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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Beschichten von
Flächen
eines Innenraumes mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten
Merkmalen und eine Anordnung zum thermischen Beschichten von Flächen eines
Innenraumes mit den im Oberbegriff des Anspruchs 9 genannten Merkmalen.
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Es
ist allgemein bekannt, mittels einer thermischen Beschichtung eine
Oberflächenvergütung zu
erzielen. Bei einer derartigen thermischen Beschichtung, beispielsweise
einer Plasmabeschichtung, wird ein Beschichtungsmaterial, insbesondere ein
Metall, in Pulver- oder Stabform einer Flamme zugeführt, in
dieser aufgeschmolzen und auf einem Substrat niedergeschlagen. Je
nach verwendetem Beschichtungsmaterial und eingesetzter Umgebungsatmosphäre können Beschichtungen
mit unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere mit gewünschten
Gleiteigenschaften, Härteeigenschaften, Schichtdicken
oder dergleichen, erzielt werden.
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So
ist beispielsweise aus der
US
5,080,056 A bekannt, auf aus einer Aluminium-Legierung oder aus
einer Magnesium-Legierung bestehende Werkstücke durch Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen eine
Aluminium-Bronze-Legierung aufzubringen, deren Schichtdicke anschließend durch
Honen auf ein Endmaß bearbeitet
wird.
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Ferner
ist aus der
US 2,588,422
A ein Aluminium-Motorblock bekannt, dessen Zylinderlaufbahnen
eine thermisch gespritzte Beschichtung aufweisen. Schließlich sind
aus der
GB 2 050 434
A verschiedene durch thermisches Spritzen erhaltene Beschichtungen
bekannt. Diese Beschichtungen befinden sich auf Stahl- oder Gußteilen
von Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise Kolbenringen oder Zylinderlaufbüchsen. Eine
weitere Beschichtung für
Zylinderlaufbüchsen
ist aus der
DE 21 46
153 B bekannt, in der eine Plasmabeschichtung beschrieben
ist.
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Letztlich
ist aus der
EP 0716158
A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Motorblocks mit
beschichteten Zylinderbohrungswänden
bekannt, wobei vor dem Beschichten des Bauteils eine Vorbehandlung
desselben erfolgt und die nicht zu beschichtenden Bauteile dabei
abgedeckt werden.
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Bei
der Beschichtung von Innenräumen,
beispielsweise von Zylinderlaufflächen eines Zylinderkurbelgehäuses einer
Verbrennungskraftmaschine (Hubkolbenmaschine), besteht das Problem,
daß die zu
beschichtenden Innenräume
relativ beengt sind, so dass eine Prozeßfreiheit stark eingeschränkt ist. Dies
betrifft sowohl das Vorbereiten der zu beschichtenden Fläche, die
Durchführung
der thermischen Beschichtung selber und die Nachbearbeitung der beschichteten
Fläche.
Insbesondere bei der thermischen Beschichtung von Zylinderlaufflächen an
Verbrennungskraftmaschinen ist eine definierte und reproduzierbare
Bearbeitung notwendig, da durch die thermische Beschichtung wesentlich
die Laufeigenschaften von Kolben in den Zylinderkurbelgehäusen beeinflußt sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der gattungsgemäßen Art
zu schaffen, mit der in einfacher Weise eine sichere, insbesondere
die Verwendung eines Zylinderkurbelgehäuses nicht negativ beeinflussende,
thermische Beschichtung möglich
ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der gattungsgemäßen Art
anzugeben, mit dem in einfacher Weise eine sichere thermische Beschichtung
möglich
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen
gelöst.
Dadurch, daß zumindest
vor der Vorbehandlung und/oder vor der Beschichtung der zu behandelnden
Flächen
die Bereiche des Zylinderkurbelgehäuses abgedeckt werden, an denen
keine Behandlung in der Bearbeitungsstation erfolgen soll, wird
vorteilhafterweise erreicht, daß die
materialabtragenden beziehungsweise materialauftragenden Arbeitsschritte
tatsächlich
nur an den zu behandelnden Flächen
wirken und alle weiteren Bereiche des Zylinderkurbelgehäuses geschützt sind.
