DE102008063731A1

DE102008063731A1 - Workpiece e.g. piston rod, fracture splitting method, involves cooling fracture zone with cooling medium flowing through cooling lance, and workpiece that is fracture splitted through loading of cooled fracture zone with splitting force

Info

Publication number: DE102008063731A1
Application number: DE102008063731A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang RÖMPP; Siegfried Gruhler
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2009-08-27

Abstract

The method involves inserting a groove providing a fracture splitting plane into a fracture zone, before cooling the fracture zone. A cooling thorn (4) is inserted into a bearing recess (14) of a workpiece (2) in the fracture zone, and is designed with a set of cooled spreading flanges (10, 12). The fracture zone is cooled with a cooling medium e.g. air, flowing through a cooling lance, and a workpiece is fracture splitted through loading of the cooled fracture zone with a fracture splitting force, where cooling duration of the fracture zone is in between 15 and 30 seconds. An independent claim is also included for a device for fracture splitting of workpieces.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bruchtrennen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Bruchtrennen von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des nebengeordneten Patentanspruchs 11.The The invention relates to a method of fracture separation according to the Preamble of claim 1 and an apparatus for fracture separation of Workpieces according to the preamble of independent claim 11.

In der DE 195 34 360 C2 ist ein derartiges Bruchtrennverfahren beschrieben. Dieses wird eingesetzt, um von einem Pleuel einen Lagerdeckel abzutrennen. Das Pleuel hat vor dem Bruchtrennverfahren ein Pleuelauge mit zwei diametral gegenüberliegenden Kerben, die den Verlauf einer Bruchebene vorgeben. Entlang der Bruchebene wird das Pleuel in einen Grundkörper und den Lagerdeckel bruchgetrennt. Der Grundkörper und der Lagerdeckel bilden bei einem sich anschließenden Fügeschritt gemeinsam wieder das Pleuel. Die Kerben im Pleuelauge werden durch Aufschmelzen des Werkstoffs mittels Laserenergie ausgebildet.In the DE 195 34 360 C2 Such a fracture separation process is described. This is used to separate a bearing cap from a connecting rod. The connecting rod has before the fracture separation process a connecting rod with two diametrically opposed notches, which dictate the course of a fracture plane. Along the fracture plane, the connecting rod is fractured into a base body and the bearing cap. The main body and the bearing cap together form the connecting rod in a subsequent joining step. The notches in the connecting rod eye are formed by melting the material by means of laser energy.

Beim Einsatz dieser angeführten Technologie zeigt es sich, dass schwer crackbare Werkstoffe von hoher Zähigkeit die Gefahr bergen, dass es beim Cracken/Bruchtrennen zu Fehlern, wie bleibenden Verformungen, Kantenstehern, Ausbrüchen oder ähnlichen Bruchfehlern kommen kann.At the Using this cited technology, it turns out that hard crackable materials of high toughness the danger that, during cracking / fracture separation, errors such as permanent deformation, Edges, breakouts or similar breakage can come.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bruchtrennen von Werkstücken zu schaffen, mit denen derartige Bruchfehler weitestgehend vermieden werden können.Of the Invention is based on the object, a method and an apparatus to create a fracture separation of workpieces with which Such breakage can be largely avoided.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens zum Bruchtrennen durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung zum Bruchtrennen durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 11 gelöst.These Task is with respect to the method of fracture separation by the features of claim 1 and in terms of the device for fracture separation by the features of the independent patent claim 11 solved.

Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zum Bruchtrennen von Werkstücken folgende Schritte auf:

– Kühlen einer Bruchzone des Werkstücks
– Bruchtrennen des Werkstücks durch Beaufschlagen der gekühlten Bruchzone mit einer Bruchtrennkraft.

According to the invention, a method for fracture separation of workpieces comprises the following steps:

- cooling a fracture zone of the workpiece
- Breaking fracture of the workpiece by applying the cooled fracture zone with a fracture separation force.

Die Bruchzone des Werkstücks wird somit unmittelbar vor dem eigentlichen Bruchtrennvorgang um eine vorbestimmte Temperaturdifferenz gekühlt, wobei beispielsweise die Zähigkeit gesenkt wird, und anschließend bruchgetrennt. Durch dieses Verfahren werden Bruchfehler weitestgehend vermieden.The Fracture zone of the workpiece is thus immediately before actual break separation process by a predetermined temperature difference cooled, for example, the toughness lowered and then break apart. By this method will be Fracture error largely avoided.

Um die Qualität des Bruchtrennens noch weiter zu erhöhen, kann vor dem Kühlen der Bruchzone des Werkstücks eine eine Bruchtrennebene vorgebende Kerbe in diese eingebracht werden.Around to further increase the quality of the fracture separation, can be before cooling the fracture zone of the workpiece introduced a fracture separation plane predetermining notch in this become.

