-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Maskieren nach den Merkmalen der Ansprüche 1-3.
-
Aus dem Stand der Technik sind, wie in der
EP 1 153 154 B1 beschrieben, ein Verfahren und eine Anordnung zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes, insbesondere von Zylinderlaufflächen eines Zylinderkurbelgehäuses einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Die Anordnung weist eine in Bearbeitungsabschnitte unterteilte Bearbeitungsstation auf, wobei innerhalb der Bearbeitungsabschnitte zumindest eine Vorbehandlung der zu beschichtenden Flächen und eine thermische Beschichtung der Flächen erfolgen. Den Bearbeitungsabschnitten ist eine Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse zugeordnet. Diese Einrichtung umfasst einen Drehteller, der mittels eines Antriebes um seine Drehachse in definierten Schritten verdrehbar ist, so dass eine Abdeckschablone innerhalb des Bearbeitungsabschnittes in eine definierte Bearbeitungsposition zu den Zylinderkurbelgehäusen bringbar ist.
-
Die Aufgabe des USA Patents
US 5 270 085 A ist es, zum Schutz der Bohrung vor ungewollter Beschichtung bei der Oberflächenbehandlung eine einfache automatische Einstellung der Maskierung vorzunehmen. Dies wird dadurch erreicht, dass ein konisches Führungsteil an dem Oberteil der Maskierung angeordnet ist, so dass, selbst für den ungünstigen Fall, dass die Maskierung leicht von der Vorderseite der Bohrung abweicht oder abrutscht, dieses Führungsteil an der peripheren Kante der Bohrung angrenzt, um die Maskierung so zu justieren, dass diese sich in der passenden Position befindet.
-
Das europäische Patent
EP 0 884 235 B1 betrifft die Befestigungsanordnung eines Durchführungsstopfens an einer Ausnehmung eines beschichteten Blechbauteiles an einem Fahrzeug, wobei der die Ausnehmung umgebende Randbereich des Bleches unbeschichtet ist und der Durchführungsstopfen mit zwei Dichtlippen an diesem Randbereich anliegt und an die Beschichtung grenzt. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Befestigungsanordnung so zu gestalten, dass diese den Korrosionsschutz im Bereich des kritischen Übergangs von der Blechbauteilbeschichtung zum Durchführungsstopfen sicherstellen kann. Dazu ist beschichtungsseitig zwischen dem Blechrand einerseits und der jeweiligen Dichtlippe sowie der Randzone der Beschichtung andererseits eine Abdeckscheibe angeordnet, die wesentlich dünner als die Beschichtung ist. Die Abdeckscheibe ist an einem Maskierungsstopfen lösbar gehaltert und wird mit diesem in der vorbestimmten Position an der Ausnehmung angeordnet, anschließend wird die Beschichtung vorgenommen, durch die die Abdeckscheibe am Blech fixiert wird, und der Maskierungsstopfen wird entfernt.
-
Das europäische Patent
EP 2 075 074 B1 betrifft ein Maskierungssystem zur Maskierung eines Kurbelraums einer Brennkraftmaschine während einer Oberflächenbehandlung einer Zylinderlauffläche einer Zylinderbohrung eines Zylinders der Brennkraftmaschine. Das Maskierungssystem umfasst einen hohlen Maskierungskörper mit einem Anschlusssegment zum Anschluss des hohlen Maskierungskörpers an die Zylinderbohrung, sowie ein Abschirmsegment. Erfindungsgemäß ist der hohle Maskierungskörper derart ausgestaltet ist, dass der hohle Maskierungskörper während der Oberflächenbehandlung eines ersten Zylinders der Brennkraftmaschine kurbelraumseitig mit dem Anschlusssegment an der Zylinderbohrung des ersten Zylinders platzierbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen Maskierungssystems.