Somit wird eine bereits vorher eingestellte Maßhaltigkeit der Zylinderkurbelgehäuse durch
die Beschichtung und die für
die Beschichtung notwendigen Vor- beziehungsweise Nachbehandlungen
nicht beeinträchtigt.
Hierdurch wird in reproduzierbarer Weise die Behandlung einer Vielzahl
von Zylinderkurbelgehäusen
möglich, die
innerhalb den vorgegebenen und einzuhaltenden Maßtoleranzen liegen. Insbesondere
wird auch eine versehentliche Verunreinigung weiterer im Zylinderkurbelgehäuse vorgesehener
Innenräume,
wie beispielsweise Kühlmittelkanäle, Paßbohrungen
oder dergleichen, vermieden, so daß diese in ihrer späteren Funktion
nicht beeinträchtigt
sind.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß dieses,
nachfolgend auch Schablonieren genannte Abdecken der Zylinderkurbelgehäuse vor
Einbringen der Zylinderkurbelgehäuse
in die Bearbeitungsstation erfolgt. Somit kann kontinuierlich, beispielsweise
in Fließfertigung,
jedes zumindest bereichsweise thermisch zu beschichtende Zylinderkurbelgehäuse mit
einer Abdeckschablone versehen werden.
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Diese übernimmt
dann während
der gesamten Vorbehandlung und der eigentlichen thermischen Beschichtung
der Flächen
der Innenräume,
insbesondere der Zylinderlaufflächen
von Zylinderbohrungen, den Schutz der übrigen Bereiche.
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Ferner
ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Schablonieren
bezogen auf die Vorbehandlung und die thermische Beschichtung separat
erfolgt. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, jeweils auf die jeweiligen
Behandlungsschritte beziehungsweise eingesetzten Behandlungsverfahren
abgestimmte Abdeckschablonen einzusetzen, so daß ein optimaler Schutz der übrigen, nicht
zu behandelnden Bereiche der Zylinderkurbelgehäuse gegeben ist.
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Die
Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit
den im Anspruch 9 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß den Bearbeitungsabschnitten
eine Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse zugeordnet
ist, läßt sich
in einfacher Weise zumindest beim Vorbehandeln und beim thermischen
Beschichten ein Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse erreichen. Insbesondere
ist bevorzugt, daß die
Einrichtung einen Drehteller umfaßt, der mittels eines Antriebes
um seine Drehachse in definierten Schritten verdrehbar ist, so daß eine Abdeckschablone
innerhalb des Bearbeitungsabschnittes in eine definierte Position
zu den Zylinderkurbelgehäusen
bringbar ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß in einfacher
Weise jeweils eine Abdeckschablone in Position bringbar ist, die
in definierter Lage zu einem zu behandelnden Zylinderkurbelgehäuse ist.
Durch den Drehteller läßt sich
ein Verbringen der Abdeckschablone in die Bearbeitungsposition in
einfacher und platzsparender Weise erreichen.
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In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Drehteller
mehrere, insbesondere vier um 90° zueinander
versetzte Aufnahmen zur Aufnahme von je einer Abdeckschablone aufweist.
Hierdurch kann durch schrittweises Verdrehen des Drehtellers um
jeweils 90° exakt
eine Abdeckschablone in die Bearbeitungsposition gebracht werden.
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In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß der
Einrichtung zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse eine
Reinigungseinrichtung zugeordnet ist, mittels der eine Reinigung
gebrauchter Abdeckschablonen durchführbar ist. Durch eine derartige
Kombination kann eine zum Abdecken eingesetzte Abdeckschablone nach
dem Gebrauch unmittelbar an ihrem Einsatzort gereinigt werden und
für eine
weitere Benutzung vorbereitet werden. Durch die Kombination mit
dem Drehteller kann so sehr vorteilhaft pro Bearbeitungsabschnitt,
an dem eine Abdeckung der Zylinderkurbelgehäuse erfolgen soll, mittels
wenigstens zwei, insbesondere vier Abdeckschablonen ein kontinuierlicher
Betrieb aufrechterhalten werden. Während eine Abdeckschablone
sich in der Bearbeitungsposition befindet, kann sich eine zweite
Abdeckschablone in der Reinigungsposition befinden. Ein Material- und
ein Platzaufwand läßt sich
durch eine derartige Ausgestaltung auf ein Minimum optimieren.
