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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um Ausnehmungen zu entgraten, die am Rande innenbeschichteter Zylinder vorliegen, sowie eine Fräsvorrichtung, mit der das Entgratungsverfahren ausgeführt werden kann. Ferner betrifft die Erfindung einen erfindungsgemäß entgrateten, thermisch innenbeschichteten Zylinder.
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Das Entgraten von beschichteten Bauteilen wie Zylinderkurbelwellengehäusen stellt bereits seit geraumer Zeit eine anspruchsvolle Aufgabe dar, da es gilt, die beschichtete Zylinderlaufbahn nicht zu verletzen.
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Ein zu entgratendes Zylinderkurbelwellengehäuse mit einer Zylinderlaufbahn und ein Verfahren zu dessen Herstellung ist aus der
DE 10 2005 051 185 A1 bekannt. Dort wird ein Zylinderkurbelwellengehäuse gegossen und die Zylinderlauffläche in bekannter Weise geglättet, insbesondere gehont. Ein Pleuelfenster wird bereits beim Gießen berücksichtigt und bei dem fertig gegossenen Zylinderwellenkurbelgehäuse werden die Wandungen des Pleuelfensters angeschrägt. Das Pleuelfenster kann, wenn es nicht bereits beim Gießen vorgeformt wurde, mittels eines Fräsers aus der Wandung der Zylinderlauffläche ausgefräst werden. Auch andere spanabhende Verfahren zur Herstellung der Abschrägung der Wandung des Pleuelfensters werden zitiert. Zum Fräsen der Wandung des Pleuelfensters und insbesondere zum gleichzeitigen Einbringen desselben wird ein Fräskopf gewählt, dessen aktive rotationssymmetrische und im Eingriff zur einer Mantellinie oder Zylinderlauffläche parallele äußere Schneide einen Durchmesser aufweist, der zwischen 50 und 80% des Durchmessers der Zylinderlaufbuchse beträgt. Damit ergibt sich die Ausformung der Axialwandung aus der Eindringtiefe dieser Schneide des Fräskopfes in die Wandung der Zylinderlaufbahn des Zylinderkurbelwellengehäuses. Auch kann die aktive Schneide des Fräsekopfes am Endbereich entsprechend der Ausbildung der Umfangswandung angeschrägt sein.
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Auch aus der
DE 10 2004 038 182 A1 ist ein Verfahren zum spanabhebenden Bearbeiten von thermisch gespritzten Zylinderlaufbahnen bekannt. Dort wird das Zylinderkurbelwellengehäuse zunächst gegossen und die thermisch zu beschichtenden Oberflächen der späteren Zylinderlaufbahn aufgeraut, und sodann durch ein thermisches Spritzverfahren beschichtet. Die Zylinderlaufbahnen müssen auf Endmaß nachbearbeitet werden, was spanabhebend ausgeführt wird. Dabei wird das spanabhebende Werkzeug derart geführt, dass die jeweiligen Schneiden von außen ins abzutragende Material eindringen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, ein Verfahren zum Entgraten von Ausnehmungen an einem innenbeschichteten Zylinder bereitzustellen, das es ermöglicht, trotz der spanabhebenden Bearbeitung die Innenbeschichtung derart schonend abzutragen, dass keine Zugspannungsrisse der Beschichtung entstehen.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ferner ergibt sich die Aufgabe der Bereitstellung einer Fräsvorrichtung, mit der ein derart schonendes Entgratungsverfahren ausgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Fräsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Weiter ergibt sich die Aufgabe der Bereitstellung eines innenbeschichteten Bauteils mit entgrateten Ausnehmungen selbst, das trotz der Fertigung und Entgratung von Ausnehmungen wie Pleuelfenstern eine gute Qualität, insbesondere keine Spannungsrisse aufweist. Diese Aufgabe wird durch den Zylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in einer ersten Ausführungsform das Entgraten von Ausnehmungen vor, die an einem Rand eines innenbeschichteten Zylinders vorliegen und die eine Umfangskante und zwei seitenbegrenzende Axialkanten aufweisen. Der Entgratungsvorgang wird durch das erfindungsgemäß zweistufige Anfasen im stumpfen Winkel mit einer Fräsvorrichtung zum bidirektionalen Fräsen realisiert. Die Fräsvorrichtung verfügt über wenigstens einen zylindrischen Fräskopf, dessen Mantelflächenumfang sich an einer Schneid-Fase verjüngt und ein Fräskopf-Dach bildet. Die Bezeichnung „zylindrischer Fräskopf mit verjüngtem Fräskopfdach” beschreibt symbolhaft als Zylinder-Kegelstumpf-Kombination ein Fräser mit einem Rumpf, auf dem meist mehrere Schneiden angeordnet sind. Die „Mantelfläche” ist die Einhüllende des rotierenden Fräskopfs mit den Schneiden. Tatsächlich eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Durchführung mittels einer Schleifvorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung anstelle einer Fräservorrichtung; hier liegt dann ein massiver zylindrischer Schleifkopf mit verjüngtem Dach vor.
