Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen eines Pleuels gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 beziehungsweise 8, sowie ein Pleuel und Untereinheiten des Pleuels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The invention relates to a method and a device for separating a connecting rod according to the preambles of claims 1 and 8, as well as a connecting rod and subunits of the connecting rod according to the preamble of claim 6.
Aus der DE 10 2013 008 115 A1 ist ein Verfahren zur Bruchtrennung eines Pleuels bekannt, wobei durch ein aus mindestens zwei Trennteilen bestehendem Trennwerkzeug eine Kraft auf eine Berandung eines Auges des Pleuels (fortan als Pleuelauge bezeichnet) ausgeübt wird. Die Trennteile werden in das Pleuelauge eingebracht und mittels einer elektromagnetischen Kraft innerhalb des Pleuelauges voneinander weg bewegt. Die Nutzung einer solchen elektromagnetischen Kraft wird auch als elektromagnetische Pulsformtechnologie bezeichnet. Eine zum Trennen des Pleuels verwendbare Vorrichtung weist das aus den mindestens zwei Trennteilen bestehende Trennwerkzeug auf, wobei die zwei Trennteile relativ zueinander beweglich ausgestaltet und angeordnet sind. An der Vorrichtung sind mindestens zwei Spulenteile (fortan als Induktoren bezeichnet) vorgesehen, wobei die zwei Trennteile und die zwei Induktoren derartig ausgestaltet, aufeinander abgestimmt und relativ zueinander angeordnet sind, dass eine relative Bewegung der zwei Induktoren zueinander zu einer relativen Bewegung zwischen den zwei Trennteilen führt.From the DE 10 2013 008 115 A1 a method for fracture separation of a connecting rod is known, wherein a force on a boundary of an eye of the connecting rod (hereinafter referred to as connecting rod eye) is exercised by a separating tool consisting of at least two separating parts. The separating parts are introduced into the connecting rod eye and moved away from each other by means of an electromagnetic force within the connecting rod eye. The use of such electromagnetic force is also referred to as electromagnetic pulse shaping technology. A device which can be used to separate the connecting rod has the separating tool consisting of the at least two separating parts, wherein the two separating parts are designed and arranged to be movable relative to one another. At least two coil parts (henceforth referred to as inductors) are provided on the device, the two isolators and the two inductors being designed, matched and arranged relative to one another, such that relative movement of the two inductors relative to one another results in relative movement between the two isolators leads.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Trennen eines Pleuels, insbesondere eines Pleuels, anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zum Trennen eines Pleuels sowie ein Pleuel anzugeben, das gegenüber dem Stand der Technik präziser entlang einer Trennebene trennbar ist.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved method for separating a connecting rod, in particular a connecting rod. The invention is further based on the object to provide an improved over the prior art apparatus for separating a connecting rod and a connecting rod, which is compared to the prior art more precisely along a parting plane separable.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Die Aufgabe wird hinsichtlich des Pleuels durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.The object is achieved with regard to the method by the features of claim 1. With regard to the device, the object is achieved by the features of claim 8. The object is achieved with respect to the connecting rod by the features of claim 6.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Das Verfahren zum Trennen eines Pleuels umfasst einen Schritt, in dem in das zu trennende Pleuel mindestens eine Sollbruchstelle in einer Trennebene, entlang der die Trennung des Pleuels vorgesehen ist, eingebracht wird. In einem weiteren Schritt wird der Pleuel mittels mindestens einer in den Pleuel eingeleiteten Kraft entlang der Trennebene getrennt.The method for separating a connecting rod comprises a step in which at least one predetermined breaking point in a parting plane, along which the separation of the connecting rod is provided, is introduced into the connecting rod to be separated. In a further step, the connecting rod is separated by means of at least one force introduced into the connecting rod along the parting line.
Erfindungsgemäß wird die mindestens eine Sollbruchstelle in einem im Wesentlichen orthogonal zur Trennebene verlaufenden Kanal in Form einer Änderung mindestens einer Dimension eines Querschnitts des Kanals eingebracht. Die Kraft wird mittels eines Schlaghammers in den Pleuel eingeleitet.According to the invention, the at least one predetermined breaking point is introduced in a channel extending substantially orthogonally to the dividing plane in the form of a change in at least one dimension of a cross section of the channel. The force is introduced by means of a percussion hammer in the connecting rod.
Die Sollbruchstelle wird vorteilhaft in Wände des Kanals eingebracht. Dadurch ist es möglich, bei der Ausbildung des Kanals in den Kanal einzubringende Strukturen, beispielsweise Bohrungen mit Gewinden und/oder Absätzen, als Sollbruchstellen zu gestalten und zu nutzen, wodurch Arbeitsschritte und vorzuhaltende Werkzeuge eingespart werden.The predetermined breaking point is advantageously introduced into walls of the channel. This makes it possible to design and use in the formation of the channel in the channel structures, such as holes with threads and / or heels, as predetermined breaking points and to use, thereby working steps and vorzuhaltende tools can be saved.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist beispielsweise ein Eintrag von Wärme und damit verbundene thermisch bedingte Veränderungen der Materialeigenschaften des Pleuels, zum Beispiel dessen Gefüges, weitgehend vermieden.By the method according to the invention, for example, an entry of heat and associated thermally induced changes in the material properties of the connecting rod, for example, its structure, largely avoided.
