die Reinigungsvorrichtung und Absenken der Stößel;

- Eingreifen der beiden Schaubspindeln und Lösen der beiden Schrauben auf einen vorbestimmten Wert; damit kann ein Mikrospiel zwischen den beiden einander zugeordneten Bruchflächen eingestellt werden, über das resultierende Kraft auf das Bruch- flächengefüge wirkt, oder es kann ein größerer Abstand definiert werden, um Partikel abzuführen;

- Abheben der Lagerschale von der Pleuelstange, dies kann durch den ersten Stoß der Stößel und/oder durch eine Abhebedüse erfolgen; und

- Frequentes Stoßen der Lagerschale und der Pleuelstange. Dabei kann gemäß der ersten Variante der eine Stößel der Lagerschale diese gegen einen Anschlag stoßen, während der eine Stößel der Pleuelstange diese gegen einen weiteren Anschlag stößt. Gemäß der zweiten Variante stößt ein Stößel der Lagerschale diese gegen den anderen Stößel der Lagerschale, während ein Stößel der Pleuelstange diese gegen den anderen Stößel der Pleuelstange stößt. Dies geschieht bei beiden Teilen wechselseitig und über Kreuz. Vorzugsweise erfolgt das Stoßen durch hochfrequentes Umschalten des Schnellschaltventils.

Bei einer Weiterbildung des Verfahrens werden die Reinigungsdüsen ergänzend aktiviert.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen die Schritte am Schluss einer Finish-Bearbeitung zur Endreinigung eines fertig verschraubten Pleuels mit leichtem Anlegen der Bruchflächen ohne deren Verhaken. Damit kann ein absolut sauberes Pleuel bereitgestellt werden. Vorzugsweise erfolgt noch eine abschließende Konservierung der Bruchfläche.

Mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bruchflächenreinigung sind in den Figuren dargestellt, anhand derer die Vorrichtung und das Verfahren nun näher erläutert wird. Es zeigen:

Figur 1 einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung mit einem Ausschnitt eines bruchgetrennten Pleuels in einer perspektivischen Ansicht;

Figur 2 das erste Ausführungsbeispiel aus Figur 1 in einer Ansicht von unten;

Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht; und

Figur 4 eine schematische Darstellung der Reinigungsdüsen und deren Blasluftmuster.

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung zur Schlagreinigung. Weiterhin ist ein Teil eines zu reinigendes Pleuels 1 gezeigt, das auf einer etwa ebenen Werkstückauflage eines Werkstückträgers (beide nicht gezeigt) aufliegt. Die Reinigungsvorrichtung und der Werkstückträger sind zuvor relativ zueinander bewegt worden, was weiter unten genauer beschrieben wird. Ein großes Lagerauge 2 des Pleuels 1 wird nun über einen an dessen Oberseite anliegenden Niederhalter 4 auf der Werkstückauflage gehalten. Das Lagerauge 2 wurde zuvor bruchgetrennt, so dass das Pleuel 1 aus einer etwa halbkreisförmigen Lagerschale 6 und aus einer davon abgetrennten Pleuelstange 8 geteilt ist. An der Pleuelstange 8 ist eine weitere etwa halbkreisförmige Lagerschale einstückig gebildet. Die Lagerschale 6 und die Pleuelstange 8 haben jeweils zwei Bruchflächen 10, die trotz ihrer jeweiligen unebenen Oberflächen im zusammen gesetzten Zustand des Pleuels 1 eine Bruchtrennebene definieren, die senkrecht zu einer Längsachse 12 des Pleuels 1 bzw. der Pleuelstange 8 angeordnet ist.

In Figur 1 ist ein Abstand der Bruchflächen 10 zueinander gezeigt. Dazu wurden vor der Schlagreinigung des Pleuels 1 dessen zwei Schrauben 18 von einer jeweiligen Schraubenspindel 20 derart weit gelöst, dass die Lagerschale 6 um einige Millimeter von der Pleuelstange 8 abgehoben werden konnte. Dies geschieht z.B. über eine Abhebedüse 22, die mittig oberhalb der Längsachse 12 des Pleuels 1 angeordnet ist und Luft schräg nach unten (in Figur 1 nach links) durch eine Ausnehmung eines Zentrierfingers 14 gegen die Innenumfangswandung 16 der abzuhebenden Lagerschale 6 bläst.