-
Die PCT-Patentanmeldung
WO 2009/ 106 981 A1 betrifft eine Zylinderbohrungssprühvorrichtung und ein Verfahren zur Bildung eines gesprühten Films. Die Sprühvorrichtung zur Bildung eines gesprühten Films auf einer Innenumfangsfläche einer Zylinderbohrung eines Zylinderblocks umfasst: ein Sprühmittel, das geschmolzene Partikel zur Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung zur Bildung eines gesprühten Films spritzt und eine Schutzmaske wobei die Sprühvorrichtung ferner folgendes umfasst: eine Zylinderblockpressvorrichtung, die einen Dummy-Kopf enthält, der zylinderkopfförmig ist und ein Auskleidungsloch enthält, und wobei, wenn der Zylinderblock durch den Dummy-Kopf gepresst wird, ein verformter Zustand der Zylinderbohrung, wenn ein Zylinderkopf mithilfe einer Schraube am Zylinderblock befestigt ist, simuliert wird und wobei die Schutzmaske abnehmbar am Auskleidungsloch des Dummy-Kopfs angebracht und derart gebildet ist, dass Sprühpartikel, die an der Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung anhaften, nicht am Dummy-Kopf anhaften.
-
Die deutsche Patentanmeldung
DE 10 2008 028 960 A1 betrifft eine Maske zum Aufsetzen auf einen Motorblock während eines thermischen Beschichtungsvorgangs einer im Motorblock eingelassenen Zylinderbohrung, wobei die Maske auf einen Durchmesser der zu beschichtenden Zylinderbohrung abgestimmt ist. Die Maske umfasst einen umlaufenden Auflagebereich zum Auflegen auf eine Zylinderdeckfläche in einem von der Zylinderbohrung beabstandeten Bereich. Die Maske weist innerhalb des Auflagebereichs einen umlaufenden Hohlraum auf, der nach innen durch eine umlaufende Lippe begrenzt ist, die bei auf der Zylinderdeckfläche aufliegender Maske von der Zylinderdeckfläche beabstandet ist und eine Durchgangsöffnung umschließt, die maximal einem Durchmesser der Zylinderbohrung entspricht. Die Maske ist als eine Einwegmaske ausgebildet. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum thermischen Beschichten der Zylinderbohrung, bei dem die Maske auf den Motorblock aufgesetzt und ein Beschichtungskopf durch die Maske in die Zylinderbohrung eingeführt wird, wobei mittels des Beschichtungskopfs ein Beschichtungsmaterial auf einer Innenwand der Zylinderbohrung aufgebracht wird. Zum Positionieren und Halten der Maske wird ein aus Kupfer gebildeter Greifer verwendet.
-
Die japanische Patentanmeldung
JP 2008 -
303 435 A beschreibt eine Vorrichtung zum thermischen Spritzmaskieren, wobei eine thermisch gespritzte Schicht, der sich nachteilig auf der sich auf der Innenfläche eines Maskierungselements Struktur abgelagert hat, leicht entfernen lässt und das dazugehörige Schichtentfernungsverfahren. Eine thermisch gespritzte Schicht wird auf der Innenfläche einer Bohrung in einem solchen Zustand gebildet, dass das Maskierungselement mit einer thermischen Spritzeinrichtung an der oberen Endfläche eines Motorblocks montiert wird In diesem Schritt wird eine thermisch gespritzte Schicht auf der inneren Oberfläche eines Maskierungszylinders des Maskierungselements aufgebracht. Das Maskierungselement hat einen oszillierenden Schichtentfernungsgreifer, der sich hin und her bewegen kann und die überflüssige Sprühschicht, welche auf der Innenfläche des Abdeckzylinders abgeschieden wird, indem der Schichtentfernungsgreifer aus einem Zustand nach vorne und hinten oszillierend bewegt wird, wobei die Kopffläche auf der gleichen Ebene wie die Innenfläche des Abdeckzylinders liegt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zum Maskieren anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung zum Maskieren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Eine erfindungsgemäße Anordnung zum Maskieren umfasst einen Greifer zum Greifen einer Maske und zum Positionieren der Maske auf einem Bauteil umfasst zumindest zwei Greifbacken, wobei das Greifen der Maske durch eine Bewegung der Greifbacken gegeneinander und ein daraus resultierendes zumindest teilweises seitliches Umschließen der Maske erfolgt und wobei Greifflächen der Greifbacken eine Nut zur Aufnahme einer seitlichen Ausformung der Maske während des Greifens aufweisen.