Mittels des Verfahrens ist es daher ermöglicht, ein Pleuel entlang einer Trennebene mit einer hohen Zuverlässigkeit und Präzision zu trennen, insbesondere zu brechen.By means of the method it is therefore possible to separate a connecting rod along a parting plane with a high reliability and precision, in particular to break.
Die zum Trennen des Pleuels in den Pleuel eingeleitete Kraft wird vorzugsweise innerhalb einer sehr kurzen Zeit, beispielsweise innerhalb einer Millisekunde, insbesondere innerhalb von Mikrosekunden in das Pleuel eingeleitet. Durch eine solche impulsförmige Krafteinleitung im Zusammenwirken mit der in dem Kanal eingebrachten Sollbruchstelle ist vorteilhaft ein Bruchtrennen von Pleuel aus zähen Werkstoffen ermöglicht. Weiterhin ist vorteilhaft ein effizientes Bruchtrennen von Pleuel aus hochfesten Werkstoffen ermöglicht.The force introduced for separating the connecting rod into the connecting rod is preferably introduced into the connecting rod within a very short time, for example within one millisecond, in particular within microseconds. By such a pulse-shaped introduction of force in cooperation with the introduced in the channel breaking point is advantageously a fracture separation of connecting rods made of tough materials possible. Furthermore, an efficient fracture separation of connecting rods made of high-strength materials is advantageously made possible.
Zudem ist durch die nur sehr kurzzeitig wirkende Kraft eine plastische Verformung des Pleuels vermeidbar.In addition, a plastic deformation of the connecting rod can be avoided by the force acting only for a short time.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichte Bruchtrennung von Pleuel aus zähen und/oder hochfesten Werkstoffen führt zu reduzierten Stückkosten, indem beispielsweise einzelne Arbeitsschritte wie eine Herstellung einer Sollbruchstelle durch Anritzen oder Einschneiden mittels eines Laserstrahls entfallen und somit die gesamte zur Herstellung des Pleuels zu durchlaufende Prozesskette sowie die erforderliche Fertigungszeit reduziert werden. Weiterhin treten beim Trennen des Pleuels mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kaum Abplatzungen und Kantenausbrüche auf, sodass sich die entlang der Trennebene erzeugten Bruchflächen mit einer hohen Passgenauigkeit wieder zusammensetzen lassen.The fracture separation of connecting rods made of tough and / or high-strength materials, which is made possible by the method according to the invention, leads to reduced unit costs, for example by eliminating individual work steps such as the production of a predetermined breaking point by scoring or cutting by means of a laser beam and thus the entire process chain to be traversed to produce the connecting rod the required production time can be reduced. Furthermore, when separating the connecting rod by means of the method according to the invention, hardly any chipping and edge breakouts occur, so that the fracture surfaces generated along the parting plane can be reassembled with a high accuracy of fit.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
1 eine schematische Darstellung eines Pleuels in Form eines Pleuels gemäß dem Stand der Technik in einem Teilschnitt, 1 a schematic representation of a connecting rod in the form of a connecting rod according to the prior art in a partial section,
2 eine schematische Darstellung einer Ausschnittsvergrößerung des Pleuels gemäß dem Stand der Technik in einem Teilschnitt, 2 1 is a schematic representation of an enlarged detail of the connecting rod according to the prior art in a partial section,
3 eine schematische Darstellung einer Ausschnittsvergrößerung eines Ausführungsbeispiels eines Pleuels, 3 a schematic representation of an enlarged detail of an embodiment of a connecting rod,
4 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Trennen des Pleuels in einem Längsschnitt und 4 a schematic representation of a first embodiment of a device for separating the connecting rod in a longitudinal section and
5 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung in einer Draufsicht mit einem Teilschnitt. 5 a schematic representation of a second embodiment of the device in a plan view with a partial section.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In der 1 ist ein Pleuel 1 mit einem großen Pleuelauge 2 zur Lagerung des Pleuels 1 beispielsweise an einer nicht dargestellten Kurbelwelle und einem kleinen Pleuelauge 3 zur späteren Aufnahme eines nicht dargestellten Kolbenbolzens dargestellt. In eine äußere Oberfläche 2.1 des großen Pleuelauges 2 sind in einer Trennebene 5 jeweils eine Sollbruchstelle 6 in Form einer Kerbe eingeschmiedet. Allerdings ist es schmiedetechnisch nicht möglich, eine scharfkantige Sollbruchstelle 6 zu erzeugen. Eine scharfkantige Sollbruchstelle 6 ist jedoch Voraussetzung für reproduzierbare Bruchverläufe entlang der Trennebenen 5 verschiedener Pleuel 1.In the 1 is a connecting rod 1 with a big eye 2 for storage of the connecting rod 1 For example, on a crankshaft, not shown, and a small connecting rod eye 3 shown for later inclusion of a piston pin, not shown. In an outer surface 2.1 the large connecting rod eye 2 are in a dividing plane 5 one predetermined breaking point each 6 forged in the form of a notch. However, it is not possible forging technology, a sharp-edged breaking point 6 to create. A sharp-edged breaking point 6 is however a prerequisite for reproducible fracture courses along the parting planes 5 different connecting rods 1 ,
In einer inneren Oberfläche 2.2 des großen Pleuelauges 2 sind deshalb in der Trennebene 5 nicht dargestellte Sollbruchstellen 6 in Form von scharfkantigen flachen Einschnitten vorhanden, die beispielsweise mittels eines Lasers oder mittels einer Räumnadel in die innere Oberfläche 2.2 eingebracht sind. Ohne diese Sollbruchstellen 6, insbesondere ohne die als Einschnitte eingebrachten, würde sich das Pleuel 1 beim Bruchtrennen erheblich verformen.In an inner surface 2.2 the large connecting rod eye 2 are therefore in the dividing plane 5 not shown breaking points 6 in the form of sharp-edged flat incisions present, for example by means of a laser or by means of a broach into the inner surface 2.2 are introduced. Without these predetermined breaking points 6 In particular, without those introduced as incisions, the connecting rod would 1 deform significantly during fracture separation.