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Die
Reinigungseinrichtung kann bevorzugterweise durch einen Hülsentauschautomaten
gebildet sein, mittels dem Verschlußhülsen in den Abdeckschablonen
austauschbar sind. Durch den Einsatz von jeweils neuen oder regenerierten
Verschleißhülsen läßt sich
eine Maßhaltigkeit
der zu bearbeitenden Zylinderlaufflächen mit großer Genauigkeit
erzielen.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen,
in den Unteransprüchen
genannten Merkmalen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der
zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Bearbeitungsstation zum thermischen Beschichten
von Zylinderlaufflächen
in Zylinderkurbelgehäusen;
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2 eine
schematische Seitenansicht eines Bearbeitungsabschnittes der Bearbeitungsstation
und
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3 eine
schematische Draufsicht auf den Bearbeitungsabschnitt gemäß 2.
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1 zeigt
schematisch eine Bearbeitungsstation 10 zum thermischen
Beschichten von Zylinderlaufflächen
von Zylinderkurbelgehäusen 12.
Hierbei ist lediglich teilweise jeweils ein Zylinderkurbelgehäuse 12 angedeutet,
wobei dieses ebenfalls lediglich angedeutete Zylinderbohrungen 14,
hier vier, aufweist. Mittels der Bearbeitungsstation 10 sollen die,
die Zylinderbohrungen 14 begrenzenden Wänden, also die Zylinderlaufflächen, beschichtet
werden. Die Beschichtung erfolgt mittels einer Plasmabeschichtungstechnik.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird auf den eigentlichen
Vorgang des Plasmabeschichtens nicht näher eingegangen, da dieses
bekannt ist.
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Die
Zylinderkurbelgehäuse 12 werden
mittels einer Transportstrecke 16, beispielsweise einer Rollenbahn
oder dergleichen, durch die Bearbeitungsstation 10 bewegt.
Die Bearbeitungsstation 10 umfaßt Bearbeitungsabschnitte 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 und 36.
Nachfolgend soll auf die einzelnen Bearbeitungsabschnitte kurz eingegangen werden.
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In
der 1 wurde auf die Darstellung von Details, wie Antriebe,
Schleusen, Zubeziehungsweise Abführungen
für Gase,
elektrische Energie beziehungsweise anderer Medien, Steuer- und Überwachungseinrichtungen
oder dergleichen, aus Gründen der Übersichtlichkeit
verzichtet.
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Der
Bearbeitungsabschnitt 18 umfaßt eine Zuführstation, bei der die Zylinderkurbelgehäuse der Bearbeitungsstation 10 übergeben
werden. Die Zylinderkurbelgehäuse 12 sind
in hier nicht näher
zu betrachtender Weise bereits gefertigt und mit allen notwendigen
Funktionselementen, wie beispielsweise Zylinderbohrungen, Kühlmittelkanälen, Paßbohrungen
oder dergleichen, fertig mechanisch bearbeitet.
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Der
Bearbeitungsabschnitt 20 umfaßt eine Wasch- beziehungsweise
Reinigungsstation, innerhalb der die Zylinderkurbelgehäuse spänefrei und ölfrei komplett
gewaschen werden. Ferner erfolgt eine Trocknung und eine absolute
Entfettung der zu beschichtenden Zylinderlaufflächen. Die Späne- und Ölfreiheit
wird beispielsweise durch eine Injektions-Flut-Waschung erreicht,
wobei kritische Bereiche, wie Hinterschneidungen, Bohrungen, Hohlräume oder
dergleichen, durch ein gezieltes Injizieren einer Waschlauge mit
Hochdruck gereinigt werden. Das Entfetten erfolgt beispielsweise
durch Heißdampf,
der beispielsweise durch entsprechend ausgebildete Lanzen auf die
Zylinderlaufflächen
des Zylinderkurbelgehäuses 12 geleitet
wird. Der Heißdampf
besitzt beispielsweise eine Temperatur von 130°C bis 160°C und wird bei einem Druck von
zirka 150 bis 180 mbar eingebracht. Die anschließende Trocknung der Zylinderkurbelgehäuse erfolgt
vorzugsweise unter Vakuum, beispielsweise bei einem Unterdruck von
80 bis 120 mbar.