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Das Verfahren umfasst das Einführen eines Fräskopfes in den Zylinder, der dann an der Ausnehmung so positioniert wird, dass die Schneid-Fase auf der Höhe der Umfangskante und die Mantelfläche an genau einer Axialkante der Ausnehmung anliegt. Durch rotieren Lassen eines Fräskopfes der Fräsvorrichtung in einer ersten Rotationsrichtung von einer Zylinderinnenseite in Richtung der Ausnehmung wird in einem ersten Prozessschritt mit der Mantelfläche des Fräskopfes bzw. der in Rotation die Mantelfläche als Einhüllende bildenden Schneide(n) des Fräskopfes die erste Axialkante, und mit der Schneid-Fase des Fräskopfes der erste Abschnitt der Umfangskante angefast.
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Für den zweiten Prozessschritt wird der Fräskopf oder ein anderer Fräskopf der Fräsvorrichtung an der Ausnehmung so positioniert, dass die Schneid-Fase des Fräskopf-Daches wieder auf der Höhe der Umfangskante, und die Mantelfläche der Schneiden des Fräskopfes an der anderen Axialkante der Ausnehmung anliegt. Hier wird nun durch rotieren Lassen des Fräskopfes in gegenläufiger Richtung, wieder von einer Zylinderinnenseite in Richtung der Ausnehmung, mit der Mantelfläche des Fräskopfes die zweite Axialkante und mit der Schneid-Fase der zweite Abschnitt der Umfangskante angefast, so dass die Umfangskante entlang ihrer Gesamtlänge entgratet ist.
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Durch das rotieren Lassen von der Zylinderinnenseite in Richtung der Ausnehmung, also vom Beschichtungsmaterial nach außen hin, wird stets nur Druck auf das Material der Beschichtung ausgeübt, niemals Zug. So wird vorteilhaft verhindert, dass Zugspannungsrisse in der Beschichtung entstehen.
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Durch diese vorteilhafte Bearbeitung wird eine qualitativ hochwertige Innenbeschichtung der Laufbahn beibehalten, während dennoch die notwendige Entgratung ausgeführt wird.
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Damit wird statt eines einstufigen Entgratungsfräsverfahrens, wie es im Stand der Technik angewendet wird, bei dem beide Axialkanten simultan angefast werden, ein nunmehr schonender zweistufiger Prozess an dem innenbeschichteten Zylinder ausgeführt.
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Bei einem solchen innenbeschichteten Zylinder kann es sich beispielsweise um einen thermisch beschichteten Zylinder für Hubkolbenmaschinen handeln. Die genannte Ausnehmung ist dann ein erstes Pleuelfenster, dem gegenüber am Zylinderumfang ein zweites entsprechendes Pleuelfenster als zweite Ausnehmung vorliegen kann. Allerdings kann, etwa bei einer desaxierten Kurbelwelle, häufig als geschränktes Triebwerk bezeichnet, auch ein Pleuelfenster nur einseitig am Zylinder vorliegen.