-
Der Greifer eine verwendbar, um die Maske auf einem als Zylinderkurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors ausgebildeten Bauteil zu positionieren und dadurch Bereiche des Bauteils zu maskieren. Dabei ist die Maske auf eine Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses derart aufzusetzen, dass sie eine Zylinderbohrungsöffnung randseitig umschließt. Die Maske ist zweckmäßigerweise als eine so genannte Napfmaske ausgebildet, d. h. im Wesentlichen rohrförmig.
-
Die Maske ist insbesondere für ein Beschichten einer Laufbahn der Zylinderbohrung mittels Lichtbogendrahtspritzen einsetzbar, bei welchem ein Zünden eines Brenners bereits außerhalb der Zylinderbohrung erfolgt, um durch ein nachfolgendes Eintauchen des Brenners in die Zylinderbohrung eine homogene und zusammenhängende Spritzschicht in der Zylinderbohrung zu erzeugen. Durch die auf das Bauteil aufgesetzte Maske ist ein Kontaminieren der die Zylinderbohrungsöffnung umgebenden Bereiche durch einen Beschichtungswerkstoff verhindert.
-
Dazu ist die Maske vollständig dichtend auf das Bauteil aufzusetzen. Dies ist durch den Greifer sichergestellt, da durch den Greifer die Maske an das Bauteil anpressbar ist, wobei durch die Nut, in welcher die seitliche Ausformung der durch den Greifer aufgegriffenen Maske angeordnet ist, ein Durchrutschen der Maske durch den Greifer während des Anpressens an das Bauteil verhindert ist.
-
Der Greifer ermöglicht eine optimierte Positionierung der Maske auf dem Bauteil, so dass eine Prozessqualität des Beschichtungsprozesses gesteigert ist, da eine Kontamination nicht zu beschichtender Bereiche des Bauteils und von Anlagenbereichen einer Beschichtungsanlage verhindert ist. Dadurch ist keine aufwändige zeit- und kostenintensive Reinigung erforderlich. Zudem sind der Greifer und auch die Maske kostengünstig und technologisch einfach ausführbar, da insbesondere keine Greifer mit optischen Kontrolleinrichtungen zur Positionskontrolle der positionierten Maske erforderlich sind.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung zum Maskieren von Bereichen eines Bauteils,
- 2 eine perspektivische Schnittdarstellung einer Anordnung zum Maskieren von Bereichen eines Bauteils und
- 3 eine Detailansicht eines Bereiches der in 2 dargestellten Anordnung zum Maskieren von Bereichen eines Bauteils.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Anordnung 1 zum Maskieren von Bereichen eines hier nicht dargestellten Bauteils und 2 eine perspektivische Schnittdarstellung der Anordnung 1. Die Anordnung 1 umfasst eine Maske 2, welche als eine so genannte Napfmaske, d. h. im Wesentlichen rohrförmig, ausgebildet ist und zur Maskierung von Bereichen eines als Zylinderkurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors ausgebildeten Bauteils während einer Herstellung einer Zylinderlaufbahn durch Lichtbogendrahtspritzen verwendbar ist.
-
Bei diesem Lichtbogendrahtspritzen erfolgt ein Zünden eines Brenners bereits außerhalb einer zu beschichtenden Zylinderbohrung, um durch ein nachfolgendes Einführen des Brenners in die Zylinderbohrung eine homogene und zusammenhängende Spritzschicht zu erzeugen. Die Maske 2 verhindert dabei ein Kontaminieren des Zylinderkurbelgehäuses und von Anlagenbereichen einer Beschichtungsanlage mit einem durch den Brenner abgegebenen Beschichtungswerkstoff.
-
Dazu ist die Maske 2 mittels eines Greifers 3 auf dem Bauteil, d. h. auf einer Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses derart zu positionieren, dass sie eine Zylinderbohrungsöffnung randseitig umschließt. Zudem ist die Maske 2 mittels des Greifers 3 derart gegen die Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses zu pressen, dass ein unterer Randbereich 4 der Maske 2 dichtend auf der Deckfläche aufliegt, so dass kein Beschichtungswerkstoff zwischen der Deckfläche und der Maske 2 hindurchtreten und das Zylinderkurbelgehäuse kontaminieren kann. Der Brenner ist auf diese Weise in einem von der Maske 2 seitlich umschlossenen Innenraum zu zünden und anschließend in die Zylinderbohrung einzuführen, um diese zu beschichten, wobei der Beschichtungswerkstoff durch die Maske 2 nicht auf die Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses gelangt.