Als besonders geeignet für ein derartiges Verfahren zum Bruchtrennen haben sich Werkstücke gezeigt, die eine in der Bruchzone liegende Lagerausnehmung haben. Die Bruchzone kann einfach gekühlt werden, wenn in die Lagerausnehmung des Werkstücks ein Kühldorn zur Kontaktkühlung eingeführt wird. Vorzugsweise ist der Kühldorn mit gekühlten Spreizbacken ausgeführt, wobei die Spreizbacken das Werkstück nach dem Kühlen bruchtrennen können.When particularly suitable for such a method of fracture separation have shown workpieces, the one in the fracture zone lying bearing recess. The fracture zone can be easily cooled when inserted into the bearing recess of the workpiece Cooling mandrel introduced for contact cooling becomes. Preferably, the cooling mandrel is cooled Spreizbacken executed, wherein the expanding jaws the workpiece can break after cooling.

Von Vorteil ist, wenn in die Lagerausnehmung oder in andere Öffnungen, insbesondere Schraublöchern, zusätzlich eine Kühllanze zur Kühlung der Bruchzone eingetaucht ist, da die Bruchzone hierdurch noch schneller abgekühlt werden kann.From Advantage is when in the bearing recess or in other openings, in particular screw holes, in addition a cooling lance dipped to cool the fracture zone, since the fracture zone thereby can be cooled even faster.

Vorzugsweise wird die Bruchzone durch die Kühllanze mit einem Kühlmittelstrom gekühlt.Preferably the fracture zone is passed through the cooling lance with a coolant flow cooled.

Das Kühlmittel des Kühlmittelstroms kann beispielsweise ein Gas, vorzugsweise Luft sein.The Coolant of the coolant flow, for example a gas, preferably air.

Zweckmäßig beträgt die Kühldauer der Bruchzone weniger als 60 Sekunden, vorzugsweise zwischen 15 und 30 Sekunden und/oder die Abkühlung in etwa 30 Kelvin.expedient the cooling time of the fracture zone is less than 60 seconds, preferably between 15 and 30 seconds and / or the Cooling in about 30 Kelvin.

Das Werkstück ist beispielsweise ein Pleuel, ein Kurbelgehäuse oder bruchzutrennende Werkstücke.The Workpiece is for example a connecting rod, a crankcase or fracture-breaking workpieces.

Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zum Bruchtrennen für Werkstücke eine Kühleinrichtung mit einem Kühldorn zum Kontaktkühlen auf. Der Kühldorn kann dabei beispielsweise gekühlte Spreizbacken aufweisen, wobei die Spreizbacken jeweils zumindest einen Kühlkanal haben. Die Spreizbacken könnten neben dem Kühlen auch zum Bruchtrennen eingesetzt werden.According to the invention a device for fracture separation for workpieces a cooling device with a cooling mandrel for contact cooling on. The cooling mandrel can be cooled, for example Have spreading jaws, wherein the spreading jaws at least have a cooling channel. The spreading jaws could in addition to the cooling also be used for fracture separation.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jeweils ein Kühlkanal einer Kühlbacke einfach mit dem Kühlkanal der anderen Kühlbacke über eine Verbindungsleitung verbunden sein und zusammen ein Kühlkanalpaar bilden.In Another embodiment of the invention can each have a cooling channel a cooling jaw simply with the cooling channel of another cooling jaw via a connecting line be connected and together form a cooling channel pair.

Bevorzugterweise hat ein Kühlkanal eines Kühlkanalpaares einen Kühlmittelzulaufanschluss und der andere Kühlkanal einen Kühlmittelablaufanschluss.preferably, has a cooling channel of a cooling channel pair one Coolant inlet connection and the other cooling channel a coolant drain port.

Die Spreizbacken sind vorrichtungstechnisch mit geringem Aufwand über einen Keil auseinandertreibbar und zum Kühlen eines Werkstücks in Anlage an einen Werkstückabschnitt bringbar.The Spreader jaws are device technology with little effort over a wedge apart and for cooling a workpiece can be brought into contact with a workpiece section.

Die Spreizbacken können jeweils von Vorteil eine Keilausnehmung aufweisen, in die der Keil eintauchbar ist. Die Keilausnehmung einer Kühlbacke weist dabei eine Schräge auf, an der eine Schrägfläche des Keils in etwa anliegt und an dieser abgleitbar ist.The expansion jaws can each advantageously have a wedge recess, in which the wedge is submersed. The wedge recess of a cooling jaw in this case has a slope on which an inclined surface of the wedge approximately rests and can be slid off at this.

Der Keil ist beispielsweise über eine mit einem Zylinderkolben verbundene Hubstange bewegbar. Zum Bewegen der Spreizbacken ist an einem von dem Zylinderkolben abgewandten Stangenendabschnitt der Hubstange eine fixierte Hebeplatte vorgesehen, die bei einem Entriegeln des Keils nach einem bestimmten Hebeweg an einer Spreizbackenseite in etwa anliegt und die Spreizbacken mitführen kann.Of the For example, wedge is one with a cylinder piston movable lifting rod movable. To move the spreader jaws is at a rod end portion facing away from the cylinder piston the lifting rod provided a fixed lifting plate, which at a Unlocking the wedge after a certain lifting travel on a Spreizbackenseite approximately rests and can carry the spreading jaws.

