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Die Erfindung betrifft eine Bruchtrennvorrichtung zum Bruchtrennen eines Motorbauteils, insbesondere eines Pleuels, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Bruchtrennvorrichtung ist z. B. in
EP 0 999 912 B1 beschrieben. In dieser Patentschrift wird vorgeschlagen, die Druckkraft beim Spreizen über einen Teilflächen- oder Linienbereich in der Lageröffnung einzubringen. Dazu hat der Spreizdorn beispielsweise eine ballige Gestalt oder konische Gestalt und übt jedenfalls die Druckkraft nicht vollflächig in der Lageröffnung oder Bohrung aus. Das Ergebnis einer derartigen Bruchtrennung ist jedoch nicht in allen Fällen zufriedenstellend.
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Aus der
DE 199 11 597 A1 geht eine Vorrichtung zum Bruchtrennen eines Bauteils in zwischen Bauteilbegrenzungen und einer Durchbrechung vorgesehenen Querschnitten hervor, bei der in der Durchbrechung mit einem relativ steifen Bauteilabschnitt als ein erstes Element ein Halbdorn mit einem gegenüber dem Radius der Durchbrechung konstant kleineren oder veränderlichen Krümmungsradius angeordnet ist und in der Durchbrechung mit einem demgegenüber relativ weichen Bauteilabschnitt als zweite Elemente über Umfangsabschnitte sich erstreckende Anlageflächen an einem weiteren einteiligen Halbdorn oder geführten Stempeln vorgesehen sind. Die Anlageflächen sind über etwa mittig wirksame Kraftkomponenten in Abhängigkeit der Festigkeit des weichen Bauteils jeweils durch einen Winkel von 80 bis 140° beabstandet.
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Aus
JP H05-200633 A1 geht eine Bruchtrennvorrichtung vor, bei der zusätzlich zu Bruchtrenngliedern Stützglieder am Innenumfang einer Durchtrittsöffnung eines zu brechenden Bauteils angeordnet werden.
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Aus
WO 2006/103373 A1 geht eine Bruchtrennvorrichtung hervor, die einen Längsblock 11, einen in Längsrichtung bewegbaren Block, ein Seitenteil sowie eine Lasche und einen Träger umfasst und an einem Innenumfang einer Bohrung eines Pleuels anliegen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bruchtrennvorrichtung bereitzustellen.
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Zur Lösung der Aufgabe eine Bruchtrennvorrichtung gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Es ist dabei ein Grundgedanke, dass die Bruchtrennvorrichtung in der Lageröffnung nicht vollflächig wirkt, sondern dediziert im Bereich der Bruchtrennflächen, also im Bereich der Sollbruchstelle der beiden Motorbauteil-Komponenten eine Druckkraft ausübt und so die Bruchtrennung einleitet. Allerdings hat sich in der Praxis und durch Versuche herausgestellt, dass eine Krafteinleitung über einen schmalen, linienförmigen Bereich oder auch nur punktuellen Bereich, wie bei einem konischen oder balligen Spreizdorn, nicht immer ein optimaler Bruchverlauf zu erzielen ist. Hier greift die erfindungsgemäße Bruchtrennvorrichtung einen anderen Ansatz auf und sorgt für eine flächige Anlage der Spreizelementanordnung im Bereich der Sollbruchstelle, nämlich über einen Winkelbereich von beispielsweise 35° bis 120° oder weiter bevorzugt 40° bis 110°.
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Es ist möglich, dass die Anlageflächen durch ein Auflagebauteil gebildet werden, das auf einen Basiskörper eines jeweiligen Spreizelements aufgesetzt ist. Beispielsweise kann eine Art Halbschale auf einem Crackdorn-Element oder Crackdorn-Basiskörper angeordnet sein und die erfindungsgemäß positionierten Anlageflächen bereitstellen. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung ist jedoch ein „einstückiger” Spreizdorn gezeigt, d. h. ein Spreizdorn, bei dem die Anlageflächen direkt am Grund-Spreizdorn angeordnet sind. Es sind keine Halbschalen oder dergleichen auf diesen Spreizdorn aufgesetzt.