-
Um das dichtende Anpressen der Maske 2 an die Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses zu ermöglichen, weist die Maske 2 eine seitliche Ausformung 5 auf, welche im hier dargestellten Beispiel als ein umlaufender äußerer Falz ausgebildet ist. Der Falz ist durch eine Abwinkelung eines oberen Randes einer Seitenwand 6 der Maske 2 nach außen ausgebildet.
-
Der Greifer 3 weist zwei Greifbacken 7 zum Greifen der Maske 2 und zum Positionieren der Maske 2 auf dem Bauteil auf. Das Greifen der Maske 2 erfolgt durch eine Bewegung der Greifbacken 7 gegeneinander und ein daraus resultierendes teilweises seitliches Umschließen der Maske 2. Das Positionieren der Maske 2 auf dem Bauteil erfolgt durch ein Bewegen des Greifers 3 mit der ergriffenen Maske 2 zum Bauteil. Der Greifer 3 ist beispielsweise pneumatisch, hydraulisch und/oder elektromotorisch in x-Richtung und/oder y-Richtung und/oder z-Richtung eines dreidimensionalen Koordinatensystems bewegbar und/oder drehbar und/oder schwenkbar. Des Weiteren sind beispielsweise mittels einer entsprechenden Bauteilhalterung auch derartige Bewegungen des Bauteils relativ zum Greifer 3 möglich.
-
Eine der jeweils anderen Greifbacke 7 zugewandte Greiffläche jeder Greifbacke 7 weist eine Nut 8 zur Aufnahme der seitlichen Ausformung 5 der Maske 2 während des Greifens auf. Zum Greifen der Maske 2 sind die Greifbacken 7 auf Höhe der als Falz ausgebildeten seitlichen Ausformung 5 der Maske 2 zu positionieren und zu schließen, wobei die seitliche Ausformung 5 in die Nut 8 der Greifbacken 7 eingreift, wie in 3, einer Detailansicht eines der Greifbacken 7 und der vom Greifer 3 ergriffenen Maske 2, näher dargestellt. Während des anschließenden Positionierens der Maske 2 auf der Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses und des Anpressens an die Deckfläche mittels des Greifers 3 ist durch die in der Nut 8 der Greifbacken 7 angeordnete seitliche Ausformung 5 der Maske 2 ein Durchrutschen der Maske 2 durch den Greifer 3 verhindert und dadurch das dichtende Anpressen der Maske 2 an die Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses sichergestellt.
-
Das Schließen der Greifbacken 7 des Greifers 3 erfolgt vorzugsweise pneumatisch. Da Einstellmöglichkeiten eines Verfahrweges der Greifbacken 7 begrenzt sind und dadurch ein exaktes Anhalten der Greifbacken 7 allein durch die pneumatische Betätigung nicht sichergestellt ist, ist zwischen den Greifbacken 7 ein Abstandshalter 9 angeordnet, um die Bewegung der Greifbacken 7 gegeneinander durch den Abstandshalter 9 zu begrenzen. Der Abstandshalter 9 weist eine Einstellschraube 10 auf, so dass ein exakter Abstand zwischen den Greifbacken 7 einstellbar ist. Auf diese Weise ist ein exaktes Greifen der Maske 2 durch den Greifer 3 ermöglicht.
-
Die Greifbacken 7 schließen dabei soweit, dass die als Falz ausgebildete seitliche Ausformung 5 der Maske 2 in der Nut 8 der Greifbacken 7 angeordnet ist, die Greifbacken 7 jedoch nicht fest an die Maske 2 angepresst sind. Durch den Abstandshalter 9 ist ein zu starkes Schließen des Greifers 3 und ein daraus resultierendes Beschädigen der Maske 2 verhindert. Des Weiteren ist dadurch ein Verkanten und Verklemmen der Maske 2 im Greifer 3 und ein daraus resultierendes schräges Aufsetzen der Maske 2 auf die Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses verhindert.