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Bei Vorliegen zweier gegenüberliegender Pleuelfenster werden beide Axialkanten und die Umfangskante des jeweiligen Pleuelfensters mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entgratet. Dazu kann vorgesehen sein, dass nach dem Anfasen der Umfangskante und beider Axialkanten des ersten Pleuelfensters das Umpositionieren des Fräskopfs an das zweite Pleuelfenster vorgenommen wird, das vollkommen analog entgratet wird wie das erste: Der oder ein erster Fräskopf wird an dem zweiten Pleuelfenster so angelegt, dass die Schneid-Fase auf der Höhe der Umfangskante und die von den Schneiden gebildete Mantelfläche an der ersten Axialkante des zweiten Pleuelfensters zur Anlage kommt, wobei der Fräskopf in der ersten Rotationsrichtung von einer Zylinderinnenseite in Richtung des zweiten Pleuelfensters rotieren Gelassen wird. Dabei wird mit der Mantelfläche bzw. den Schneiden des Fräskopfes die ersten Axialkante und mit der Schneid-Fase der erste Abschnitt der Umfangskante angefast, ehe der oder ein zweiter Fräskopf so positioniert wird, dass für den zweiten Prozessschritt die Schneid-Fase wieder auf der Höhe der Umfangskante und die Mantelfläche des Fräskopfes nun an der zweiten Axialkante des zweiten Pleuelfensters zur Anlage kommt. Der Fräskopf wird in der zweiten Rotationsrichtung, von der Zylinderinnenseite in Richtung des zweiten Pleuelfensters drehend, rotiert, dabei wird mit der Mantelfläche die zweite Axialkante und mit der Schneid-Fase der zweite Abschnitt der Umfangskante angefast.
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Selbstverständlich ist auch eine andere Reihenfolge des Anfasens der Kanten zweier Pleuelfenster denkbar, so können beispielsweise zuerst die zwei ersten Axialkanten der beiden Pleuelfenster mit dem in der ersten Rotationsrichtung bewegten Fräskopf angefast werden, ehe mit dem in der entgegen gesetzten Rotationsrichtung angetriebenen Fräskopf die beiden zweiten Axialkanten der Pleuelfenster angefast werden, jeweils bei gleichzeitigem Anfasen der entsprechenden Abschnitte der Umfangskanten.
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In der Regel wird als Fräsvorrichtung zum bidirektionalen Fräsen die Fräsvorrichtung mit zwei gegenläufig betreibbaren Fräsköpfen Anwendung finden, die nacheinander zur Bearbeitung der ersten und der zweiten Axialkante und den entsprechenden Abschnitts der Umfangskante zum Einsatz kommen, wobei einer der Fräsköpfe in der ersten Rotationsrichtung betrieben wird und an der ersten Axialkante zum Einsatz kommt und der andere Fräskopf in der zweiten Rotationsrichtung betrieben wird und an der zweiten Axialkante zum Einsatz kommt. Diese gegenläufig betreibbare Fräsköpfe weisen dabei eine spiegelbildliche Schneidenanordnung auf, da die Schneidenausrichtung von der Drehrichtung eines Fräsers abhängig ist.
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Alternativ kann die Fräsvorrichtung einen bidirektional betreibbaren Fräskopf umfassen, der zumindest eine entsprechend der Rotationsrichtungen ausrichtbare Schneide aufweist. So kann der Fräskopf zur Bearbeitung der ersten Axialkante in der ersten Rotationsrichtung und zur Bearbeitung der zweiten Axialkante in der zweiten Rotationsrichtung mit entsprechend ausgerichteten Schneiden betrieben werden. Eine Drehrichtungsumkehr ist bei Fräsern mit einer spiegelbildlichen Schneidenausrichtung verbunden. Ein zum Entgraten eingesetzter Schleifkopf kann selbstverständlich ohne weiteres in beiden Drehrichtungen verwendet werden.