Während das große Lagerauge 2 mit dem Niederhalter 4 in Anlage gebracht wurde, ist der Zentrierfinger 14 in das große Lagerauge 2 eingetaucht, der während der Schlagreinigung der Bruchflächen 10 von einer Innenumfangswandung 16 des großen Lagerauges 2 beabstandet ist. Am Zentrierfinger 14 und am Niederhalter 4 sind Reinigungsdüsen 24 angeordnet, deren Luftstrahl gleichzeitig oder wechselseitig die beiden einander zugewandten Bruchflächen 10 überströmen kann. Genauer gesagt, erfolgt die Entfernung von Partikeln, die beim Bruchtrennen entstanden sind, und die den Bruchflächen 10 anhaften, durch eine Vibration einerseits der Lagerschale 6 und andererseits der Pleuelstange 8, wobei die Reinigungsdüsen 24 ergänzend zum Abblasen und zum Abtransport der Partikel von den Bruchflächen 10 dienen.

Die Vibration der Pleuelstange 8 wird dadurch erzeugt, dass jeweils eine als Stößel wirkende Kolbenstange 26 hochfrequent seitlich gegen eine Außenfläche 28 der Pleuelstange 8, bzw. ihrer Lagerschale stößt oder schlägt, wobei die Stoßrichtung 30 senkrecht zur Außenfläche 28 und zur Längsachse 12 gerichtet ist. Der Stoßrichtung 30 entgegen wirkt ein nur schematisch angedeuteter Anschlag 32, der an der gegenüber liegenden Außenfläche 28 der Pleuelstange 8 bzw. seiner Lagerschale angeordnet und dabei an dem (nicht näher gezeigten) Werkstückträger befestigt oder gebildet ist. Die Kolbenstange 26 ist in einem pneumatischen Schlagzylinder 34 geführt, der mit Bezug zur Figur 2 näher erläutert wird.

Figur 2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung gemäß Figur 1 in einer Ansicht von unten. Dabei ist zu erkennen, dass zusätzlich zum zuvor beschriebenen pleuelstangenseitigen Schlagzylinder 34 mit dessen pleuelstangenseitiger Kolbenstange 26 auch für die (in Figur 2 nicht gezeigte) Lagerschale 6 ein lagerschalenseitiger Schlagzylinder 36 mit einer lagerschalenseitigen Kolbenstange 38 vorgesehen ist. Auch die lagerschalenseitige Kolbenstange 38 wird frequentiert entlang ihrer Stoßrichtung 40 gegen einer Außenfläche 28 (vgl. Figur 1 ) der Lagerschale 6 aus- und eingefahren, wobei auch für die Lagerschale 6 ein Anschlag am Werkstückträger (beide nicht gezeigt) befestigt oder ausgebildet ist, so dass die frequentierte Stoßbe- wegung der Kolbenstange 38 in eine frequentierte Vibration der Lagerschale 6 umgewandelt wird. In Figur 2 ist dargestellt, dass die pleuelstangenseitige Stoßrichtung 30 und die lagerschalenseitige Stoßrichtung 40 gegen einander gerichtet sind und dabei ein Parallelabstand zueinander aufweisen.

In der Gesamtansicht der Reinigungsvorrichtung gemäß Figur 2 ist ein Revolver 42 zu erkennen, der um eine Drehachse drehbar ist, die parallel zur Längsachse 12 des Pleuels 1 oberhalb von dieser angeordnet ist. Am Außenumfang des Revolvers 42 sind radial mehrere Zentrierdorne 44 angeordnet, die zur Zentrierung eines jeweiligen kleinen Lagerauges (nicht gezeigt) verschiedener zu reinigender Pleuel ausgebildet sind.

Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung zur Schlagreinigung in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten. Dabei ist der entscheidende Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel darin zu sehen, dass anstelle der beiden Anschläge 32, von denen in Figur 1 nur ein Anschlag 32 dargestellt ist, jeweils ein weiterer Schlagzylinder 34, 36 vorgesehen ist. Damit sind für die Pleuelstange 8 zwei pleuelstangenseitige Schlagzylinder 34 vorgesehen, deren Stoßrichtungen (in Figur 3 nicht gezeigt) auf einer gemeinsamen Linie liegen, die rechtwinklig zur Längsachse 12 des Pleuels 1 angeordnet ist. Auf prinzipiell gleiche Weise sind für die Lagerschale 6 zwei lagerschalenseitige Schlagzylinder 36 vorgesehen, deren Stoßrichtungen ebenfalls auf einer gemeinsamen Linie liegt, die rechtwinklig zur Längsachse 12 des Pleuels 1 angeordnet ist.