Anhand der 1 wird nachfolgend vereinfachend und anhand des Pleuels 1 das Brechen des Pleuels 1 (auch als Bruchtrennen oder Cracken bezeichnet) gemäß aus dem Stand der Technik bekannter Verfahren erläutert.Based on 1 is simplified below and based on the connecting rod 1 breaking the connecting rod 1 (also referred to as fracture separation or cracking) according to methods known in the art.
Das Pleuel 1 wird einteilig geschmiedet und ist beispielsweise als ein Pleuel 1 einer Brennkraftmaschine ausgebildet. Das Pleuel 1 wird durch eine Bearbeitung des großen Pleuelauges 2 und des kleinen Pleuelauges 3 für eine nachfolgende Montage vorbereitet.The connecting rod 1 is forged in one piece and is for example as a connecting rod 1 an internal combustion engine formed. The connecting rod 1 is due to a processing of the large connecting rod eye 2 and the small connecting eye 3 prepared for subsequent assembly.
Daneben werden in ein das große Pleuelauge 2 umgebendes Material des Pleuels 1 im Wesentlichen orthogonal zur Trennebene 5 verlaufende Kanäle 4, beispielsweise in Form von Sackbohrungen mit Innengewinde 4.1, eingebracht.In addition, in a large eye 2 connecting rod of the connecting rod 1 essentially orthogonal to the parting plane 5 running channels 4 , For example in the form of blind holes with internal thread 4.1 , brought in.
Das in der 1 dargestellte Pleuel 1 weist beidseitig des großen Pleuelauges 2 je einen Kanal 4 auf. Die in den Kanälen 4 eingeschnittenen oder eingeformten Innengewinde 4.1 sind jeweils, von einer Öffnung 4.2 des Kanals 4 gesehen, hinter der Trennebene 5 beginnend ausgebildet. Mittels nicht dargestellter Verbindungsmittel, insbesondere Schrauben, sind durch ein Bruchtrennen erhaltene Untereinheiten des Pleuel 1 wieder miteinander verbindbar beziehungsweise miteinander verbunden. Die eine Untereinheit ist eine durch das verbliebene Pleuel 1 gebildete geteilte Pleuelstange 2.3, die andere Untereinheit ist ein abgetrennter Teil des großen Pleuelauges 2 und dient als ein Pleueldeckel 2.4.That in the 1 illustrated connecting rod 1 has both sides of the large connecting rod eye 2 one channel each 4 on. The in the channels 4 cut or molded internal thread 4.1 are each, from an opening 4.2 of the canal 4 seen, behind the dividing plane 5 trained. By means not shown connecting means, in particular screws, obtained by a fracture separation subunits of the connecting rod 1 again connectable or connected with each other. One subunit is one through the remaining connecting rod 1 formed split connecting rod 2.3 , the other subunit is a severed part of the large connecting rod eye 2 and serves as a connecting rod cover 2.4 ,
Die Innengewinde 4.1 werden in bekannter Weise mittels Gewindeschneiden gefertigt oder umformtechnisch durch Gewindefurchen eingebracht.The internal thread 4.1 be made in a known manner by means of tapping or forming technology introduced by thread grooves.
Um ein gemäß dem Stand der Technik ausgebildetes Pleuel 1 mittels Bruchtrennung zu trennen, wird ein nicht dargestellter mehrteiliger spreizbarer Dorn in die Öffnung das große Pleuelauge 2 geschoben und dessen Außendurchmesser mittels einer beispielsweise hydraulisch bewirkten und in das Pleuel 1 eingeleiteten Kraft F durch Spreizen des Dorns solange vergrößert, bis die Festigkeit des Pleuels 1 durch die Kraft F überwunden ist. Infolge der Sollbruchstellen 6 kommt es zu einem Bruch des Pleuels 1 entlang der Trennebene 5. Das Pleuel 1 wird dabei in Untereinheiten in Form der geteilten Pleuelstange 2.3 und des Pleueldeckels 2.4 gebrochen.To a trained according to the prior art connecting rod 1 to separate by fracture separation, an unillustrated multi-part expandable mandrel into the opening, the large connecting rod eye 2 pushed and its outer diameter by means of, for example, hydraulically effected and in the connecting rod 1 initiated force F increased by spreading the mandrel until the strength of the connecting rod 1 overcome by the force F. As a result of the predetermined breaking points 6 there is a breakage of the connecting rod 1 along the dividing plane 5 , The connecting rod 1 is doing in subunits in the form of the split connecting rod 2.3 and the connecting rod cap 2.4 Broken.