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Schließlich ist denkbar, dass ein thermisch beschichteter Zylinder, der über zwei Pleuelfenster verfügt, auch mit einer Fräsvorrichtung bearbeitet werden, die als Doppelfräser mit zwei gegenläufig betreibbaren Fräsköpfen ausgebildet ist. Dann kann gleichzeitig mit dem Anfasen des ersten Abschnitts der Umfangskante und der ersten Axialkante des ersten Pleuelfensters durch den ersten, in der ersten Rotationsrichtung betriebenen Fräskopf das Anfasen der zweiten Axialkante und dem entsprechenden Abschnitt der Umfangskante des zweiten Pleuelfensters mit dem zweiten Fräskopf in entgegen gesetzter Drehrichtung erfolgen, wobei beide Fräsköpfe entsprechend von der Zylinderinnenseite in Richtung des jeweiligen Pleuelfensters rotieren gelassen werden. Sodann erfolgt das Umpositionieren der Fräsvorrichtung und Positionieren des zweiten Fräskopfes an der zweiten Axialkante und dem zweiten Abschnitt der Umfangskante des ersten Pleuelfensters, während der erste Fräskopf an der ersten Axialkante und dem entsprechenden Abschnitt der Umfangskante des zweiten Pleuelfensters platziert wird. Es folgt das Anfasen derselben durch das rotieren Lassen der Fräsköpfe, wobei die Fräskopfrotation wieder von der Zylinderinnenseite jeweils in Richtung der Pleuelfenster erfolgt, so dass es auch hier niemals zur Ausübung von Zug auf die Zylinderbahnbeschichtung sondern ausschließlich zur Ausübung von Druck kommt.
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Außerdem ist nicht ausgeschlossen, dass eine Fräsvorrichtung mit gleichsinnig rotierenden in beiden Richtungen betreibbaren Fräsköpfen verwendet wird: Hier könnten zunächst beide ersten Kanten der Pleuelfenster in der ersten Rotationsrichtung angefast werden und dann nach Umschalten der Drehrichtung und dem Umpositionieren der Fräsvorrichtung an die zweiten Kanten diese entsprechend entgratet werden, jeweils zusammen mit dem Anfasen der entsprechenden Abschnitte der Umfangskante.
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Da allerdings zum Erreichen der vorteilhaften stumpfen Winkel der Entgratfasen ein großer Entgratfräserradius erforderlich ist, wird der Einsatz einer Fräsvorrichtung ohne Doppelfräser bevorzugt, da dessen Fräsköpfe zum gleichzeitigen Arbeitseingriff an zwei Pleuelfenstern einen maximalen Durchmesser kleiner als der Innenradius des Zylinders aufweisen müssten, und damit ein erreichbarer Fasenwinkel beschränkt ist. Die Darstellung stumpfwinkliger Fasen ist vorteilhaft die Ölabstreifwirkung beim Gleiten des Kolbens über die Fasen hinweg klein bleibt und somit der Kolbenschaft bei seiner Aufwärtsbewegung aus seiner maximal ausgetauchten Position wieder zurück in den Zylinder nach oben ausreichend Öl in die Gleitfuge zwischen Zylinder und Kolben verschleißminimierend zieht.
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Generell wird das rotieren Lassen des Fräskopfs oder der Fräsköpfe aus den vorgenannten Alternativen in erster und zweiter Rotationsrichtung mit dem Einführen des Fräskopfs oder der Fräsköpfe in den Zylinder erfolgen, oder auch bereits mit dem Umpositionieren einsetzen, um somit zu verhindern, dass Abreißmomente entstehen. Diese könnten wiederum schädigenden Einfluss auf die thermische Beschichtung der Zylinderlaufbahn nehmen. Vor allem könnte kaum verhindert werden, dass das Werkzeug Schaden erleidet, wenn der Fräser per Vorschub in Schnittstellung auf Kontakt gefahren und erst dann in Rotation versetzt würde.
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Das Anfasen der Axialkanten führt dazu, dass die Entgratung durch eine Fase mit einem zwischen der Fase und einer gedachten Umfangslinie des Zylinders eingeschlossenen Winkel aus den oben genannten Gründen bevorzugt im Bereich von 5° bis 30° realisiert wird. Eine bevorzugte Fasenbreite liegt vorteilhafterweise im Bereich von 1 bis 5 mm.
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Das Anfasen der Umfangskante kann in einer Fase mit einem zwischen dieser Fase und einer gedachten axialen Mantellinie einer Innenfläche des Zylinders eingeschlossenen Winkel vorteilhafter Weise in einem Bereich von 30° bis 60° resultieren, eine bevorzugte Phasenbreite liegt hier ebenfalls bei 1 bis 5 mm.
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Eine Verjüngung des Umfangs der Mantelfläche des zylindrischen Fräskopfs kann einen Übergangsradius umfassen, der zwischen der Mantelfläche und der Schneid-Fase vorliegt. Bei einem solcherart gestalteten zylindrischen Fräskopf führt das Anfasen des Abschnitts der Umfangskante und der Axialkante zu einem radialen Übergang zwischen den Fasen an den Umfangs- und den Axialkanten.