Die Spreizbacken sind von zumindest zwei in einer Führung aufgenommenen und über eine Zugfeder verbundenen Federlenker gehaltert.The Spreader jaws are received by at least two in a guide and held by a tension spring spring link held.

Die Kühleinrichtung kann zum noch schnelleren Kühlen des Werkstücks zusätzlich zwei Kühllanzen aufweisen.The Cooling device can for even faster cooling of the workpiece additionally two cooling lances exhibit.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.other advantageous developments of the invention are the subject of further Dependent claims.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the Below is a preferred embodiment of Invention explained in more detail with reference to drawings. Show it:

1 in einer geschnittenen Seitenansicht, eine Vorrichtung zum Bruchtrennen gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1 in a sectional side view, a device for fracture separation according to an embodiment;

2 eine Querschnittanschnitt gemäß dem Schnitt A-A aus 1; 2 a cross-sectional section according to the section AA 1 ;

3 eine schematische Darstellung eines Kühlkreislaufs der Vorrichtung aus 1; und three a schematic representation of a cooling circuit of the device 1 ; and

4 eine Schnittansicht gemäß dem Schnitt B-B aus 1. 4 a sectional view according to the section BB 1 ,

1 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht eine Vorrichtung zum Bruchtrennen bzw. eine Bruchtrennvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 1 dient zum Kühlen einer Bruchzone eines Pleuels 2 und hat einen Kühldorn 4, der in einer in etwa zylindrischen Ausnehmung 6 einer Lagerplatte 8 axial verschiebbar gelagert ist. Beim Bruchtrennen wird das Pleuel 2 in ein Lagerbett und einen Lagerdeckel getrennt, was in 2 näher erläutert ist. Das Kühlen führt zu einer lokalen Versprödung der Bruchzone des Pleuels 2, wodurch die Brucheigenschaften temporär verbessert sind. Das Bruchtrennen des Pleuels 2 erfolgt nach dem Kühlen beispielsweise mit der Vorrichtung aus dem eingangs beschriebenen Stand der Technik. 1 shows in a sectional side view of a device for fracture separation or a fracture separation device 1 according to an embodiment. The device 1 is used to cool a fracture zone of a connecting rod 2 and has a cooling pin 4 in a roughly cylindrical recess 6 a bearing plate 8th is mounted axially displaceable. When fracture is the connecting rod 2 separated into a storage bed and a bearing cap, resulting in 2 is explained in more detail. The cooling leads to a local embrittlement of the breakage zone of the connecting rod 2 , whereby the fracture properties are temporarily improved. The fracture separation of the connecting rod 2 takes place after cooling, for example, with the device from the prior art described above.

Der Kühldorn 4 hat zwei Spreizbacken 10, 12, die in eine Lagerbohrung 14 des Pleuels 2 eintauchbar sind. Zum Anpressen der Spreizbacken 10, 12 an die Lagerbohrung 14 wird eine Presskraft auf die Spreizbacken 10, 12 über einen zwischen den Spreizbacken 10, 12 angeordneten Keil 16 aufgebracht. Dieser hat eine zu einer Kühldornlängsachse 18 schräg angeordnete Keilfläche 20, die an einer Schräginnenfläche 22 der in 1 linken Spreizbacke 10 abgleitbar ist. Eine weitere etwa parallel zur Kühldornlängsachse 18 verlaufende Keilfäche 23 liegt an der rechten Spreizbacke 12 in etwa an. Die Kühldornlängsachse 18 erstreckt sich dabei im Wesentlichen parallel zur Lagerbohrungsachse der Lagerbohrung 14 und Ausnehmungsachse der Ausnehmung 6 der Lagerplatte 8.The cooling mandrel 4 has two spreader jaws 10 . 12 into a bearing bore 14 of the connecting rod 2 are submersible. For pressing the expanding jaws 10 . 12 to the bearing bore 14 is a pressing force on the expanding jaws 10 . 12 over one between the spreading jaws 10 . 12 arranged wedge 16 applied. This has one to a Kühldornlängsachse 18 obliquely arranged wedge surface 20 on an inclined inner surface 22 the in 1 left spreader jaw 10 is deducible. Another approximately parallel to the Kühldornlängsachse 18 running wedge area 23 lies on the right spreader jaw 12 in about. The cooling mandrel longitudinal axis 18 extends substantially parallel to the bearing bore axis of the bearing bore 14 and recess axis of the recess 6 the bearing plate 8th ,