Die entlang der Trennebene 5 erhaltenen Bruchflächen der geteilten Pleuelstange 2.3 und des Pleueldeckels 2.4 werden nicht bearbeitet. Bei einem erneuten Verbinden von der geteilten Pleuelstange 2.3 und Pleueldeckel 2.4 mittels der Verbindungsmittel passen die Bruchflächen aufgrund ihrer zueinander komplementären Oberflächen formschlüssig zusammen.The along the dividing plane 5 obtained fracture surfaces of the split connecting rod 2.3 and the connecting rod cap 2.4 are not processed. When reconnecting from the split connecting rod 2.3 and connecting rod cover 2.4 By means of the connecting means, the fracture surfaces fit together in a form-fitting manner due to their mutually complementary surfaces.
In der 2 ist schematisch eine Ausschnittsvergrößerung des aus dem Stand der Technik bekannten Pleuels 1 im Bereich der Trennebene 5 dargestellt.In the 2 is a schematic enlarged view of the known from the prior art connecting rod 1 in the area of the parting plane 5 shown.
Kennzeichnend für gemäß dem Stand der Technik mittels Bruchtrennung trennbare oder getrennte Pleuel 1 ist, dass das Innengewinde 4.1 mit einem Versetzungsmaß a von mehr als einem Millimeter, zum Beispiel mit a = 3,5 mm ausgebildet ist. Durch das Versetzungsmaß a ist ein Abstand einer mit dem einen Ende des Innengewindes 4.1 einhergehenden Änderung der Dimension des Querschnitts des Kanals 4 von der Trennebene 5 bezeichnet. Characteristic of according to the prior art by means of fracture separation separable or separate connecting rods 1 is that the internal thread 4.1 is formed with a displacement dimension a of more than one millimeter, for example with a = 3.5 mm. By the displacement dimension a is a distance one with the one end of the internal thread 4.1 accompanying change in the dimension of the cross-section of the channel 4 from the dividing plane 5 designated.
Das vorstehend beschriebene Pleuel 1 und das Verfahren zum Trennen des Pleuels 1 sind aus dem Stand der Technik bekannt.The connecting rod described above 1 and the method for separating the connecting rod 1 are known from the prior art.
Anhand der 3 bis 5 werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen ein Pleuel 1, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen des Pleuels 1 gemäß der Erfindung beschrieben.Based on 3 to 5 will be a connecting rod based on embodiments 1 , a method and a device for separating the connecting rod 1 described according to the invention.
In der 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Pleuels 1, wie dieses im Prinzip in 1 dargestellt ist, in einer Ausschnittsvergrößerung gezeigt.In the 3 is an embodiment of a connecting rod 1 like this in principle 1 is shown in an enlarged detail.
Abweichend von den in den 1 und 2 dargestellten Pleuel 1 ist in einem in den 3 bis 5 dargestellten Pleuel 1 mindestens eine Sollbruchstelle 6 in dem im Wesentlichen orthogonal zu der Trennebene 5 verlaufenden Kanal 4 eingebracht.Notwithstanding the in the 1 and 2 shown connecting rod 1 is in one in the 3 to 5 shown connecting rod 1 at least one predetermined breaking point 6 in the substantially orthogonal to the parting plane 5 running channel 4 brought in.
Ist das Pleuel 1 in einer weiteren Ausführung bereits getrennt, insbesondere gebrochen, ist der Kanal 4 in den Untereinheiten, der geteilten Pleuelstange 2.3 und dem Pleueldeckel 2.4, ausgebildet.Is the connecting rod 1 In a further embodiment already separated, in particular broken, is the channel 4 in the subunits, the shared connecting rod 2.3 and the connecting rod cover 2.4 , educated.
In dem Kanal 4 ist ein Innengewinde 4.1 ausgebildet. Ein Ende des Innengewindes 4.1 befindet sich in der Trennebene 5. Das Versetzungsmaß a ist Null. Das Innengewinde 4.1 ist in einem Bereich des Kanals 4 ausgebildet, der sich in der vorhandenen, beziehungsweise mit dem Trennen entstehenden geteilten Pleuelstange 2.3 befindet.In the channel 4 is an internal thread 4.1 educated. One end of the internal thread 4.1 is located in the parting plane 5 , The offset measure a is zero. The internal thread 4.1 is in an area of the canal 4 formed, resulting in the existing, or with the resulting split connecting rod 2.3 located.
In dem Kanal 4 ist in der Trennebene 5 eine Änderung der Dimension des Querschnitts des Kanals 4 ausgebildet, durch die ein Bruch entlang der Trennebene 5 unterstützt ist.In the channel 4 is in the dividing plane 5 a change in the dimension of the cross section of the channel 4 formed by a break along the dividing plane 5 is supported.
Eine solche Änderung der Dimension ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein in der Trennebene 5 befindliches Ende des Innengewindes 4.1 ausgebildet.Such a change of dimension is in the illustrated embodiment as one in the parting plane 5 located end of the internal thread 4.1 educated.
Zusätzlich ist an dem Ende des Innengewindes 4.1 eine sich in Richtung des Innengewindes 4.1 hin verjüngende Ansenkung 7 eingebracht.In addition, at the end of the internal thread 4.1 one in the direction of the internal thread 4.1 towards tapered countersink 7 brought in.
Durch die Änderung mindestens einer Dimension des Kanals 4, beispielsweise durch die Ansenkung 7, ist eine in dem Kanal 4 umlaufende Sollbruchstelle 6 ausgebildet.By changing at least one dimension of the channel 4 For example, by the countersink 7 , is one in the channel 4 circumferential breaking point 6 educated.