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Eine Fräsvorrichtung, die geeignet ist, die vorgenannte Entgratung in zwei Prozessstufen bereitzustellen, sieht zumindest einen zylindrischen Fräskopf vor, dessen Mantelflächenumfang sich über eine Schneid-Fase verjüngt und so ein Dach des Fräskopfes bildet. Der Fräskopf hat dabei einen Durchmesser, der zwischen 40% und 80%, beispielsweise 60% eines Innendurchmessers des Zylinders entspricht. Erfindungsgemäß liegt ein stumpfer Winkel, der zwischen der Mantelfläche und der Schneid-Fase aufgespannt ist, entsprechend der an der Umfangskante zu bildenden Fase in einem Bereich zwischen 120° und 175°, beispielsweise 150°, vor.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen der Fräsvorrichtung sind eine Fräsvorrichtung mit zwei gegenläufigen Fräsköpfen, die im erfindungsgemäßen Verfahren nacheinander zum Einsatz kommen, oder eine Fräsvorrichtung mit einem bidirektional betreibbaren Fräskopf, der mit zumindest einer bidirektional ausrichtbaren Schneide ausgestattet ist, und entsprechend eingestellt in den Anfasschritten des Verfahrens zum Einsatz kommt. Bidirektional kann auch ein Schleifkopf betrieben werden.
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Wie im Verfahren beschrieben, ist aber auch eine Fräsvorrichtung zum simultanen Bearbeiten zweier Pleuelfenster mit einem Doppelfräser aus zwei gegenläufigen Fräsköpfen denkbar, wobei dann jeder der Fräsköpfe einen Durchmesser aufweist, der höchstens 49% eines Innendurchmessers des Zylinders hat.
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Ferner ist die Realisierung einer Fräsvorrichtung mit zwei gleichsinnig rotierenden und in beiden Drehrichtungen betreibbaren Fräsköpfen bzw. Schleifköpfen zur Durchführung des oben skizzierten Verfahrens nicht ausgeschlossen.
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Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entgrateter Zylinder für Hubkolbenmaschinen, der eine thermisch beschichtete Zylinderlaufbahn mit zwei entgrateten Pleuelfenstern aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Zylinderlaufbahn um die Pleuelfenster keine Zugspannungsrisse der Beschichtung aufweist.
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Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Seitenansicht eines Hubkolbenmotor-Zylinders und zwei eingeführten Fräsköpfen zum Entgraten der Pleuelfenster,
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2 eine perspektivische Detailansicht auf ein Pleuelfenster,
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3 eine Untenansicht auf den Zylinder mit Rotationsrichtungen der Fräsköpfe,
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4 eine perspektivische Seitenansicht eines Fräskopfs.
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Im Stand der Technik ist es üblich, zum Entgraten von Zylindern mit Pleuelfenstern Zerspanungsvorrichtungen einzusetzen, wobei die Verwendung eines Fräsers, der die Umfangskante und die beiden seitenbegrenzenden Axialkanten eines solchen Pleuelfensters zugleich bearbeitet, bewirkt, dass im Sonderfall einer auf der Zylinderlauffläche aufgebrachten thermischen Beschichtung selbige Spannungsrisse bekommt, die bis zum Abplatzen der Beschichtung führen. Dies ist darauf zurückzugreifen, dass ein Zerspanungswerkzeug wie ein Fräser, der einen Durchmesser aufweist, der es erlaubt, beide Axialkanten zugleich zu bearbeiten, an der einen Kante Druckkräfte auf die Beschichtung aufbringt, wohingegen an der anderen Kante Zugkräfte wirken, die derart abhebend wirken, dass nicht lediglich eine gewünschte Fase eingebracht, sondern Teile aus der Beschichtung herausgerissen werden können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Entgraten von Ausnehmungen vermeidet diesen Nachteil. Grundsätzlich kann das Verfahren für Bauteile verschiedenster Art eingesetzt werden, bei denen es erforderlich ist, eine Ausnehmung am Rand eines beschichteten Zylinders zu entgraten, respektive anzufasen. Es wird eingesetzt