Jeweils ein pleuelstangenseitiger Schlagzylinder 34 und ein lagerschalenseitiger Schlagzylinder 36 sind an einem gemeinsamen Halter 46 befestigt, wobei an jedem Halter 46 zwei Durchgangsausnehmungen vorgesehen sind, die von einem jeweiligen Schlagzylinders 34, 36 durchsetzt werden können. Die Halter 46 sind somit auch zur Aufnahme jeweils nur einen Schlagzylinders 34, 36 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 geeignet, wobei jeweils eine Durchgangsausnehmung leer bleibt. Der Abstand der beiden Durchgangsausnehmungen jedes Halters 46 entspricht dem mit Bezug zur Figur 2 erläuterten Parallelabstand der Stoßrichtungen 30, 40.

Im Folgenden wird der Ablauf der Schlagreinigung mit beiden Ausführungsbeispielen der Reinigungsvorrichtung zusammengefasst: Das Pleuel 1 wird in dem Werkstückträger liegend vorzentriert in die Reinigungsvorrichtung transportiert. Dabei ist es gecrackt und vorverschraubt. Außerdem wird eine Zentriereinrichtung 14, 44 und der Niederhalter 4 zusammen mit den Schlagzylindern 34, 36 über das Pleuel 1 abgesenkt, wodurch dieses in eine definierte Lage gebracht wird. Die Schrauben 18 werden über die Schraubspindeln 20 ca. 3 bis 5 mm gelöst. Die seitlich angebrachten Schlagzylinder 34, 36 werden über ein (nicht gezeigtes) Schnellschaltventil pneumatisch angesteuert und erzeugen einen über Kreuz angeordneten hochfrequenten Schlagimpuls auf die beiden Teile 6, 8 des Pleuels 1 . Dabei löst sich zunächst der Lagerdeckel 6 von der Pleuelstange 8 und wird über Blasluft der Abhebedüse 22 ca. 3 bis 5 mm abgehoben. Die Abhebedüse 22 oder insbesondere die dafür vorgesehenen Reinigungsdüsen 24 blasen die Bruchflächen 10 ab. Die Impulsdauer bzw. Vibrationsdauer der Schlagzylinder 34, 36 wird je nach Pleueltyp und Ab- reinigungsgrad festgelegt. Nach der Abreinigung werden die Schlagzylinder 34, 36 deaktiviert und die beiden Teile 6, 8 des Pleuels 1 über die Schraubspindeln 20 fertig verschraubt.

Optional kann der Verschraubungsprozess über die Schraubspindeln 20 aktiv mit in den Abreinigungsprozess integriert werden. Durch das über die Einschraubtiefe resultierende Spaltmaß kann ein Mikrospiel zwischen dem Lagerdeckel 6 und der Pleuelstange 8 zugelassen und eingestellt werden, welches die Bruchflächen 10 definiert aneinander reiben lässt, wodurch auch fest hängende Partikel abgelöst werden. Genauer gesagt wirkt damit eine Kraft auf die Bruchflächen, und es werden Schuppen oder

Scheerspäne abgetrennt oder abgelöst.

Mit beiden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung zur Schlagreinigung gemäß den Figuren 1 bis 3 kann ein berührungsloses Abreinigen der Bruchflächen 10 erfolgen. Dazu liegt das Pleuel 1 vorzentriert und vorverschraubt im Werkstückträger. Danach werden die Schrauben 18 ca. 3 bis 5 mm gelöst. Danach werden Impulse als Kreuzschlag auf beide Teile 6, 8 des Pleuels gegeben. Mit einem gefügten Öffnungsschlag wird der Lagerdeckel 6 von der Pleuelstange 8 getrennt und es erfolgt ein sofortiges Abheben des Lagerdeckels 6 gegen die Köpfe der Schrauben 18 mittels gerichteter Blasluft der Abhebedüse 22. Während der Einleitung der Impulse kann deren Variation erfolgen über den Hub der Kolbenstangen 26, 38, die Frequenz, den Druck in den Schlagzylindern 34, 36 und über die Schlaganzahl, um so den Grad der Abreinigung an den jeweiligen Pleueltyp anzupassen.