Die Ansenkung 7 ist beispielsweise mittels eines Kegelsenkers nach dem Gewindefurchen oder dem Gewindeschneiden des Innengewindes 4.1 eingearbeitet.The countersink 7 is for example by means of a countersink after the thread furrows or tapping the internal thread 4.1 incorporated.
Die Ansenkung 7 weist bis in die Tiefe der Trennebene 5 ihren größten Durchmesser auf. Dieser Durchmesser ist gleich oder geringfügig größer als der größte Durchmesser des Innengewindes 4.1. Dadurch ist eine relativ zu den Windungen des Innengewindes 4.1, die zur Trennebene 5 geneigt verlaufen, große Schwächung entlang der Trennebene 5 bewirkt.The countersink 7 points down to the depth of the dividing plane 5 their largest diameter. This diameter is equal to or slightly larger than the largest diameter of the internal thread 4.1 , This is a relative to the turns of the internal thread 4.1 leading to the dividing plane 5 inclined, great weakening along the parting line 5 causes.
Die Schwächung des Pleuels 1 resultiert zumindest anteilig aus der Änderung der Dimension des Querschnitts des Kanals 4. Aufgrund einer solchen Änderung mindestens einer Dimension sind auch in dem Material des grollen Pleuelauges 2 Änderungen, beispielsweise der Wandstärke des großen Pleuelauges 2, bewirkt, die wiederum Einfluss auf eine Verteilung von Materialspannungen haben, die beispielsweise durch eine in das Pleuel 1 eingeleitete Kraft F hervorgerufen werden.The weakening of the connecting rod 1 results at least in part from the change in the dimension of the cross section of the channel 4 , Due to such a change of at least one dimension are also in the material of grollen Pleuelauges 2 Changes, for example, the wall thickness of the large connecting rod eye 2 , which in turn has an effect on a distribution of material stresses, for example, by a in the connecting rod 1 initiated force F are caused.
Diese Materialspannungen verteilen sich in Bereichen von Änderungen der Dimensionen von Strukturen des Pleuels 1, beispielsweise unter Änderung ihrer Richtung relativ zueinander. Solche Bereiche stellen aufgrund der auftretenden Kerbwirkung Bereiche mit einer verringerten Bruchfestigkeit dar und sind somit als Sollbruchstellen 6 nutzbar.These material stresses are distributed in areas of changes in the dimensions of structures of the connecting rod 1 For example, changing their direction relative to each other. Such areas represent areas with a reduced breaking strength due to the notch effect that occurs and are thus intended breaking points 6 available.
In weiteren Ausführungen des Pleuels 1 sind die in dem Kanal 4 ausgebildete Sollbruchstelle 6 und das der Öffnung 4.2 zugewandte Ende des Innengewindes 4.1 um ein Versetzungsmaß a größer Null voneinander entfernt ausgebildet. Eine solche Ausführung eröffnet weitere Gestaltungsmöglichkeiten des Kanals 4, der Sollbruchstelle 6 und/oder des Innengewindes 4.1, insbesondere jedoch des Verlaufs der Trennebene 5, beispielsweise zur Anpassung der Ausführung des Pleuels 1 an dessen erwartete Einsatzbedingungen. Durch ein Versetzungsmaß a im Bereich von bspw. wenigen Zehntelmillimeter wird die Trennebene 5 gezielt gekrümmt, sodass sich letztlich nach dem Trennen keine ebene, sondern eine leicht gekrümmte Trennfläche 5 einstellt. Dies hat Vorteile hinsichtlich der Fähigkeit des Pleuels 1, im montierten Zustand den Betriebskräften (insbesondere Lagerquerkräften) besser Stand zu halten.In other versions of the connecting rod 1 they are in the channel 4 trained breaking point 6 and that of the opening 4.2 facing end of the internal thread 4.1 formed by a Versetzungsmaß a greater than zero apart. Such an embodiment opens up further design possibilities of the channel 4 , the predetermined breaking point 6 and / or the internal thread 4.1 , but especially the course of the parting line 5 For example, to adjust the execution of the connecting rod 1 at its expected conditions of use. By a displacement measure a in the range of, for example, a few tenths of a millimeter, the parting line 5 specifically curved, so that ultimately after separation no flat, but a slightly curved separation surface 5 established. This has advantages in terms of the ability of the connecting rod 1 to better withstand the operating forces (in particular bearing lateral forces) in the mounted state.
Um ein Pleuel 1 zu trennen, wird vorteilhaft ein Verfahren angewandt, bei dem mindestens eine Sollbruchstelle 6 in der Trennebene 5 in das Pleuel 1 eingebracht wird und das Pleuel 1 mittels mindestens einer in das Pleuel 1 eingeleiteten Kraft F entlang der Trennebene 5 getrennt wird. Die Sollbruchstelle 6 wird in den im Wesentlichen orthogonal zur Trennebene 5 verlaufenden Kanal 4 eingebracht. Bei einem Trennen des Pleuels 1 mittels Bruchtrennung wird dabei vorteilhaft eine Kerbwirkung der in dem Kanal 4 ausgebildeten Sollbruchstelle 6 ausgenutzt.To a connecting rod 1 to separate, a method is advantageously applied, in which at least one predetermined breaking point 6 in the parting plane 5 in the connecting rod 1 is introduced and the connecting rod 1 by means of at least one in the connecting rod 1 introduced force F along the parting line 5 is disconnected. The breaking point 6 becomes in the substantially orthogonal to the parting plane 5 running channel 4 brought in. When disconnecting the connecting rod 1 By fracture separation is advantageous a notch effect in the channel 4 trained breaking point 6 exploited.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der Kanal 4 zur Aufnahme mindestens eines nicht dargestellten Verbindungmittels zur Verbindung des getrennten Pleuels 1 an der Trennebene 5 ausgebildet.In a further embodiment of the method, the channel 4 for receiving at least one connecting means, not shown, for connecting the separate connecting rod 1 at the dividing level 5 educated.