für innenbeschichtete Zylinder, deren Ausnehmungen eine Umfangskante und zwei seitenbegrenzende Axialkanten aufweisen. Ein solcher Zylinder ist der in 1 gezeigte Zylinder 1 mit beschichteter Zylinderlauffläche eines Hubkolbenmotors, der an seinem unteren Rand zwei einander am Umfang des Zylinders 1 gegenüberliegende Pleuelfenster 2 aufweist. Nach dem Einbringen dieser Pleuelfenster 2 sollen sie an ihren in die Zylinderlauffläche hinein weisenden Rändern der Umfangskante 3 und den seitenbegrenzenden Axialkanten 4, 4', siehe auch 2, entgratet werden. Wie erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, soll dies mit einer Fräsvorrichtung zum bidirektionalen Fräsen in zwei Prozessstufen geschehen. Die Fräsvorrichtung weist dazu wenigstens einen zylindrischen Fräskopf 6 auf, wie er in 4 skizziert gezeigt ist. Dieser Fräskopf 6 ist als Zylinder-Kegelstumpf-Kombination dargestellt, dessen Mantelfläche 6 die Einhüllende des rotierenden Fräsers mit den Schneidkanten repräsentiert. In der Realität umfasst ein Fräskopf einen Rumpf, meist aus Stahl, auf dem beispielsweise einstellbare Wendeschneidplatten montiert sind. Der Umfang des Fräskopfes 6 verjüngt sich von der Mantelfläche 6' über den Übergangsradius 7' und die Schneid-Fase 7 zu einem Fräskopfdach. Bei Verwendung eines Schleiferkopfs liegt die dargestellte Zylinder-Kegelstumpf-Kontur tatsächlich massiv vor.
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Die Geometrie und Ausgestaltung eines solchen Fräskopfs 6 erlaubt es, dass der in den Zylinder 1 eingeführte Fräskopf 6 zum Entgraten des Pleuelfensters 2, siehe 1, mit der Schneid-Fase 7 des Fräskopf-Daches auf Höhe der Umfangskante 3 und mit der Mantelfläche 6' des Fräskopfes 6 an einer ersten Axialkante 4 angelegt werden kann, um beim rotierenden Betrieb des Fräskopfs 6 in einer ersten Rotationsrichtung a, siehe hierzu 3, von einer Zylinderinnenseite in Richtung der Ausnehmung 2 zugleich mit der Mantelfläche 6' die Axialkante 4 und mit der Schneid-Fase 7 die Umfangskante 3 anzufasen. Wie aus 3 deutlich zu sehen ist, wird die zweite Axialkante 4' nicht berührt. Dies wird erreicht, indem der Durchmesser des Schneidkopfes 6 kleiner gewählt wird als der Innendurchmesser des zu bearbeitenden Zylinders, und im Zusammenhang mit der Größe des Pleuelfensters 2, beziehungsweise mit der Beabstandung der beiden Axialkanten 4, 4' voneinander.
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Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Fachmann im Wesentlichen darauf achten, dass der Fräskopfdurchmesser zum einen hinreichend groß ist, damit der Abschnitt der Umfangskante 3, der gleichzeitig mit dem Anfasen der benachbarten Axialkante 4, 4' bearbeitet wird, sich mindestens bis zur Hälfte der Umfangskante 3 aber nicht bis zur gegenüberliegenden Axialkante 4, 4' erstreckt. Dabei kommt es entscheidend darauf an, dass der Fräskopf 6 zur Bearbeitung der ersten Axialkante 4 (siehe 3) in der durch Pfeil a angezeigten Richtung, also von der Beschichtung 1' nach außen geführt wird, so dass ausschließlich Druckkräfte auf die Beschichtung 1' wirken und die Entstehung abhebender Kräfte vermieden wird, die andernfalls zu Spannungsrissen führten. Wenn das Anfasen der Axialkante 4 und des entsprechenden Teils der Umfangskante 3 abgeschlossen ist, wird die Fräsvorrichtung umpositioniert und ein Fräskopf 6 an der zweiten Axialkante 4' positioniert. Das Anlegen des Fräskopfes erfolgt vollkommen analog an der zweiten Axialkante wie an der ersten Axialkante. Die Rotationsrichtung b ist allerdings gegenläufig, so dass bei dieser zweiten Entgratungsstufe nunmehr zweite Axialkante 4' ebenfalls nur unter Druck bearbeitet und angefast wird. Bei Verwendung handelsüblicher Fräser werden hier zwei Fräsköpfe mit spiegelbildlicher Schneidenanordnung eingesetzt, wobei die Ausrichtung der Schneiden bzw. der Wendeschneidplatten am Fräserrumpf natürlich entsprechend der Drehrichtung zu erfolgen hat, da die Schneiden lediglich in einer Richtung spanabhebende Wirkung zeigen.
