DE102007022653A1

DE102007022653A1 - Verfahren zum Bruchtrennen einer Pleuelstange

Info

Publication number: DE102007022653A1
Application number: DE200710022653
Authority: DE
Inventors: Christian Martin Dr.-Ing. Erdmann; Cornelius Dr.-Ing. Hentrich; Volker Dipl.-Ing. Keck
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-11-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mit Ultraschall unterstützten Bruchtrennen einer Pleuelstange (1) im Bereich ihres kurbelwellenseitigen Auges, wobei die Pleuelstange (1) in einen Lagerdeckel (2) und einen Pleuelschaft (3) aufgetrennt wird, indem in das Pleuelauge ein Spreizdorn eingeführt wird, der den Lagerdeckel (2) vom Pleuelschaft (3) abzurücken sucht, und wobei am Pleuelauge im Bereich vorzugebender Trennebenen (E) Ultraschallschwingungen eingekoppelt werden, die die Festigkeit des Materials der Pleuelstange an den Trennebenen (E) vermindern, wobei die Ultraschallwellen in Form eines hochfrequenten Impulses eingekoppelt werden. Vorzugsweise werden die Ultraschallwellen in Trennebenen (E1, E2) eingekoppelt, welche parallel zur Achse (5) des kurbelwellenseitigen Pleuelauges erstreckt sind und in Achsansicht des Pleuelauges einen V-Winkel bilden sowie den Innenumfang des Pleuelauges an einander diametral gegenüberliegenden Axiallinien (T) durchsetzen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum mit Ultraschall unterstützten Bruchtrennen einer Pleuelstange im Bereich ihres kurbelwellenseitigen Auges, wobei die Pleuelstange in einen Lagerdeckel und einen Pleuelschaft aufgetrennt wird, indem in das Pleuelauge ein Spreizdorn eingeführt wird, der den Lagerdeckel vom Pleuelschaft abzurücken sucht, und wobei am Pleuelauge im Bereich vorzugebender Trennebenen zwischen Lagerdeckel und Pleuelschaft Ultraschallschwingungen eingekoppelt werden, die die Festigkeit des Materials der Pleuelstange an den Trennebenen vermindern.
Ein derartiges Verfahren ist aus der CA 2287140 bekannt. Gemäß dem in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren wird auf die Pleuelstange im Bereich der Trennebenen eine harmonische Anregung im Ultraschallbereich ausgeübt. Die Einkopplung des Ultraschalls erfolgt mit keilförmigen Backen, deren Keilkanten jeweils in der Trennebene liegen und das kurbelwellenseitige Auge an dessen Innenumfang sowie an dessen Außenumfang beaufschlagen. Weiterhin ist in der CA 2287140 eine dynamische Kraft vorgesehen, die – zusätzlich zu einer konstanten Vorspannkraft – in einer Richtung senkrecht zur Trennebene zwischen dem Pleuelschaft und dem als Lagerdeckel abzutrennenden Bereich des Lagerauges wirkt.
Ausgehend von diesem Verfahren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei dem der zum Bruchtrennen benötigte Kraftaufwand weiter reduziert werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Danach werden die Ultraschallwellen in Form eines hochfrequenten Impulses eingekoppelt. Durch diesen Impuls, der quer zur aufzubringenden Crackkraft gerichtet ist, wird der Crackvorgang unterstützt. Die Ultraschallschwingung in Form eines sehr kurzzeitigen Impulses bewirkt eine weitere Reduktion der Crackkräfte, da sie ein adiabatisches Trennen ermöglicht.
Die Richtung, in der der hochfrequente Impuls eingeleitet wird, kann variiert werden, so dass mit dem Impuls auch die Ausrichtung der beim Cracken erzeugten Bruchflächen aktiv steuerbar ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Ultraschallwellen in Trennebenen eingekoppelt, welche sich parallel zur Achse des kurbelwellenseitigen Pleuelauges erstrecken und in Achsansicht dieses Pleuelauges einen V-Winkel bilden. Vorteilhafterweise durchsetzen die Trennebenen den Innenumfang des Pleuelauges an einander diametral gegenüberliegenden, in Axialrichtung verlaufenden Linien. Eine solche Gestaltung des Trennbereiches vereinfacht das (Wieder-) Auffinden der ursprünglichen Position des Lagerdeckels an der Trennebene. Vorzugsweise ist der V-Winkel in vom Pleuelschaft abgewandter Richtung geöffnet.
Im Übrigen ist zweckmäßigerweise vorgesehen, die Ultraschallwellen über die Stirnseiten des Pleuelauges in das Werkstück einzukoppeln. Dabei kann die Einkopplung der Schallwellen mit herkömmlichen keilförmigen Backen erfolgen, deren Keilspitze jeweils eine Stirnseite des Pleuelauges beaufschlagt und im Übrigen so ausgerichtet ist, dass die Keilspitze in die jeweils gewünschte Trennebene fällt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Schutz wird nicht nur für angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen sondern prinzipiell auch für beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Merkmale beansprucht.
In der Zeichnung zeigt
1 eine perspektivische Darstellung einer Pleuelstange und
2 eine Seitenansicht der Pleuelstange gemäß dem Pfeil II in 1.
Die in 1 dargestellte Pleuelstange 1 soll durch Bruchtrennung mit Ultraschallunterstützung im Bereich des kurbelwellenseitigen Pleuelauges in einen Lagerdeckel 2 und einem Pleuelschaft 3 aufgetrennt werden, und zwar an Trennlinien T. Diese Trennlinien T liegen in Ebenen E1, E2, welche sich parallel zur Achse 5 des Pleuelauges erstrecken und den Innenumfang des Pleuelauges an einander diametral gegenüberliegenden, in Achsrichtung des Pleuelauges erstreckten Linien durchsetzen. In Achsansicht des Pleuelauges schließt die Ebene E1 mit der Ebene E2 einen Winkel 6 ein, so dass die Trennebenen E1, E2 einen V-Winkel bilden, dessen Öffnung vorzugsweise vom Pleuelschaft 3 abgewandt ist.
Im Ergebnis wird damit erreicht, dass die Sollposition des Lagerdeckels 2 am Pleuelschaft 3 besonders leicht auffindbar ist.
Die Auftrennung der Pleuelstange in Pleuelschaft 3 und Lagerdeckel 2 kann in folgender Weise durchgeführt werden:
In das Pleuelauge wird ein nicht dargestellter Spreizdorn eingeführt, der auf den Innenumfang des Pleuelauges eine Spreizkraft ausübt, die den späteren Lagerdeckel 2 vom Pleuelschaft 3 abzurücken sucht. Gleichzeitig wird im Bereich der gewünschten Trennebenen Ultraschall in das Pleuelauge eingekoppelt, so dass der Zusammenhalt des Materials des Werkstückes im Bereich der Trennebenen vermindert wird und die vorgenannte Spreizkraft des Spreizdorns dazu führt, dass der Lagerdeckel 2 exakt im Bereich der Trennebenen vom Pleuelschaft abgetrennt wird. Erfindungsgemäß werden die Ultraschallwellen in Form eines hochfrequenten Impulses in die Pleuelstange 1 eingeleitet.
Die Ultraschallwellen werden gemäß 2 mit keilförmigen Backen 4 in das Werkstück eingekoppelt, wobei die Keilspitzen an den Stirnseiten des Pleuelauges anliegen und so ausgerichtet sind, dass sie in die jeweils gewünschte Trennebene fallen. Aus 2 ist ohne weiteres ersichtlich, dass sich die Keilspitzen der Backen 4 an den Stirnseiten des Pleuelauges praktisch beliebig ausrichten lassen, so dass die Trennebenen in Achsansicht des Pleuelauges prinzipiell beliebige V-Winkel bilden können.
Gegebenenfalls kann die Lage der Trennebenen zusätzlich zur Ausrichtung der Keilspitzen der Backen 4 dadurch festgelegt werden, dass an der Pleuelstange 1 im Bereich der Trennlinien T umlaufende Kerben ausgeformt sind, so dass Sollbruchstellen vorgegeben werden, an die die Keilspitzen der Backen 4 angelegt werden.
Grundsätzlich kann jedoch auf die Ausformung von Sollbruchstellen verzichtet werden, da die Trennebenen hinreichend re produzierbar allein durch Ausrichtung der Keilspitzen der Backen 4 am Werkstück vorgegeben werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- CA 2287140 [0002, 0002]