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Die Sollbruchstelle bildet dabei zweckmäßigerweise sozusagen die Winkelhalbierende, d. h. dass sich dieser Winkelbereich, in welchem die Anlageflächen auf die Lageröffnung einwirken, etwa symmetrisch um die jeweilige Sollbruchstelle herum erstreckt.
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Es findet also anders als beim Stand der Technik eine flächige Druckeinleitung statt, wobei diese Druckeinleitung auf einen Bereich um die Bruchtrennflächen bzw. die Sollbruchstellen herum erfolgt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Anlage-Winkelbereich der Anlageflächen insgesamt etwa einen Umfang von 60° bis 90° hat. Weiter bevorzugt ist es, wenn der Anlage-Winkelbereich noch enger ist, d. h. dass er beispielsweise nur 50° bis 80° hat. Jedenfalls sind enge, auf einen schmalen Winkelbereich begrenzte Anlage-Winkelbereiche der Anlageflächen bevorzugt.
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Im Sinne einer flächigen Anlage der Anlageflächen am Innenumfang der Lageröffnung sind folgende Maßnahmen vorteilhaft:
Der Außenradius einer oder aller der Anlageflächen entspricht vorzugsweise im Wesentlichen einem Innenradius an einem jeweiligen Abschnitt des Innenumfangs der Lageröffnung, an welchem die jeweilige Anlagefläche zur Anlage kommt. Selbstverständlich ist es vorteilhaft, wenn sich die Radien exakt entsprechen.
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Eine weitere vorteilhafte Maßnahme sieht vor, dass eine oder alle Anlageflächen zylindrisch sind. Diese Maßnahme steht im Zusammenhang mit der ebenfalls zweckmäßigerweise ihnen zylindrischen Gestalt der Lageröffnung, wo dann aufgrund der zylindrischen Anlageflächen der Spreizelementanordnung eine optimale Druckeinleitung möglich ist.
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In diesem Sinne ist auch zu verstehen, dass eine Krümmung des Innenumfangs der Lageröffnung bezüglich der Längsachse in der Regel nicht vorhanden ist, diese also z. B. zylindrisch ist. Selbst wenn eine Krümmung vorhanden ist, greift die folgende vorteilhafte Maßnahme:
Bevorzugt ist es, wenn eine oder alle Anlageflächen bezüglich der Längsachse keine Krümmung aufweisen, was im Zusammenhang mit der in Längsachsrichtung nicht gekrümmten Innenumfangsfläche der Lageröffnung steht, oder eine solche Krümmung, die der Krümmung des Innenumfangs der Lageröffnung in Richtung der Längsachse entspricht.
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Bei allen der oben erwähnten drei Maßnahmen wird erzielt, dass die jeweilige Anlagefläche am jeweiligen Innenumfang-Abschnitt flächig anliegt.
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Allerdings muss man auch berücksichtigen, dass weder die Spreizelementanordnung noch die zu bearbeitenden Werkstücke ein exaktes Maß haben, sondern in der Praxis immer Maßtoleranzen auftreten. Insbesondere bei Motorbauteilen, zum Beispiel Pleueln, sind relativ große Maßtoleranzen in der Praxis vorhanden, so dass zwar vielleicht die Spreizelementanordnung exakte Maße, also einen exakten Außenradius gemäß obiger Maßnahme hat, jedoch das zugeordnete Motorbauteil eben gerade nicht maßgenau ist, sondern in einem größeren Toleranzbereich schwankt. Dies bedeutet aber mit anderen Worten auch, dass die flächige Anlage der Anlageflächen an der Lageröffnung einen besonderen Vorteil bietet. Im Bereich der Anlageflächen sind jedenfalls in der Regel mehrere Anlagebereiche vorhanden, an denen die Spreizelementanordnung Druck auf die Komponenten des Motorbauteils ausübt.