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Im
Bearbeitungsabschnitt 22 erfolgt ein sogenanntes Schablonieren
der Zylinderkurbelgehäuse 12.
Hier werden die zuvor gereinigten und getrockneten Zylinderkurbelgehäuse 12 mit
einer Abdeckschablone 38 versehen. Die Abdeckschablone 38 besitzt hier
angedeutete Öffnungen 40.
Die Öffnungen 40 fluchten mit
den Zylinderbohrungen 14, so daß bei Aufbringen der Abdeckschablone 38 die
Zylinderbohrungen 14 durch die Öffnungen 40 von oben
zugänglich
bleiben. Die Abdeckschablone 38 ist so ausgebildet, daß sämtliche
weiteren Bereiche der Zylinderkurbelgehäuse 12 durch diese
abgedeckt sind. Dies betrifft insbesondere Kühlmittelkanäle, Paßbohrungen oder dergleichen.
Die Abdeckschablone 38 kann hierbei manuell oder durch
einen entsprechenden Greifer oder dergleichen auf die Zylinderkurbelgehäuse 12 aufgelegt
werden. Hierbei besitzt die Abdeckschablone 38 eine exakte
plane Unterseite, die auf der bereits plan geschliffenen oder gefrästen Zylinderkopffläche des
Zylinderkurbelgehäuses 12 aufliegt.
Zur Fixierung der Abdeckschablone 38 kann diese hier im
einzelnen nicht dargestellte Fixierstifte aufweisen, die beispielsweise
in im Zylinderkurbelgehäuse 12 sowieso
vorhandenen Paßbohrungen,
beispielsweise zum späteren
Befestigen eines Zylinderkopfes, eingreifen. Die Abdeckschablone 38 besteht aus
einem Material, das gegenüber
der nachfolgenden Bearbeitung resistent ist. Diese besitzt insbesondere
eine genügend
große
Festigkeit gegenüber
einem Sandstrahlangriff und gegenüber einer Plasmabehandlung
und dergleichen. Die Abdeckschablone 38 liegt hierbei lediglich
durch ihr Eigengewicht auf dem Zylinderkurbelgehäuse 12 auf. Durch
die sich gegenüberliegenden,
planen Seiten wird jedoch eine dichte Auflage erreicht, so daß ein Spalt
zwischen der Zylinderkopffläche
des Zylinderkurbelgehäuses 12 und
der Unterseite der Abdeckschablone 38 im wesentlichen dichtend
ausgebildet ist. Nach diesem Schablonieren in dem Bearbeitungsabschnitt 22 wird das
mit der Abdeckschablone 38 versehende Zylinderkurbelgehäuse 12 durch
die nachfolgenden Bearbeitungsabschnitte 24, 26, 28, 30 und 32 geführt.
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Im
Bearbeitungsabschnitt 24 erfolgt ein Sandstrahlen der Zylinderbohrungen 14.