Der Kühldorn 4 hat weiter eine axial in der Aussparung 6 der Lagerplatte 8 verschiebbare und etwa hohlzylindrisch ausgebildete Führung 24. Die axiale Verschiebung der Führung 24 ist in der 1 nach unten durch Anschlagen eines an der Führung 24 ausgebildeten Radialbunds 26 an die Lagerplatte 8 begrenzt. An einer Innenmantelfläche 28 der Führung 24 sind an einem oberen Bereich in 1 zwei beispielsweise schalenförmige Federlenker 30, 32 stoff-, form- und/oder kraftschlüssig aufgehängt. Anstatt zwei Federlenker 30 sind auch mehrere einsetzbar, die beispielsweise umlaufend angeordnet sind. Die Federlenker 30, 32 greifen jeweils an einem Mantelflächenabschnitt 33 eines radial zurückgestuften Kopfbereichs der Spreizbacken 10, 12 an. Zwischen den Federlenkern 30, 32 ist eine Zugfeder 34 gespannt, die eine entgegen der Presskraft wirkende Federkraft über die Federlenker 30, 32 auf die Spreizbacken 10, 12 überträgt. Die Federlenker 30, 32 weisen dabei eine größere axiale Länge als die Führung 24 auf, wodurch diese aus der in 1 unteren Öffnung der Führung 24 auskragen. Die Spreizbacken 10, 12 sind außerhalb der Führung 24 angeordnet.The cooling mandrel 4 has a further axially in the recess 6 the bearing plate 8th slidable and approximately hollow cylindrical trained leadership 24 , The axial displacement of the guide 24 is in the 1 down by hitting one on the guide 24 trained Radialbunds 26 to the bearing plate 8th limited. On an inner surface 28 the leadership 24 are at an upper area in 1 two, for example, shell-shaped spring link 30 . 32 material, form and / or non-positively suspended. Instead of two spring links 30 are also more usable, which are arranged, for example, circumferentially. The spring links 30 . 32 each grip on a lateral surface section 33 a radially recessed head portion of the expanding jaws 10 . 12 at. Between the spring links 30 . 32 is a tension spring 34 curious, the one acting against the pressing force spring force on the spring link 30 . 32 on the spreading jaws 10 . 12 transfers. The spring links 30 . 32 have a greater axial length than the guide 24 on, making these out of the in 1 lower opening of the guide 24 protrude. The spreading jaws 10 . 12 are outside the guide 24 arranged.

Zur axialen Verschiebung des Kühldorns 4 ist ein doppeltwirkender Zylinder 36, beispielsweise ein Hydrozylinder, mit einer einseitiger Kolbenstange 38 vorgesehen. Die Zylinder- und Kolbenstangenlängsachse liegen in etwa koaxial zur Kühldornlängsachse 18 und der Zylinder 36 ist in 1 oberhalb der Lagerplatte 8 angeordnet und mit einer Lagerung 40 fest fixiert. Die Kolbenstange 38 durchsetzt den Keil 16 und hat an einem Kolbenstangenende 42 eine fest fixierte Anschlagsplatte 44. Der Keil 16 ist mit der Kolbenstange 38 fest verbunden.For axial displacement of the cooling mandrel 4 is a double-acting cylinder 36 , For example, a hydraulic cylinder, with a one-sided piston rod 38 intended. The cylinder and piston rod longitudinal axis are approximately coaxial with the Kühldornlängsachse 18 and the cylinder 36 is in 1 above the bearing plate 8th arranged and with a storage 40 firmly fixed. The piston rod 38 passes through the wedge 16 and has a piston rod end 42 a firmly fixed stop plate 44 , The wedge 16 is with the piston rod 38 firmly connected.

Zum Ausfahren des Kühldorns 4 aus der Lagerbohrung 14 des Pleuels 2 wird die Kolbenstange 38 durch den Zylinder 36 in der 1 nach oben bewegt. Hierbei wird der mit der Kolbenstange 38 fest verbundene Keil 16 mitbewegt und die Anpresskraft der Spreizbacken 10, 12 auf das Pleuel 2 durch Abgleiten der Keilflächen 20, 23 verringert. Nach einem bestimmten Hub der Kolbenstange 38 schlägt die Anschlagsplatte 44 an Stirnflächen 46, 48 der Spreizbacken 10, 12 an, wodurch diese axial mitbewegt werden. Zusätzlich zur Anschlagsplatte 44 sind die Spreizbacken 10, 12 durch den Keil 16 über mit den Spreizbacken 10, 12 verbundene Anschlagselemente 50, 52 axial mitbewegbar. Bei einer axialen Verschiebung des Keils 16 nach oben, werden die Spreizbacken 10, 12 durch die Federkraft der Federlenker 30, 32 radial eingefahren. Die Hubbewegung wird auf die Federlenker 30, 32 durch in der 1 obere Stirnflächen 53 der Spreizbacken 10, 12 übertragen, wobei die mit den Federlenker 30, 32 verbundene Führung 24 ebenfalls axial bewegt wird.For extending the cooling mandrel 4 from the bearing bore 14 of the connecting rod 2 becomes the piston rod 38 through the cylinder 36 in the 1 moved upwards. Here is the with the piston rod 38 firmly connected wedge 16 moved and the contact pressure of the expanding jaws 10 . 12 on the connecting rod 2 by sliding the wedge surfaces 20 . 23 reduced. After a certain stroke of the piston rod 38 beats the on stop plate 44 on faces 46 . 48 the spreading jaws 10 . 12 , whereby they are moved axially. In addition to the stop plate 44 are the spreading jaws 10 . 12 through the wedge 16 over with the spreading jaws 10 . 12 connected stop elements 50 . 52 axially mitbewegbar. With an axial displacement of the wedge 16 up, the spreader jaws 10 . 12 by the spring force of the spring link 30 . 32 retracted radially. The lifting movement is on the spring link 30 . 32 through in the 1 upper faces 53 the spreading jaws 10 . 12 transferred, with the spring link 30 . 32 connected leadership 24 also moved axially.