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Zwischen den Anlageflächen der Spreizelementanordnung, die einer der Komponenten des Motorbauteils, also der ersten Komponente oder der zweiten Komponente, zugeordnet sind, ist zweckmäßigerweise ein Winkelabstand vorhanden derart, dass die Spreizelementanordnung in einem Scheitelbereich der Lageröffnung zwischen den Bruchtrennflächen gar nicht oder nicht im Sinne eines Drückens am Innenumfang der Lageröffnung anliegt und die Druckeinleitung während des Bruchtrennens im Anlage-Winkelbereich und somit im Bereich der Bruchtrennflächen erfolgt. Mithin bleibt also der Scheitelbereich der Lageröffnung zwischen den Bruchtrennflächen drucklos oder wird mit geringem Druck beaufschlagt, während der hauptsächliche Druck im Bereich der Bruchtrennflächen während des Spreizvorgangs ausgeübt wird.
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Mindestens eine Anlagefläche oder alle Anlageflächen weisen vorzugsweise einen Bruchtrennflächen-Winkelabstand zur jeweiligen Bruchtrennfläche auf. Dadurch erfolgt durch die mindestens eine Anlagefläche oder alle Anlageflächen unmittelbar an der Bruchtrennfläche oder der Sollbruchstelle keine unmittelbare Druckeinleitung in der Spannstellung. Mithin wird also nicht direkt auf die Ebene der Bruchtrennflächen Druck ausgeübt, sondern in einem Winkelabstand dazu. Die Anlageflächen sind also mit Abstand neben der Sollbruchstelle angeordnet, was zu einem optimalen Cracken beiträgt.
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Der vorgenannte Bruchtrennflächen-Winkelabstand liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von etwa 1° bis 15°, vorzugsweise jedoch in einem noch kleineren Bereich, nämlich beispielsweise zwischen 2° und 13°. Weiter bevorzugt ist es, wenn in einem Bereich zwischen 5° und 12° keine Anlagefläche direkt in Kontakt, jedenfalls in Kontakt für eine Druckeinleitung, mit dem Innenumfang der Lageröffnung im Bereich der Sollbruchstelle oder Bruchtrennfläche steht.
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Mindestens eine Anlagefläche weist zweckmäßigerweise während des Bruchtrennens bezüglich der Längsachse einen Längsabstand zu mindestens einem Längsende der Lageröffnung an einer Stirnseite des Motorbauteils auf. Mithin erfolgt also die Druckeinleitung nicht bis zur Stirnseite des Motorbauteils hin oder über die gesamte Längserstreckungsrichtung der Lageröffnung, sondern sozusagen im inneren Bereich der Lageröffnung bezüglich der Längsachse. Bevorzugt ist es, wenn zu beiden Längsenden hin jeweils ein derartiger Längsabstand vorhanden ist.
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In Längsachsrichtung ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die jeweilige Anlagefläche oder der Bereich, der von mehreren Anlageflächen auf die Lageröffnung wirkt, bei der Spreizelementanordnung so getroffen ist, dass die Anlageflächen insgesamt nur etwa dreiviertel, vorzugsweise nur etwa zwei Drittel und weiter bevorzugt nur etwa die Hälfte oder ein Drittel der Höhe oder Länge der Lageröffnung in Längsachsrichtung während des Bruchtrennens mit Druck beaufschlagen.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Anlagefläche streifenförmig ist. Es ist auch möglich, dass die Anlageflächen eine kreisförmige oder elliptische Gestalt haben. Jedenfalls ist immer eine möglichst großflächige Anlage der jeweiligen Anlagefläche am Innenumfang der Lageröffnung angestrebt und vorteilhaft. Es versteht sich, dass eine Kombination mehrerer sich quer zur Längsachsrichtung erstreckender streifenförmiger Anlageflächen möglich ist, die sich beispielsweise in Richtung der Längsachse über einander befinden. Im Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung ist nur ein einziger derartiger Anlageflächen-Streifen dargestellt.
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Das erstes Spreizelement und/oder das mindestens eine zweite Spreizelement weist zweckmäßigerweise einen halbkreisförmigen Außenumfang auf. Die jeweiligen Anlageflächen dieses Spreizelements sind im Bereich der jeweiligen Längsenden des Halbkreises vorgesehen. Wie gesagt, kann jedoch auch ein Abstand, der vorgenannte Bruchtrennflächen-Winkelabstand, vorgesehen sein. Bevorzugt ist es, dass bei diesen halbkreisförmigen Spreizelementen im Bereich des Scheitelpunkts des Außenumfangs des jeweiligen Spreizelements keine Anlagefläche vorhanden ist.