Claims

Verfahren zum mit Ultraschall unterstützten Bruchtrennen einer Pleuelstange (1) im Bereich ihres kurbelwellenseitigen Auges, wobei die Pleuelstange (1) in einen Lagerdeckel (2) und einen Pleuelschaft (3) aufgetrennt wird, indem in das Pleuelauge ein Spreizdorn eingeführt wird, der den Lagerdeckel (2) vom Pleuelschaft (3) abzurücken sucht, und wobei am Pleuelauge im Bereich vorzugebender Trennebenen (E1, E2) Ultraschallschwingungen eingekoppelt werden, die die Festigkeit des Materials der Pleuelstange an den Trennebenen (E1, E2) vermindern, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwellen in Form eines hochfrequenten Impulses eingekoppelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwellen in Trennebenen (E1, E2) eingekoppelt werden, welche parallel zur Achse (5) des kurbelwellenseitigen Pleuelauges erstreckt sind und in Achsansicht des Pleuelauges einen V-Winkel bilden sowie den Innenumfang des Pleuelauges an einander diametral gegenüberliegenden Axiallinien durchsetzen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der V-Winkel in vom Pleuelschaft (3) abgewandter Richtung geöffnet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwellen über die Stirnseiten des Pleuelauges eingekoppelt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwellen mittels keilförmiger, zu Ultraschallschwingungen angeregter Backen (4) eingekoppelt werden, deren Keilspitzen in der jeweiligen Trennebene (E) erstreckt sind und an die Stirnseiten des Pleuelauges angelegt werden.