Beim Einfahren des Kühldorns 4 in das Pleuel 2 wird der Keil 16 durch den Zylinder 2 nach unten in 1 bewegt, wobei durch der Keil 16 weitestgehend noch nicht an der Schräginnenfläche 22 der Spreizbacke 10 abgleitet, wodurch diese axial mitverfahren wird. Über die Spreizbacke 10 wird der Federlenker 30 mit diesem die Führung 24, und der Federlenker 32 und über diesen die Spreizbacke 12 mit nach unten geführt. Liegt der Radialbund 26 der Führung 24 an der Lagerplatte 8 an, dann gleitet der Keil 16 mit der Keilfläche 20 an der Schräginnenfläche 22 der Spreizbacke 10 ab, wobei die Spreizbacken radial in der Lagerbohrung 14 des Pleuels 2 auseinandergepresst werden.When retracting the cooling mandrel 4 in the connecting rod 2 becomes the wedge 16 through the cylinder 2 down in 1 moved, passing through the wedge 16 as far as possible not yet on the inclined inner surface 22 the spreading jaw 10 slips off, whereby this axial mitverfahren is. About the spreading jaw 10 becomes the spring link 30 with this the leadership 24 , and the spring link 32 and over this the spreading jaw 12 with led down. Is the Radialbund 26 the leadership 24 on the bearing plate 8th on, then the wedge glides 16 with the wedge surface 20 on the inclined inner surface 22 the spreading jaw 10 from, wherein the expanding jaws radially in the bearing bore 14 of the connecting rod 2 be pressed apart.

Das Kühlen des Pleuels 2 erfolgt über Kontaktkühlung der Spreizbacken 10, 12 des Kühldorns 4. Diese weisen hierfür eine Vielzahl von Kühlkanälen 54 auf, die als Durchgangsbohrungen etwa parallel zur Kühldornlängsachse 18 in die Spreizbacken 10, 12 eingebracht sind. Die Kühlkanäle 54 werden über Versorgungsleitungen mit Kühlmittel versorgt. Eine Zulaufleitung 56 erstreckt sich dabei durch die Führung 24 hindurch und ist an eine erste Öffnung federlenkerseitig des Kühlkanals 54 der in 1 linken Spreizbacke 10 angeschlossen. Der Kühlkanal 54 der Spreizbacke 10 ist dann über eine Verbindungsleitung 58 mit einem Kühlkanal 54 der Spreizbacke 12 verbunden, wobei die Verbindungsleitung 58 an die der Lagerplatte 8 abweisenden Öffnungen der Kühlkanäle 54 angeschlossen ist. Die Kühlkanäle 54 der Spreizbacken 10, 12 bilden dann ein Kühlkanalpaar. Eine Ablaufleitung 60 des Kühlkanalpaars ist an der feder lenkseitigen Öffnung des Kühlkanals 54 der in 1 rechten Spreizbacke 12 angeschlossen und erstreckt sich wie die Zulaufleitung 56 durch die Führung 24 hindurch.Cooling the connecting rod 2 via contact cooling of the spreading jaws 10 . 12 of the cooling mandrel 4 , These have a variety of cooling channels for this purpose 54 on, as a through holes approximately parallel to the Kühldornlängsachse 18 in the spreading jaws 10 . 12 are introduced. The cooling channels 54 are supplied with coolant via supply lines. A supply line 56 extends through the guide 24 through and is to a first opening spring arm side of the cooling channel 54 the in 1 left spreader jaw 10 connected. The cooling channel 54 the spreading jaw 10 is then via a connection line 58 with a cooling channel 54 the spreading jaw 12 connected, the connecting line 58 to the bearing plate 8th repellent openings of the cooling channels 54 connected. The cooling channels 54 the spreading jaws 10 . 12 then form a cooling channel pair. A drain line 60 of the cooling channel pair is at the spring-side opening of the cooling channel 54 the in 1 right spreading jaw 12 connected and extends like the supply line 56 through the leadership 24 therethrough.

Nach dem Kühlen des Pleuels 2 ist der Kühldorn 4 mit den Spreizbacken 10, 12, wie vorstehend erläutert, in die Aussparung 6 der Lagerplatte 8 einfahrbar. Ein Enteisungsring 61, der die Führung 24 umgreift und in der Lagerplatte 8 eingebracht ist, dient dann zum Enteisen der aus dem Pleuel 2 herausgefahrenen Spreizbacken 10, 12. Der Enteisungsring 61 wird hierfür erwärmt. Somit ist eine weitestgehend eisfreie Anlage der Spreizbacken 10, 12 an die Lagerbohrung 14 des Pleuels 2 gewährleistet.After cooling the connecting rod 2 is the cooling mandrel 4 with the spreading jaws 10 . 12 , as explained above, in the recess 6 the bearing plate 8th retracted. A deicing ring 61 who is the leader 24 surrounds and in the bearing plate 8th is introduced, then serves for deicing the out of the connecting rod 2 retracted spreading jaws 10 . 12 , The deicing ring 61 is heated for this. Thus, a largely ice-free system of spreader jaws 10 . 12 to the bearing bore 14 of the connecting rod 2 guaranteed.