Die Sollbruchstelle 6 wird in einer weiteren Ausgestaltung in Form einer Änderung mindestens einer Dimension eines Querschnitts des Kanals 4, beispielsweise in Form der Ansenkung 7 eingebracht.The breaking point 6 is in a further embodiment in the form of a change of at least one dimension of a cross section of the channel 4 , for example in the form of countersink 7 brought in.
Bei einer entsprechenden Ausbildung der Sollbruchstelle 6 in dem Kanal 4 kann in Ausgestaltungen des Pleuels 1, insbesondere des Pleuels, auf eine Ausbildung von scharfkantigen Sollbruchstellen 6 in der inneren und/oder der äußeren Oberfläche 2.1, 2.2 des großen Pleuelauges 2 verzichtet werden.With a corresponding formation of the predetermined breaking point 6 in the channel 4 can in embodiments of the connecting rod 1 , in particular of the connecting rod, to a formation of sharp-edged predetermined breaking points 6 in the inner and / or the outer surface 2.1 . 2.2 the large connecting rod eye 2 be waived.
Die zum Trennen in das Pleuel 1 eingeleitete Kraft F wird in einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens mittels aufeinander einwirkender elektromagnetischer Felder erzeugt.The for cutting into the connecting rod 1 introduced force F is generated in a further embodiment of the method by means of interacting electromagnetic fields.
Dabei ist es von Vorteil, wenn in Kraftrichtung ein Impuls mit einer Impulsdauer von Millisekunden oder von Mikrosekunden in das Pleuel 1 eingeleitet wird, um plastische Verformungen des Pleuels 1 zu verhindern. Die Impulsdauer beträgt vorteilhaft weniger als 1 Millisekunde, beispielsweise weniger als 500 Mikrosekunden, insbesondere weniger als 50 Mikrosekunden.It is advantageous if in the direction of force a pulse with a pulse duration of milliseconds or microseconds in the connecting rod 1 is initiated to plastic deformation of the connecting rod 1 to prevent. The pulse duration is advantageously less than 1 millisecond, for example less than 500 microseconds, in particular less than 50 microseconds.
Zur Erzeugung einer solchen impulsförmigen Kraft F wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens die sogenannte elektromagnetische Pulsformtechnologie eingesetzt.To produce such a pulse-shaped force F, the so-called electromagnetic pulse shaping technology is used in an advantageous embodiment of the method.
Mittels des Verfahrens sind vorteilhaft auch weiche und zähe Werkstoffe, die mittels der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht prozesssicher bruchtrennbar sind, ohne plastische Verformungen trennbar. Zudem sind aufgrund der impulsförmigen Krafteinleitung auch Pleuel 1 aus hochfesten Werkstoffen bruchtrennbar, ohne hohe Energie aufzuwenden, wie dies bei Verfahren gemäß dem Stand der Technik der Fall ist Um ein Pleuel 1 zu trennen, ist eine Vorrichtung 19 zum Trennen eines Pleuels 1 vorteilhaft, wie diese in einem ersten Ausführungsbeispiel in der 4 in der Seitenansicht dargestellt ist.By means of the method, it is also advantageous to use soft and tough materials which can not be fracture-separated reliably by means of the methods known from the prior art without being separable from plastic deformation. In addition, due to the pulse-shaped introduction of force and connecting rods 1 made of high-strength materials fracture-separable, without spending high energy, as is the case in the prior art method To a connecting rod 1 to disconnect is a device 19 for cutting a connecting rod 1 advantageous, as in a first embodiment in the 4 is shown in the side view.
Die Vorrichtung 19 umfasst eine Aufnahmevorrichtung 8 gemäß 5 zur Aufnahme und Halterung des Pleuels 1. Die Vorrichtung 19 umfasst weiterhin mindestens zwei Trennwerkzeuge 10, 11 und mindestens einen Induktor 15 in Form einer Spule zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes.The device 19 includes a receiving device 8th according to 5 for receiving and holding the connecting rod 1 , The device 19 furthermore comprises at least two separating tools 10 . 11 and at least one inductor 15 in the form of a coil for generating an electromagnetic field.
Die Trennwerkzeuge 10, 11 sind als eine Gegenschneidleiste 10 und eine Außenschneidleiste 11 ausgebildet, die in der Trennebene 5 angeordnet sind und relativ zueinander in der Trennebene 5 beweglich sind. Mindestens eines der Trennwerkzeuge 10, 11 ist in der Trennebene 5 angeordnet und durch die Wirkung des elektromagnetischen Feldes entlang der Trennebene 5 auf den Pleuel 1, insbesondere auf das große Pleuelauge 2, führbar. Den beiden Gegenschneidleisten 10 gegenüberliegend ist in der Trennebene 5 je eine Außenschneidleiste 11 angeordnet.The cutting tools 10 . 11 are as a counter-cutting bar 10 and an outer cutting bar 11 formed in the dividing plane 5 are arranged and relative to each other in the parting plane 5 are mobile. At least one of the cutting tools 10 . 11 is in the dividing plane 5 arranged and by the action of the electromagnetic field along the parting plane 5 on the connecting rod 1 , especially on the big eye of the connecting rod 2 , feasible. The two counter cutting strips 10 Opposite is in the dividing plane 5 one outer cutting bar each 11 arranged.