-
Eine obere Wand 11 der Nut 8 ist derart geschliffen ausgebildet, dass sie durch eine entsprechende Ausrichtung des Greifers 3 planparallel zu einer Oberfläche des Bauteils, d. h. zur Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses ausrichtbar ist, auf welcher die Maske 2 zu positionieren ist. Eine Oberseite 12 der seitlichen Ausformung 5 der Maske 2 ist senkrecht zur Seitenwand 6 der Maske 2 ausgerichtet, so dass bei auf dem Bauteil positionierter Maske 2 die Oberseite 12 der seitlichen Ausformung 5 der Maske 2, wie in 3 dargestellt, an der oberen Wand 11 der Nut 8 anliegt und mittels des Greifers 3 ein gleichmäßiger Druck auf die Maske 2 ausübbar ist. Dadurch ist die Maske 2 mittels des Greifers 3 rundum dichtend auf die Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses aufpressbar.
-
Durch den Abstandshalter 9 sind die beiden Greifbacken 7 nur soweit zu schließen, dass ein Abstand zwischen den beiden Greifbacken 7 im Nutbereich geringfügig größer ist als ein Außendurchmesser der Maske 2 im Bereich der seitlichen Ausformung 5. Des Weiteren ist bei geschlossenen Greifbacken 7 ein Abstand zwischen den Greifbacken 7 in einem Bereich unterer Kontaktflächen 13 der Greifbacken 7 ebenfalls geringfügig größer als ein Außendurchmesser der Maske 2 unterhalb der seitlichen Ausformung 5. Zudem ist eine Breite der Nut 8 größer als eine Dicke der als Falz ausgebildeten seitlichen Ausformung 5.
-
Auf diese Weise ist die durch den Greifer 3 ergriffene Maske 2 zwar konzentrisch im Greifer 3 angeordnet, jedoch nicht fest zwischen den Greifbacken 7 eingeklemmt. Dadurch rutscht die Maske 2 bei einem Anpressen an die Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses im Greifer 3 nach oben, bis die Oberseite 12 der seitlichen Ausformung 5 der Maske 2 an der oberen Wand 11 der Nut 8 anliegt. Daraus resultiert ein automatisches korrektes Ausrichten der Maske 2, wodurch sie mit ihrem unteren Randbereich 4 vollständig dichtend auf der Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses aufliegt.
-
Um diese Bewegung der Maske 2 im Greifer 3 noch zu erleichtern, sind die unteren Kontaktflächen 13 der Greifbacken 7 abgerundet ausgebildet, so dass nur ein sehr geringer Bereich der Greifbacken 7 seitlich an der Maske 2 anliegt und daher eine Haftreibung und Gleitreibung sehr gering ist. Dadurch ist ein Verkanten der Maske 2 im Greifer 3 verhindert. Der Greifer 3 ermöglicht auf diese Weise eine große Zahl von Bewegungsfreiheitsgraden für die ergriffene Maske 2, so dass diese sich während des Aufpressens auf die Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses exakt ausrichten kann, bis die Oberseite 12 der seitlichen Ausformung 5 vollständig an der oberen Wand 11 der Nut 8 anliegt und der untere Randbereich 4 der Maske 2 vollständig dichtend an der Deckfläche des Zylinderkurbelgehäuses anliegt.
-
Dadurch ist mittels der Anordnung 1 eine Prozessqualität des Beschichtungsprozesses gesteigert, da eine Kontamination nicht zu beschichtender Bereiche des Bauteils und der Anlagenbereiche der Beschichtungsanlage verhindert ist, wodurch keine aufwändige zeit- und kostenintensive Reinigung erforderlich ist. Zudem sind die Maske 2 und der Greifer 3 kostengünstig und technologisch einfach ausführbar, da für die Anordnung 1 insbesondere keine Greifer 3 mit optischen Kontrolleinrichtungen zur Positionskontrolle der positionierten Maske 2 erforderlich sind und auch mittels des technologisch einfachen und kostengünstigen Greifers 3 ein exaktes und vollständig dichtendes Positionieren des Maske 2 auf dem Bauteil ermöglicht ist.