Dieses Sandstrahlen erfolgt, um eine Rauhigkeit der Zylinderlaufflächen zu
erzielen, damit die in dem Bearbeitungsabschnitt 32 erfolgende
Plasmabeschichtung die notwendige Haftzugfestigkeit erhält. Zum
Sandstrahlen wird wenigstens eine Strahllanze, gegebenenfalls zwei
oder auch mehr Strahllanzen, gleichzeitig oder nacheinander in die
Zylinderbohrungen 14 eingeführt. Hierbei greifen die Lanzen
durch die Öffnungen 40 der
Abdeckschablone 38 durch. Das Sandstrahlen erfolgt beispielsweise
mit Aluminiumoxid Al2O3 mit
einer Körnung
von 0,18 bis 1,18 mm je nach geforderter Oberflächenrauhigkeit, bezogen auf die
Substratlegierung der Zylinderkurbelgehäuse beziehungsweise Haftzugfestigkeit
der späteren
Plasmabeschichtung. Bei Zylinderkurbelgehäusen mit vier Zylinderbohrungen 14 erfolgt
das Sandstrahlen vorzugsweise mit einer Doppel-Sandstrahleinheit, die
zwei Sandstrahllanzen aufweist. Hierbei erfolgt beispielsweise das
gleichzeitige Sandstrahlen der Zylinderbohrungen 1 und 3, das heißt nicht
unmittelbar benachbarter Zylinderbohrungen 14. Hierdurch wird
eine bessere Handhabung bei relativ beengt zur Verfügung stehenden
Platzverhältnissen,
die sich nach dem Stichmaß der
Zylinderbohrungen 14 richten, möglich. Ferner wird hierdurch
die Bearbeitungszeit für
ein komplettes Zylinderkurbelgehäuse 12 halbiert,
da zwei Zylinderbohrungen gleichzeitig bearbeitet werden. Sind die
Zylinderbohrungen 1 und 3 gestrahlt, wird entweder das Zylinderkurbelgehäuse 12 oder
die Sandstrahleinheit um das Stichmaß der Zylinderbohrung 14 verfahren,
so daß dann
die Zylinderbohrungen 2 und 4 sandgestrahlt werden können. Das
Sandstrahlen erfolgt hierbei durch die Öffnungen 40 der Abdeckschablonen 38 hindurch,
das heißt,
die Strahllanzen werden durch die Abdeckschablone 38 hindurch
in die Zylinderbohrungen 14 eingeführt. Durch die Abdeckschablone 38 werden
alle weiteren Bereiche der Zylinderkurbelgehäuse 12 geschützt, so
daß diese
nicht mit dem unter Druck eingebrachten Sandstrahlmittel in Berührung gelangen,
so daß deren
Oberflächen
keinerlei Beeinträchtigung
erfahren. Die Einwirkung der Sandstrahlung erfolgt ausschließlich auf
die Zylinderlaufflächen
der Zylinderbohrungen 14.
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Anschließend werden
die sandgestrahlten Zylinderkurbelgehäuse 12 in dem Bearbeitungsabschnitt 26 gereinigt,
indem durch das Sandstrahlen sich abgesetzter Staub, insbesondere
Feinststaub, aus den Zylinderbohrungen 14 entfernt wird.
Dies kann beispielsweise durch gereinigte, entölte und wasserfreie Druckluft,
beispielsweise mit einem Druck von zirka 5 bis 6 bar bei gleichzeitigem
Absaugen der Stäube
erfolgen. Hierbei erfolgt ein gleichzeitiges Reinigen, das heißt Ausblasen
und Absaugen, aller Zylinderbohrungen 14.
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In
dem Bearbeitungsabschnitt 28 erfolgt ein Ausmessen der
Zylinderkurbelgehäuse 12,
insbesondere eine Rauhigkeitsmessung der Zylinderlaufflächen. Die
Messung kann mittels geeigneter Einrichtungen, beispielsweise der
Fotogrammetrie, voll automatisch erfolgen. Hierbei kann eine Messung
aller Zylinderbohrungen 14 oder stichprobenweise lediglich
einer der Zylinderbohrung 14 oder eine Zylinderbohrung 14 jedes
n-ten Zylinderkurbelgehäuses 12 erfolgen.
Nach Messung der Zylinderkurbelgehäuse 12 werden diese
in den Bearbeitungsabschnitt 30 überführt, innerhalb dem eine Markierung
der Zylinderkurbelgehäuse 12 erfolgt.
Ergibt die Messung, daß die
Rauhigkeit außerhalb
der vorgegebenen Toleranzen liegt, kann das entsprechende Zylinderkurbelgehäuse 12 aussortiert
und gegebenenfalls nochmals der Sandstrahlstation zugeführt werden.
Allerdings ist die Anzahl der maximal möglichen Strahlvorgänge begrenzt.
Wird ein fehlerhaftes Zylinderkurbelgehäuse ermittelt, kann die Häufigkeit
der Rauhigkeitsmessung erhöht
werden.
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Schließlich werden
die Zylinderkurbelgehäuse
in den Bearbeitungsabschnitt 32 überführt, in dem die eigentliche
thermische Beschichtung der Zylinderlaufflächen erfolgt. Die Plasmabeschichtung
erfolgt in an sich bekannter Weise, indem ein Beschichtungswerkstoff,
insbesondere ein Metall, einer Flamme zugeführt wird, in dieser ausgeschmolzen
und auf den Zylinderlaufflächen
niederschlägt.