Ergänzend kann noch ein Schlagreinigen mit kontaktierenden Bruchflächen 10 erfolgen. Dazu wird nach dem Abheben des Lagerdeckels 8 ein vorgegebenes Spaltmaß zwischen den Bruchflächen 10 durch entsprechendes Drehen der Schrauben 18 über die Schraubspindeln 10 eingestellt, um so ein kontrolliertes Mikrospiel zwischen der Pleuelstange 8 und dem Lagerdeckel 6 zuzulassen. Dabei entsteht ein Kraftfluss über das Bruchflächengefüge zum Abräumen der Partikel und Schuppen. Dabei bzw. danach können die Schrauben 18 (z.B. stufenweise) gelöst werden mit einer daran angepassten Schlagimpulsfolge.

Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 können die beiden Anschläge 32 auch an dem Niederhalter 4 ausgebildet oder befestigt sein.

Figur 4 zeigt in einer schematischen Darstellung das große Lagerauge 2, wobei dessen beide Bruchflächen nicht dargestellt sind. Weiterhin ist ein Paar von radialen Reinigungsdüsen 24 und ein Paar von axialen Reinigungsdüsen gezeigt. Eine Reinigungsdüse 24 jedes Paares ist auf die eine der beiden Bruchflächen gerichtet. In Blasrichtung hinter den beiden Bruchflächen 10 sind Fallschächte oder Absaugungen 48 angeordnet.

Jedes Paar von Reinigungsdüsen 24 ist mit einer gemeinsamen Luftleitung 50 verbunden. Die beiden Luftleitungen 50 werden über ein Wechselventil 52 abwechselnd mit Blasluft versorgt. Damit folgt die Reinigung der Bruchflächen dem in Figur 4 gezeigten Blasluftmuster 54 über die Zeit, wobei jeder der beiden gezeigten Verläufe einem Paar von Reinigungsdüsen 24 zugeordnet ist und deren wechselseitige Ein- und Ausschaltung darstellt.

Offenbart sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schlagreinigung von Bruchflächen bei bruchgetrennten bzw. gecrackten Werkstücken wie z.B. einem Lagersitz von Pleueln, Kurbelwellengehäusen oder Gelenkwellen. Dabei werden die beiden Teile, die die Bruchflächen aufweisen so positioniert, dass die jeweils zusammengehörenden Bruchflächen Kontakt haben oder zueinander beabstandet sind. Dann werden die beiden Teile in einer Richtung entlang der Bruchflächen gegeneinander in Vibration versetzt. Bezugszeichenliste

1 Pleuel

2 großes Lagerauge

4 Niederhalter

6 Lagerschale

8 Pleuelstange

10 Bruchfläche

12 Längsachse

14 Zentrierfinger

16 Innenumfangswandung

18 Schraube

20 Schraubenspindel

22 Abhebedüse

24 Reinigungsdüse

26 pleuelstangenseitige Kolbenstange

28 Außenfläche

30 pleuelstangenseitige Stoßrichtung

32 Anschlag

34 pleuelstangenseitiger Schlagzylinder

36 lagerschalenseitiger Schlagzylinder

38 lagerschalenseitige Kolbenstange

40 lagerschalenseitige Stoßrichtung

42 Revolver

44 Zentrierdorn

46 Halter

48 Absaugung

50 Luftleitung

52 Wechselventil

54 Blasluftmuster

Claims

Ansprüche

Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von Bruchflächen (10) eines ersten Teils (6) und/oder eines zweiten Teils (8) eines bruchgetrennten Werkstücks (1 ) mit

mindestens einem Stößel (26, 38), über den das erste Teil (6) und/oder das zweite Teil (8) in einer Stoßrichtung (30, 40) im Wesentlichen parallel zu den Bruchflächen (10) mit frequenten mechanischen Impulsen oder Stößen beaufschlagbar sind/ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (26, 38) umfangsseitig gegen das erste Teil (6) und/oder das zweite Teil (8) gerichtet ist, wobei die Impulse oder Stöße umfangsseitig in das erste Teil (6) und/oder das zweite Teil (8) einleitbar sind/ist.

Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der zumindest eine Stößel (26, 38) direkt gegen das erste Teil (6) und/oder das zweite Teil (8) gerichtet sind/ist, und wobei die Impulse oder Stöße direkt in das erste Teil (6) und/oder das zweite Teil (8) einleitbar sind.

Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die mechanischen Impulse eine Frequenz oder Wiederholrate von mehreren Zig oder mehreren Hundert pro Sekunde haben.

Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zwei Stößeln (26, 38), deren Stoßrichtungen (30, 40) gegeneinander gerichtet sind, wobei einer der Stößel (38) dem ersten Teil (6) und einer der Stößel (26) dem zweiten Teil (8) zugeordnet sind, und wobei die beiden Teile (6, 8) über zumindest eine Schraube (18) miteinander verbunden sind.

Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4 mit einem dem ersten Teil (6) zugeordneten Anschlag und mit einem dem zweiten Teil (8) zugeordneten Anschlag (32).

Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, mit einem weiteren dem ersten Teil (6) zugeordneten Stößel (36), dessen Stoßrichtung derjenigen des anderen dem ersten Teil (6) zugeordneten Stößels (36) entgegen gerichtet ist, und mit einer weiteren dem zweiten Teil (8) zugeordneten Stößel (26), dessen Stoßrichtung der- jenigen des anderen dem zweiten Teil (8) zugeordneten Stößels (26) entgegen gerichtet ist.

7. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6 mit zumindest einer

Schraubspindel (20) für die zumindest eine Schraube (18), deren Längsachse etwa senkrecht zu der mindestens einen Stoßrichtung (30, 40) angeordnet ist.

8. Reinigungsvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche mit einer Abhebedüse (22), über die das erste Teil (6) vom zweiten Teil (8) abhebbar ist.

9. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren Reinigungsdüsen (24), über die die Bruchflächen (10) axial und radial anströmbar sind.

10. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei zumindest eine Reinigungsdüse (14) mit Bezug zu einem von dem ersten Teil (6) und dem zweiten Teil (8) gebildeten Lagerauge (2) radial nach außen gerichtet ist.

1 1 . Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder einem darauf rückbezogenen Anspruch, wobei die Stoßrichtung(en) (30, 40) und die Längsachse(n) etwa waagerecht sind.

12. Reinigungsvorrichtung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der oder die Stößel (26, 38) von einer jeweiligen Kolbenstange (26, 38) eines jeweiligen Schlagzylinders (34, 36) gebildet ist oder sind.

13. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder einem darauf rückbezogen Anspruch und nach Anspruch 1 1 , wobei die beiden Schlagzylinder (34, 36) wechselseitig über ein Schnellschaltventil versorgbar sind.

14. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder einem darauf rückbezogen Anspruch und nach Anspruch 1 1 , wobei die beiden dem ersten Teil (6) zugeordneten Schlagzylinder (36) und die beiden dem zweiten Teil (8) zugeordneten Schlagzylinder (34) jeweils wechselseitig über ein Schnellschaltventil versorgbar sind.

15. Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Werkstückauflage, wobei die Werkstückauflage und der oder die Stößel (26, 38) relativ zueinander bewegbar sind.

16. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder einem darauf rückbezogen Anspruch und nach Anspruch 15, wobei den Anschläge an der Werkstückauflage gebildet sind.

17. Verfahren zu Reinigung eines bruchgetrennten Werkstücks mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß Anspruch 4 und Anspruch 7 mit folgenden Schritten:

- Bewegen des Werkstücks (1 ), dessen erstes Teil (6) über eine Schraube (18) an dem zweiten Teil (8) vormontiert ist, unter die Reinigungsvorrichtung und Absenken ihrer Stößel (26, 38);

- Eingreifen der Schaubspindel (20) und Einstellen der Schraube (18) auf einen vorbestimmten Wert, der einem Abstand der beiden Teile (6, 8) entspricht;

- Frequentes Stoßen der beiden Teile (6, 8) mittels der Stößel (26, 38).

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Schritte nach einer Finish-Bearbeitung zur Endreinigung eines fertig verschraubten Pleuels mit leichtem Anlegen der Bruchflächen ohne deren Verhaken erfolgen.