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So wird erfindungsgemäß in einem zweistufigen Entgratfräsprozess die sorgfältige Bearbeitung beider Axialkanten 4, 4' zugleich mit dem Bearbeiten der Umfangskante 3 erreicht, wobei durch die Gestalt des Fräskopfes 6, der einen Übergangsradius 8 zwischen Schneidfase 7 und Mantelfläche 6' aufweist, ein ausgerundeter Abschnitt zwischen den Fasen 5 der Umfangskante und den Fasen 8, 8' der Axialkanten 4, 4' entsteht (2). Die Axialkanten 4, 4' erhalten eine Fase 8, 8', die mit einer gedachten Umfangslinie einen Winkel einschließt, der vorteilhaft im Bereich von 5° bis 30° bei einer Fasenbreite von 1 bis 5 mm liegen kann. Die Umfangskante 3 hingegen erhält Fase 5 mit einem zwischen der Fase 5 und einer gedachten axiales Mantellinie eingeschlossenen Winkel im Bereich von vorzugsweise 30° bis 60° und mit einer Fasenbreite von vorzugsweise 1 bis 5 mm, so dass in Bezug auf die nicht abgetragene Innenbeschichtung stumpfe Winkel erzielt werden, wodurch wie oben beschrieben der Verschleiß zwischen Kolbenschaf tun Zylinder im Betrieb minimiert wird bzw. der Fraßneigung vorgebeugt wird.
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Wie 1 und 3 zeigen, kann der Fräskopf nach Bearbeitung des einen Pleuelfensters umgesetzt werden, um auf völlig analoge Weise die Entgratung am zweiten Pleuelfenster auszuführen, wobei dort (angedeutet durch die gepunkteten Kreislinien) ebenfalls wieder die eine Axialkante 4 mit dem in der ersten Rotationsrichtung a drehenden Fräskopf 6 entgratet wird, während zur Bearbeitung der gegenüberliegenden Axialkante 4 ein gegenläufig betriebener, angezeigt durch Pfeil b, Fräskopf eingesetzt wird. Vorzugsweise werden aufgrund der Schneidenausrichtung dazu zwei Fräsköpfe für die entsprechenden Rotationsrichtungen verwendet. Grundsätzlich ist es aber möglich, das pro Fenster zweistufige Entgratungsverfahren mit einem einzigen Fräskopf auszuführen, der bidirektional betreibbar ist und dessen Schneiden entsprechend ausgerichtet werden können.
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Denkbar ist es auch, einen Doppelfräser zu verwenden, wobei ein Doppelfräser sorgfältig dergestalt ausgebildet sein muss, das die beiden Fräswalzen jeweils einen erheblich kleineren Durchmesser haben als es der Innendurchmesser der zu bearbeitenden Zylinderlaufbahn 1 ist, und der also unter 49% liegen muss, um in den Zylinder zu passen, ohne dass sich die Fräsköpfe gegenseitig hemmen. Ein Doppelfräser kann jeweils nur einander gegenüber liegende Axialkanten zweier verschiedener Pleuelfenster bearbeiten, da bei der Bearbeitung eines einzigen Pleuelfensters durch zwei Fräsköpfe aufgrund des notwendigen kleinen Durchmessers der Fräsköpfe ein mittlerer Abschnitt der Umfangskante 3 nicht bearbeitet werden könnte.
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Ein erfindungsgemäß erhaltenes Bauteil, respektive ein thermisch beschichteter Zylinder einer Hubkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass das Pleuelfenster qualitativ hochwertig entgratet ist und stumpfwinklige Fasen in den genannten Größenordnungen aufweist und ferner an den Übergängen der Beschichtung zum Zylindermaterial keine Spannungsrisse oder Abplatzer aufweist.