Zusätzlich
zu dem Beschichtungswerkstoff wird noch eine Beschichtungsatmosphäre, beispielsweise
Sauerstoff und/oder Stickstoff oder ein anderes Prozeßgas zur Stabilisierung
der Flamme und/oder zur Regelung des Oxidanteils in der Plasmaschicht,
zugeführt.
Die Plasmabeschichtung der Zylinderlaufflächen kann hierbei für jede der
Zylinderbohrungen 14 einzeln erfolgen oder, ähnlich wie
beim Sandstrahlen, durch eine Doppel-Plasmaeinheit, mittels der
zunächst
die Zylinderbohrungen 1 und 3 und anschließend die Zylinderbohrungen
2 und 4 beschichtet werden. Durch die sich noch auf dem Zylinderkurbelgehäuse 12 befindliche
Abdeckschablone 38 wird eine Beeinträchtigung, insbesondere Verunreinigung,
von nicht zu beschichtenden Bereichen der Zylinderkurbelgehäusen 12 sicher
vermieden.
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Nach
der Plasmabeschichtung der Zylinderlaufflächen werden die Zylinderkurbelgehäuse in den Bearbeitungsabschnitt 34 überführt. Dieser
kann gegebenenfalls Bestandteil einer Kühlzone sein. Nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel
ist zwischen dem Plasmabeschichten in dem Bearbeitungsabschnitt 32 und
dem Bearbeitungsabschnitt 34 eine separate Kühlzone vorgesehen.
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Im
Bearbeitungsabschnitt 34 erfolgt eine Entnahme der Abdeckschablone 38.
Diese wird entweder manuell oder durch Hilfseinrichtungen von dem
Zylinderkurbelgehäuse 12 entnommen.
Da die Abdeckschablone 38 lediglich durch ihr Eigengewicht auf
dem Zylinderkurbelgehäuse 12 aufliegt,
sind zusätzliche
Maßnahmen
zur Entnahme der Abdeckschablone 38 nicht notwendig. Schließlich wird
das Zylinderkurbelgehäuse 12 in
einem Bearbeitungsabschnitt 36 der Bearbeitungsstation 10 entnommen und
einer weiteren Bearbeitung, beispielsweise einem Honen der plasmabeschichteten
Zylinderbohrungen 14, einem Anbringen einer Einlauffase
an die Zylinderbohrungen 14 zugeführt.
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Ferner
kann eine Markierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 in den Abschnitt 36 erfolgen.
Eine Markierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 erfolgt beispielsweise
durch eine laufende Nummer oder dergleichen. Durch die Zuordnung
einer laufenden Nummer jeder der Zylinderkurbelgehäuse 12 wird
es möglich,
neben einer Qualitätsüberwachung
alle relevanten Prozeßparameter
der Bearbeitungsstation 10 der laufenden Nummer des Zylinderkurbelgehäuses 12 zuzuordnen
und diese in einem Anlagenrechner zu protokollieren. Mittels der
protokollierten Prozeßparameter
und der eindeutigen Zuordnung zu den Zylinderkurbelgehäusen 12 über die
laufende Nummer ist eine spätere
Fehleranalyse bei Beanstandungen jederzeit lückenlos möglich.
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In
im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht näher zu betrachtender Weise
kann vorgesehen sein, daß die Öffnungen 40 der
Abdeckschablone 38 geringfügig größer sind als die Zylinderbohrungen 14,
so daß eine
entsprechende Kantenbeschichtung der die Zylinderbohrungen 14 umgebenden
Randbereiche des Zylinderkurbelgehäuses 12 erfolgt. Hierdurch
wird vorteilhaft erreicht, daß der
spätere
Fasenbereich eine entsprechend große Haftzugfestigkeit gegenüber Schnittkräften des
Fasenwerkzeuges aufweist und die Plasmabeschichtung beim Fasen nicht
geschädigt
wird.