In einer weiteren Ausführung der Vorrichtung 19 ist mindestens eines der Trennwerkzeuge 10, 11, insbesondere die Gegenschneidleiste 10, stationär in der Trennebene 5 anordenbar oder angeordnet. Durch das stationär angeordnete Trennwerkzeug 10 in Form der Gegenschneidleiste 10 ist ein Gegenlager der auf das Pleuel 1 führbaren Außenschneidleiste 11 gebildet. Durch das Gegenlager ist die Bruchtrennung entlang der Trennebene 5 unterstützt.In a further embodiment of the device 19 is at least one of the cutting tools 10 . 11 , in particular the counter cutting strip 10 , stationary in the parting plane 5 can be arranged or arranged. Through the stationarily arranged separating tool 10 in the form of the counter cutting bar 10 is a counter bearing on the connecting rod 1 Feasible outer cutting bar 11 educated. Through the counter bearing is the fracture separation along the parting plane 5 supported.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 19 sind zwei mit einem Gegendorn 9 verbundene Gegenschneidleisten 10 vorhanden, deren jeweilige Länge mindestens einer axialen Ausdehnung der inneren Oberfläche 2.2 des großen Pleuelauges 2 entspricht. Der Gegendorn 9 ist zum Trennen des Pleuels 1 mit einem geringen Spiel in das große Pleuelauge 2 eingeschoben dargestellt.In the illustrated embodiment of the device 19 are two with a counter punch 9 connected counter cutting strips 10 present, their respective length at least one axial extent of the inner surface 2.2 the large connecting rod eye 2 equivalent. The counterorn 9 is to separate the connecting rod 1 with a small clearance in the big eye 2 shown inserted.
Die mindestens eine Gegenschneidleiste 10 und die mindestens eine Außenschneidleiste 11 sind in der Trennebene 5 positionierbar, indem das Pleuel 1 mittels der Aufnahmevorrichtung 8 derart in der Vorrichtung 19 positionierbar ist, dass die Trennebene 5 mit einer Ebene, in der die mindestens eine Gegenschneidleiste 10 und die mindestens eine Außenschneidleiste 11 angeordnet und entlang der die Außenschneidleiste 11 führbar ist, mit der Trennebene 5 zusammenfällt.The at least one counter cutting bar 10 and the at least one outer cutting bar 11 are in the dividing plane 5 positionable by the connecting rod 1 by means of the receiving device 8th such in the device 19 positionable is that the parting plane 5 with a plane in which the at least one counter cutting bar 10 and the at least one outer cutting bar 11 arranged and along the outside cutting bar 11 is feasible, with the parting line 5 coincides.
In einer weiteren Ausführung der Vorrichtung 19 sind der Gegendorn 9 und/oder dessen nicht dargestellte Lagerung, die mindestens eine Gegenschneidleiste 10 und/oder die mindestens eine Außenschneidleiste 11 vertikal und/oder horizontal justierbar ausgebildet.In a further embodiment of the device 19 are the counterorn 9 and / or its storage, not shown, the at least one counter cutting bar 10 and / or the at least one outer cutting bar 11 formed vertically and / or horizontally adjustable.
Die mindestens eine Gegenschneidleiste 10 und die mindestens eine Außenschneidleiste 11 sind aus einem höherfesten Werkstoff als das Pleuel 1 gefertigt und bestehen beispielsweise aus einem Hartmetall oder einem gehärteten Metall.The at least one counter cutting bar 10 and the at least one outer cutting bar 11 are made of a higher-strength material than the connecting rod 1 manufactured and consist for example of a hard metal or a hardened metal.
Die Außenschneidleisten 11 sind jeweils mit einem Schlaghammer 12 verbunden. Jeder der Schlaghämmer 12 ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet oder besteht mindestens teilweise aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus einem Metall, einer Metalllegierung und/oder einem elektrisch leitenden Kunst- oder Verbundwerkstoff.The outer cutting strips 11 are each with a hammer 12 connected. Everyone who hammers 12 is formed of an electrically conductive material or at least partially made of an electrically conductive material, such as a metal, a metal alloy and / or an electrically conductive plastic or composite material.
Die Schlaghämmer 12 sind in Linearführungen 13 auf einer Grundplatte 20 der Vorrichtung 19 beweglich gelagert und gegeneinander über eine als Spiralfeder ausgebildete Spannfeder 14 vorgespannt.The hammers 12 are in linear guides 13 on a base plate 20 the device 19 movably mounted and against each other via a trained as a spiral spring tension spring 14 biased.
Aufgrund der Vorspannung liegen die Außenschneidleisten 11 an der äußeren Oberfläche 2.1 des großen Pleuelauges 2, insbesondere an Sollbruchstellen 6 an.Due to the bias are the outer cutting strips 11 on the outer surface 2.1 the large connecting rod eye 2 , in particular at predetermined breaking points 6 at.