In 2 ist eine vereinfachte Querschnittansicht entlang der Linie A-A aus 1 durch den Kühldorn 4 offenbart. Hierbei ist die etwa halbkreisförmige Umfangsform einer jeweiligen Spreizbacke 10, 12 erkennbar. Der Radius einer jeweiligen Spreizbacke 10, 12 ist geringer als der Radius der Lagerbohrung 14 des Pleuels 2. Durch Abstimmung der Radien von Lagerbohrung 14 und Spreizbacken 10, 12 ist eine Kontaktzone 62, die Flächenpressung und somit der Wärmeübergang zwischen dem Pleuel 2 und den Spreizbacken 10, 12 veränderbar und die Kontakt- bzw. Kühl- bzw. Presszone genau bestimmbar. Die Spreizbacken 10, 12 weisen mittig eine Ausnehmung 64 zur gleitenden Aufnahme des Keils 16 auf. Fünf Kühlkanäle 54 sind jeweils in eine Spreizbacke 10, 12 konzentrisch eingebracht.In 2 is a simplified cross-sectional view taken along the line AA 1 through the cooling mandrel 4 disclosed. Here is the approximately semicircular peripheral shape of a respective spreader jaw 10 . 12 recognizable. The radius of a respective spreader jaw 10 . 12 is less than the radius of the bearing bore 14 of the connecting rod 2 , By matching the radii of bearing bore 14 and expanding jaws 10 . 12 is a contact zone 62 , the surface pressure and thus the heat transfer between the connecting rod 2 and the spreading jaws 10 . 12 changeable and the contact or cooling or pressing zone exactly determinable. The spreading jaws 10 . 12 have a recess in the middle 64 for slidingly receiving the wedge 16 on. Five cooling channels 54 are each in a spreader jaw 10 . 12 introduced concentrically.

Das Pleuel 2 hat zwei Schraublöcher 65 für jeweils eine Schraube, die zum Zusammenfügen von einem Lagerbett 68 und einen Lagerdeckel 70 nach dem Bruchtrennen verwendet wird. Durch diese Schraublöcher 65 kann eine zusätzliche Kühlung der Bruchzone des Pleuels 2 erfolgen. Hierfür taucht jeweils eine nicht dargestellte Kühllanze in jeweils ein Schraubloch 65 ein. Ein Kühlmittelstrom, beispielsweise Gas oder Luft, tritt aus der Kühllanze aus und kühlt das Pleuel 2. Zur Generierung eines Kaltluft- bzw. Kühlmittelstroms dient ein Cooler oder ein Kühler mit einem Koaxialverdampfer. Zusätzlich zur Kühllanze kann noch eine Außenbestrahlung des Pleuels 2 erfolgen.The connecting rod 2 has two screw holes 65 for each one screw, which is used to assemble a storage bed 68 and a bearing cap 70 is used after the fracture separation. Through these screw holes 65 can provide additional cooling of the breakage zone of the connecting rod 2 respectively. For this purpose, a cooling lance, not shown, in each case emerges in each case a screw hole 65 one. A coolant flow, for example gas or air, exits the cooling lance and cools the connecting rod 2 , A cooler or a cooler with a coaxial evaporator is used to generate a cold air or coolant flow. In addition to the cooling lance can still external irradiation of the connecting rod 2 respectively.

3 zeigt in einer stark vereinfachten schematischen Darstellung den Kühlkreislauf des Kühldorns 4 aus 1. Ein Kühler 66 ist zum Kühlen des Kühlmittels vorgesehen und mit den Zu- und Ablaufleitungen 56, 60 der Kühlkanäle 54 verbunden. three shows in a highly simplified schematic representation of the cooling circuit of the cooling mandrel 4 out 1 , A cooler 66 is intended for cooling the coolant and with the inlet and outlet pipes 56 . 60 the cooling channels 54 connected.

Wie obenstehend bereits erläutert, bilden zwei Kühlkanäle 54 der Spreizbacken 10, 12 jeweils ein Kühlkanalpaar, die über eine Verbindungsleitung 58 miteinander verbunden sind. Kühlmittel gelangt somit vom Kühler 66 gekühlt zu den Kühlkanälen 54 und erwärmt sich durch die Wärmeabgabe des Pleuels 2 aus 2 und fließt wieder zurück zum Kühler 66. Die Wärmeabgabe des Pleuels 2 erfolgt durch einen Temperaturgradienten zwischen der Temperatur des Pleuels 2 und der Kühlmitteltemperatur. Die Kühlmitteltemperatur beträgt beispielsweise zwischen –10 bis –40°C.As already explained above, form two cooling channels 54 the spreading jaws 10 . 12 in each case a cooling channel pair, which via a connecting line 58 connected to each other. Coolant thus passes from the radiator 66 cooled to the cooling channels 54 and heats up by the heat dissipation of the connecting rod 2 out 2 and flows back to the radiator 66 , The heat output of the connecting rod 2 is done by a temperature gradient between the temperature of the connecting rod 2 and the coolant temperature. The coolant temperature is for example between -10 to -40 ° C.