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Bei
dem zu 1 erläuterten
Ausführungsbeispiel
ist davon ausgegangen worden, daß die Schablonierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 während des
gesamten Durchlaufes durch die Bearbeitungsabschnitte 24, 26, 28, 30 und 32 aufrechterhalten
ist. Die Abdeckschablonen werden hierzu in dem Bearbeitungsabschnitt 22 aufgebracht
und im Bearbeitungsabschnitt 34 entnommen. Somit müssen die gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
verwendeten Abdeckschablonen 38 sowohl für das Sandstrahlen im
Bearbeitungsabschnitt 24 und für das Plasmabeschichten im
Bearbeitungsabschnitt 32 geeignet sein. Da es sich einerseits
um ein materialabtragendes und andererseits um ein materialauftragendes Verfahren
handelt, muß die
Abdeckschablone 38 beiden an sich gegensätzlichen
Verfahren gerecht werden.
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Anhand
der 2 und 3 wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel
das Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12 verdeutlicht.
Hierbei ist jeweils eine schematische Seitenansicht und eine schematische
Draufsicht des Bearbeitungsabschnittes 24 oder des Bearbeitungsabschnittes 32 dargestellt.
Der grundsätzliche
Aufbau innerhalb der Bearbeitungsabschnitte 24 und 32 ist
gleich. Unterschiedlich sind lediglich einmal die Sandstrahleinrichtungen als
Werkzeuge und andererseits die Plasmabeschichtungseinrichtungen
als Werkzeuge. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung soll jedoch
hierauf nicht näher
eingegangen werden.
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Entscheidend
ist die Schablonierung der Zylinderkurbelgehäuse 12 sowohl beim
Sandstrahlen im Bearbeitungsabschnitt 24 als auch beim
Plasmabeschichten im Bearbeitungsabschnitt 32.
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Gleiche
Teile wie in 1 sind mit gleichen Bezugszeichen
versehen und nicht nochmals erläutert.
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In
der schematischen Seitenansicht in 2 ist ein
Zylinderkurbelgehäuse 12 auf
einem Hubtisch 42 angeordnet. Der Hubtisch 42 ist
in die Transportstrecke 16 integriert. Dies erfolgt derart,
daß die
Zylinderkurbelgehäuse 12 mittels
der Transportstrecke 16 in die jeweiligen Bearbeitungsabschnitte 24 beziehungsweise 32 transportiert
werden und dort mittels der Hubtische 42 in ihre jeweilige
Bearbeitungsposition überführbar sind.
Angedeutet ist ferner ein Bearbeitungswerkzeug 44, das
jeweils eine Lanze oder nach den bereits erläuterten Ausführungsbeispielen zwei
oder auch mehr Lanzen 46 aufweist. Die Lanzen 46 sind
entweder zum Sandstrahlen bei dem Bearbeitungsabschnitt 24 oder
zum Plasmabeschichten bei dem Bearbeitungsabschnitt 32 entsprechend ausgebildet.
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Die
Bearbeitungsstationen 24 beziehungsweise 32 umfassen
ferner eine hier insgesamt mit 50 bezeichnete Einrichtung
zum Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12. Im Gegensatz
zum Ausführungsbeispiel
in 1 erfolgt hier das Schablonieren bearbeitungsbezogen
einerseits in der Bearbeitungsstation 24 und andererseits
in der Bearbeitungsstation 32. Die Einrichtung 50 umfaßt einen
Drehteller 52, der mittels eines Antriebes 54 um
seine Drehachse 56 in definierten Schritten verdrehbar
ist. Der Drehteller 52 besitzt, wie die schematische Draufsicht
in 3 besser verdeutlicht, Aufnahmen 58 für jeweils eine
Abdeckschablone. Anhand der Draufsicht wird deutlich, daß die Abdeckschablonen 38 lediglich
die Öffnungen 40 aufweisen,
die jeweils den Zylinderbohrungen 14 zugeordnet sind. Mittels
des Antriebes 54 ist der Drehteller 52 definiert
schrittweise verdrehbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Schablonen 38 auf
dem Drehteller 52 angeordnet, so daß dieser jeweils um 90° schrittweise
verdrehbar ist. Der Einrichtung 50 ist eine angedeutete
Reinigungseinrichtung 62, die beispielsweise einen Fräser 64 aufweisen
kann, zugeordnet. Anstelle der Reinigungseinrichtung kann auch eine
Einrichtung zum Austausch von Verschleißhülsen, die in der Schablone 38 angeordnet
sind, vorgesehen sein. Ferner sind noch hier angedeutete Absaugungen 66 beziehungsweise 68 vorgesehen.