Parallel zur Trennebene 5 sind zwei Induktoren 15 in Form von Induktionsspulen angeordnet. Durch die Induktoren 15 sind die Schlaghämmer 12, das Pleuel 1 sowie der Gegendorn 9 umfangen.Parallel to the parting line 5 are two inductors 15 arranged in the form of induction coils. Through the inductors 15 are the hammers 12 , the connecting rod 1 as well as the counterorn 9 embrace.
Wie in der 5 in einer Draufsicht und als ein Teilschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 19 dargestellt, sind die Induktoren 15 über wenigstens eine Leitung 16 miteinander elektrisch leitend verbunden. Weiterhin sind die Induktoren 15 über Anschlussstellen 17 mit einem Hochstromschalter 21 und einem Kondensator 22 elektrisch leitend verbunden.Like in the 5 in a plan view and as a partial section of a second embodiment of the device 19 shown are the inductors 15 over at least one line 16 electrically connected to each other. Furthermore, the inductors 15 via connection points 17 with a high current switch 21 and a capacitor 22 electrically connected.
Durch Schließen des Hochstromschalters 21 wird der zuvor elektrisch geladene Kondensator 22 innerhalb einer Zeitdauer von Milli- bis Mikrosekunden entladen. Infolge der Entladung des Kondensators 22 wird durch die Induktoren 15 ein elektromagnetisches Feld ausgebildet, durch welches in den Schlaghämmern 12 einen Stromfluss induziert wird, aus dem wiederum ein weiteres Magnetfeld resultiert, welches dem elektromagnetischen Feld entgegenwirkt. In den Schlaghämmern 12 tritt dabei eine sogenannte Lorentzkraft auf.By closing the high-current switch 21 becomes the previously electrically charged capacitor 22 discharged within a period of milliseconds to microseconds. As a result of the discharge of the capacitor 22 is through the inductors 15 formed an electromagnetic field through which in the impact hammers 12 a current flow is induced, which in turn results in a further magnetic field which counteracts the electromagnetic field. In the beaters 12 occurs while a so-called Lorentz force.
Das elektromagnetische Feld und das weitere Magnetfeld stoßen einander ab, wobei die Lorentzkraft auf die Schlaghämmer 12 wirkt und jeder der Schlaghämmer 12 entlang der Linearführungen 13 in Richtung des Pleuels 1, im dargestellten Ausführungsbeispiel in Richtung des Pleuels 1 bewegt wird.The electromagnetic field and the other magnetic field repel each other, with the Lorentz force on the impact hammers 12 affects and each of the hammers 12 along the linear guides 13 in the direction of the connecting rod 1 , In the illustrated embodiment in the direction of the connecting rod 1 is moved.
Infolge dieser Bewegung der Schlaghämmer 12 werden die Außenschneidleisten 11 innerhalb einer Zeitdauer von weniger als einer Millisekunde, insbesondere innerhalb einer Zeitdauer von Mikrosekunden, entlang der Trennebene 5 gegen die Sollbruchstellen 6 geführt. Durch die Schlaghämmer 12 wird in Kraftrichtung und in der Trennebene ein Impuls in das Pleuel 1 eingeleitet. Die dabei durch das Auftreffen der Schlaghämmer 12 auf dem Pleuel 1 impulsförmig übertragene Kraft F wird in das Pleuel 1 eingeleitet.As a result of this movement of hammers 12 become the outer cutting edges 11 within a period of less than a millisecond, especially within a period of microseconds, along the dividing plane 5 against the predetermined breaking points 6 guided. By the hammers 12 In the direction of force and in the parting plane, an impulse enters the connecting rod 1 initiated. The case by the impact of the impact hammers 12 on the connecting rod 1 impulsive transmitted force F is in the connecting rod 1 initiated.
Das große Pleuelauge 2 wird durch Wirkung der über die Außenschneidleisten 11 eingeleiteten Kraft F entlang der Trennebene 5 gebrochen, wobei es aufgrund der kurzen, impulsförmigen Krafteinleitung und der Trägheit des Pleuels 1 zu einem Bruch ohne plastische Verformung des Pleuels 1 kommt.The big connecting rod eye 2 is due to the effect of over the outer cutting strips 11 introduced force F along the parting line 5 broken, due to the short, pulsed force application and the inertia of the connecting rod 1 to a break without plastic deformation of the connecting rod 1 comes.
Während des Vorgangs der Bruchtrennung wirken die Gegenschneidleisten 10 zusammen mit dem Gegendorn 9 jeweils als Gegenlager der Außenschneidleisten 11.During the process of fracture separation, the counter cutting edges act 10 together with the counterorn 9 each as an abutment of the outer cutting strips 11 ,
Die bereits vor dem Trennvorgang an dem Pleuel 1 anliegenden Außenschneidleisten 11 ermöglichen vorteilhaft ein Trennen des Pleuels 1 bei nur geringen Zustellbewegungen der Schlaghämmer 12. So wird ein vor dem Schließen des Hochstromschalters 21 vorhandener Luftspalt 18 zwischen den Induktoren 15 und den Schlaghämmern 12 während der Kondensatorentladung nur kurzzeitig und geringfügig vergrößert.The already before the separation process on the connecting rod 1 adjacent outer cutting strips 11 allow advantageously a separation of the connecting rod 1 with only small advancing movements of the impact hammers 12 , This will be one before closing the high current switch 21 existing air gap 18 between the inductors 15 and the beaters 12 during the capacitor discharge only briefly and slightly increased.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102013008115 A1 [0002] DE 102013008115 A1 [0002]