Gefördert wird das Kühlmittel beispielsweise durch eine Pumpe. Die Zu- und Ablaufleitungen 56, 60 sind ferner über eine gemeinsame Bypass-Leitung 67 miteinander verbunden, die über ein Ventil 69 auf- und zusteuerbar ist. Im geöffneten Zustand der Bypass-Leitung 67 wird die Kühlmittelströmung zu den Spreizbacken 10, 12 verringert. Als Kühlmittel eignet sich beispielsweise Wasser mit Frostschutz, Sole oder SilikonöleThe coolant is conveyed for example by a pump. The inlet and outlet pipes 56 . 60 are also via a common bypass line 67 connected to each other via a valve 69 is on and zuusteuerbar. In the open state of the bypass line 67 the coolant flow becomes too the spreading jaws 10 . 12 reduced. As a coolant, for example, water with antifreeze, brine or silicone oils is suitable

In 4 ist einer schematischen Ansicht, die in etwa der aus 2 entspricht, der Kühlbereich 68 bzw. Bruchzone des Pleuels 2 gezeigt. Der Kühlprozess ist über Parameter wie Form und Material der Spreizbacken 10, 12, Wahl des Kühlsystems, Anpresskraft der Spreizbacken 10, 12 an die Lagerbohrung 14, Kühltemperatur und Kühlzeit bzw. Zeitverläufe steuerbar. Durch die Form der Spreizbacken 10, 12 ist eine große Kontaktzone 62 und somit ein geringer Wärmeübergangswiderstand zwischen Pleuel 2 und Spreizbacken 10, 12 geschaffen. Die Spreizbacken 10, 12 können auch duktil ausgeführt sein, wodurch sich diese noch besser an die Lagerbohrung 14 anfügen.In 4 is a schematic view that roughly looks like 2 corresponds to the cooling area 68 or fracture zone of the connecting rod 2 shown. The cooling process is about parameters such as shape and material of the expanding jaws 10 . 12 , Choice of cooling system, pressing force of the expanding jaws 10 . 12 to the bearing bore 14 , Cooling temperature and cooling time or time courses controlled. Due to the shape of the spreading jaws 10 . 12 is a big contact zone 62 and thus a low heat transfer resistance between the connecting rod 2 and expanding jaws 10 . 12 created. The spreading jaws 10 . 12 can also be executed ductile, which makes this even better on the bearing bore 14 Attach.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für das Pleuel 2 aus 1 erläutert.In the following, a preferred manufacturing method for the connecting rod 2 out 1 explained.

Das Pleuel 2 wird von einem Laser, wie beim eingangs erläuterten Stand der Technik, gekerbt und zu einer Kühlstation mit der Vorrichtung 1 aus 1 getaktet. Der Kühldorn 4 ist mit den Spreizbacken 10, 12 während des Taktens in dem Reinigungs- bzw. Enteisungsring 61 angeordnet. Der Zylinder 36 fährt den Kühldorn 4 in die Lagerbohrung 14 des Pleuels 2 ein und spannt die Spreizbacken 10, 12 gegen das Pleuel 2. Es erfolgt eine Kontaktkühlung in einer Zeitspanne von etwa 25 bis 30 Sekunden. Der Zylinder 36 zieht Kühldorn 4 aus der Lagerbohrung 14, wobei die Spreizba cken 10, 12 sich entspannen, und verfährt diesen zu dem Enteisungsring 61. In einem nächsten Takt wird das gekühlte Pleuel 2 zu einer Crack- bzw. Bruchtrennstation verfahren.The connecting rod 2 is notched by a laser, as in the prior art described above, and to a cooling station with the device 1 out 1 clocked. The cooling mandrel 4 is with the spreading jaws 10 . 12 during the beat in the deicing ring 61 arranged. The cylinder 36 drives the cooling mandrel 4 into the bearing bore 14 of the connecting rod 2 and spans the spreader jaws 10 . 12 against the connecting rod 2 , There is a contact cooling in a period of about 25 to 30 seconds. The cylinder 36 pulls cooling thorn 4 from the bearing bore 14 , wherein the Spreizba bridges 10 . 12 relax and move to the deicing ring 61 , In a next cycle, the cooled connecting rod 2 proceed to a cracking or breaking separation station.

Alternativ zu den vorstehend genannten Kühlungen wäre auch denkbar, dass das Pleuel 2 in ein Kühlmedium getaucht wird oder die Kühlung durch ein Peltierelement erfolgt.As an alternative to the above-mentioned cooling would also be conceivable that the connecting rod 2 is immersed in a cooling medium or the cooling is carried out by a Peltier element.

Alternativ kann statt des Kühldorns 4 in 1 das Pleuel 2 bewegt werden.Alternatively, instead of the cooling mandrel 4 in 1 the connecting rod 2 to be moved.