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Die
in den 2 und 3 dargestellte Einrichtung 50 zeigt
folgende Funktion:
Mittels des Antriebes 54 wird immer
genau eine Abdeckschablone 38 in eine Bearbeitungsposition
gebracht. Hat die Abdeckschablone 58 ihre exakte Position
erreicht, die über
die Anschläge 60 definiert
ist, wird mittels des Hubtisches 42 das Zylinderkurbelgehäuse 12 nach
oben, das heißt
gegen die Abdeckschablonen 38, verfahren. Hierdurch kommen
die Öffnungen
in der Abdeckschablone 38 und die Zylinderbohrungen 14 des
Zylinderkurbelgehäuses 12 in eine
fluchtende Position. Entsprechend dieser Position erfolgt mittels
der Werkzeuge 44 entweder das Sandstrahlen gemäß Bearbeitungsabschnitt 24 oder das
Plasmabeschichten gemäß Bearbeitungsabschnitt 32.
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Wie 3 verdeutlicht,
befinden sich in dem Moment, wo eine Abdeckschablone 38 in
ihrer Bearbeitungsposition ist, – in Uhrzeigersinn betrachtet – eine nächste Abdeckschablone 38 in
einer Übergangsposition
und eine Abdeckschablone 38 in einer der Reinigungseinrichtung 62 (Hülsenaustauscheinrichtung)
zugeordneten Position. Eine weitere Abdeckschablone 38 befindet
sich zwischen der Reinigungsposition und der Bearbeitungsposition.
Hierdurch wird erreicht, daß gleichzeitig,
wenn eine Abdeckschablone 38 ihre Abdeckfunktion übernimmt, eine
zweite, nämlich
dieser genau um 180° versetzt angeordnete
Abdeckschablone 38, mittels der Einrichtung 62 gereinigt
wird. Durch die Fräseinrichtung 64 kann
beispielsweise eine Maßhaltigkeit
der Öffnungen 40 der
Abdeckschablonen 38 wiederhergestellt werden. Diese kann
beispielsweise durch Ablagerungen während des Plasmabeschichtens
beeinträchtigt
sein. Die Maßhaltigkeit
der Öffnungen
kann auch durch Austausch entsprechender Verschleißhülsen in
den Abdeckschablonen erreicht werden.
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Nach
erfolgtem Sandstrahlen beziehungsweise Plasmabeschichten eines Zylinderkurbelgehäuses 12 wird
der Drehteller 52 jeweils um 90° verdreht, so daß jedes
Zylinderkurbelgehäuse 12 eine neue
(gereinigte) Abdeckschablone 38 zugeordnet bekommt. Hierdurch
wird eine gleichbleibende Bearbeitungsqualität während des Sandstrahlens beziehungsweise
Plasmabeschichtens sichergestellt.
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Bei
der Bearbeitungsstation 24 kann auf die Anordnung der Reinigungseinrichtung 62 verzichtet werden,
da hier kein zusätzlicher
Materialauftrag, der die Maßhaltigkeit
der Öffnungen 40 beeinträchtigen könnte, erfolgt.
Lediglich durch den Materialabtrag nicht mehr maßhaltige Abdeckschablonen 38 beziehungsweise
Verschleißhülsen können ausgetauscht werden.
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Durch
die in den 2 und 3 dargestellte
Einrichtung 50 wird in einfacher Weise ein automatisches
Schablonieren der Zylinderkurbelgehäuse 12 möglich. Insbesondere
wenn die Einrichtung 50 mit einem Anlagenrechner gekoppelt
ist, kann ein exaktes, definiertes Positionieren der Abdeckschablonen 38 erfolgen,
so daß eine
gleichbleibende Qualität beim
Sandstrahlen beziehungsweise beim Plasmabeschichten erzielbar ist.