Alternativ kann zum Ausfahren des Kühldorns 4 in 1 aus der Lagerbohrung 14 nur der Keil 16 mit einem geringen Hub durch den Zylinder 36 zum Abbauen der Anpresskraft der Spreizbacken 10, 12 bewegt werden, wobei der Kühldorn 4 dann über ein separates Verschieben der Lagerplatte 8 aus der Lagerbohrung 14 des Pleuels 2 gelangt.Alternatively, for extending the cooling mandrel 4 in 1 from the bearing bore 14 only the wedge 16 with a small stroke through the cylinder 36 for reducing the contact pressure of the expanding jaws 10 . 12 be moved, the cooling mandrel 4 then via a separate displacement of the bearing plate 8th from the bearing bore 14 of the connecting rod 2 arrives.

Mit der beschriebenen Bruchtrennvorrichtung sind eine Vielzahl weitere Werkstücke kühl- und/oder bruchtrennbar. Beispielsweise ringförmige Werkstücke, Blöcke und sämtliche Werkstücke mit Lagerdeckel.With the fracture separation device described are a variety of others Workpieces can be cooled and / or break-separated. For example annular workpieces, blocks and all Workpieces with bearing cap.

Die Kühlung mit der oben beschriebenen Vorrichtung ist vorteilhafterweise sehr leise und energiesparend.The Cooling with the device described above is advantageous very quiet and energy saving.

Offenbart ist ein Verfahren zum Bruchtrennen und eine Vorrichtung zum Kühlen von Werkstücken. Bei dem Verfahren wird eine Bruchzone des Werkstücks vor dem Bruchtrennen zur Verbesserung der Brucheigenschaften gekühlt und anschließend gecrackt. Bei der Vorrichtung zum Kühlen handelt es sich um einen Kühldorn mit kühlbaren Spreizbacken.Disclosed is a method of fracture separation and a device for cooling of workpieces. The method becomes a fracture zone of the workpiece before fracture cutting to improve the Chilled properties cooled and then cracked. The device for cooling is a Cooling mandrel with coolable expanding jaws.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19534360 C2 [0002]

Claims

Process for fracture separation of workpieces ( 2 ) comprising the steps of: - cooling a fracture zone ( 62 ) - fracture separation of the workpiece ( 2 ) by applying the cooled fracture zone ( 62 ) with a fracture separation force.

Method according to claim 1, wherein prior to cooling the fracture zone ( 62 ) is introduced a fracture separation plane predetermining notch in this.

Method according to claim 1 or 2, wherein the workpiece ( 2 ) one in the fracture zone ( 62 ) lying bearing recess ( 14 ) Has.

Method according to claim 3, wherein in the bearing recess ( 14 ) a cooling mandrel ( 4 ) is introduced for contact cooling.

Method according to claim 4, wherein the cooling mandrel ( 4 ) with cooled spreading jaws ( 10 . 12 ) is executed.

Method according to claim 2, wherein in the bearing recess ( 14 ) or in other openings, in particular screw holes ( 66 ), a cooling lance for cooling the fracture zone ( 62 ) is immersed.

Method according to claim 6, wherein the fracture zone ( 62 ) is cooled by the cooling lance with a flow of coolant.

Method according to claim 7, wherein a coolant the coolant flow is a gas, preferably air.

Method according to one of the preceding claims, wherein the cooling time of the fracture zone is less than 60 seconds, preferably between 15 and 30 seconds and / or cooling in about 30 K is.

Method according to one of the preceding claims, wherein the workpiece ( 2 ) a connecting rod ( 2 ), a crankcase or other with a fracture to be separated workpiece.

Apparatus for fracture separation for workpieces, this apparatus comprising a cooling device with a cooling mandrel ( 4 ) for contact cooling.

Device for fracture separation according to claim 11, wherein the cooling mandrel ( 4 ) cooled spreading jaws ( 10 . 12 ) Has.

Device for fracture separation according to claim 12, wherein the expansion jaws ( 10 . 12 ) each have at least one cooling channel ( 54 ) exhibit.

Device for fracture separation according to claim 13, wherein in each case a cooling channel ( 54 ) of a spreading jaw ( 10 ) with the cooling channel ( 54 ) of the other spreading jaw ( 12 ) via a connecting line ( 58 ) and together form a cooling channel pair.

Device for fracture separation according to claim 14, wherein a cooling channel ( 54 ) of a cooling channel pair has a coolant inlet connection and the other cooling channel has a coolant outlet connection.

A fracture separation device according to any one of claims 11 to 15, wherein the expansion jaws ( 10 . 12 ) over a wedge ( 16 ) and for cooling a workpiece ( 2 ) are brought into contact with a workpiece section.

Device for fracture separation according to one of claims 11 to 16, wherein the spreading jaws ( 10 . 12 ) of at least two in a leadership ( 24 ) and via a tension spring ( 34 ) connected spring links ( 30 . 32 ) are held.

A fracture separation device according to any one of claims 11 to 17, wherein the device ( 1 ) has two cooling lances for cooling the fracture zone, which in screw holes ( 65 ) of the connecting rod ( 2 ) are submersible.