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Das erste Spreizelement und das mindestens eine zweite Spreizelement weisen zweckmäßigerweise jeweils einen Außenumfang entsprechend einem Halbkreis von etwa 180° auf. Die Bruchtrennflächen erstrecken sich beispielsweise in der Lageröffnung diametral voneinander weg, so dass diese halbkreisförmigen Ausgestaltung von Spreizelementen besonders bevorzugt ist.
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Selbstverständlich ist es denkbar, dass auch drei Spreizelemente vorhanden sind. Bei dieser Konfiguration kann beispielsweise das erste Spreizelement einen Winkelumfang von etwa 180° (entsprechend einem Halbkreis) haben, während die beiden anderen Spreizelemente jeweils für einen Winkelumfang von beispielsweise jeweils nur maximal 60° haben.
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Eine andere Konfiguration kann vorsehen, dass mehrere Spreizelemente vorhanden sind, zum Beispiel vier Spreizelemente, von denen jeweils zwei Spreizelemente für den Anlageflächen-Winkelbereich beidseits der jeweiligen Sollbruchstelle oder Bruchtrennfläche zuständig sind, also dort die erfindungsgemäßen Anlageflächen aufweisen. Gerade im Scheitelbereich zwischen diesen Anlageflächen kann, muss aber nicht ein Spreizelement oder ein Abschnitt eines Spreizelements vorhanden sein. Die Druckbeaufschlagung auf die Lageröffnung erfolgt nämlich nur im Bereich der Sollbruchstellen über einen definierten Winkelabstand hinweg.
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Die Spreizelementanordnung ist zweckmäßigerweise an einem Spreizdorn vorgesehen. Der Spreizdorn hat also zweckmäßigerweise stirnseitige Einführschrägen, so dass die Spreizelementanordnung leicht in die Lageröffnung eingeführt werden kann.
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Das erste Spreizelement ist vorzugsweise der ersten Komponente, das mindestens eine zweite Spreizelement der zweiten Komponente des Motorbauteils zugeordnet. Im Bereich zwischen den Komponenten, also der Sollbruchstelle oder der Bruchtrennfläche, ist also zweckmäßigerweise kein Spreizelement vorgesehen. Die Spreizelemente sind zweckmäßigerweise so ausgestaltet, dass sie in der Spreizstellung Druck auf die jeweils zugeordnete Komponente des Motorbauteils ausüben.
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Zwischen dem Betätigungskörper und dem ersten Spreizelement und/oder der mindestens einen zweiten Spreizelement ist zweckmäßigerweise eine Keilflächenanordnung vorgesehen, über die der Betätigungskörper das erste und/oder zweite Spreizelement betätigt. Der Betätigungskörper ist zweckmäßigerweise durch einen Spreizantrieb antreibbar, zum Beispiel einen elektromotorischen, fluidischen oder kombinierten elektro-fluidischen Spreizantrieb. Es ist möglich, dass beispielsweise das erste Spreizelement ortsfest ist, während das zweite Spreizelement durch die Anordnung von Spreizantrieb Betätigungskörper zwischen der Positionierstellung und der Spreizstellung betätigbar ist. Es ist aber auch möglich, dass beide oder alle Spreizelemente durch den Spreizantrieb oder den Betätigungskörper betätigbar oder antreibbar sind.
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Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der Betätigungskörper an einem Abtriebskopf des Spreizantriebs angeordnet ist und der Spreizantrieb einen relativ zu dem Abtriebskopf beweglichen, eine Schlagmasse aufweisenden Schlagkörper zum Erzeugen von Schlägen auf den Abtriebskopf aufweist, und dass der Spreizantrieb einen Impulsantrieb zum Antreiben des Schlagkörpers zu dem Abtriebskopf hin im Rahmen eines Schlagimpulsbetriebs der Bruchtrennvorrichtung umfasst.
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Die Bruchtrennvorrichtung ist zweckmäßigerweise zur Anordnung in einer Lageröffnung des Motorbauteils, zum Beispiel einem Auge eines Pleuels, ausgestaltet
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Vorzugsweise bildet die Bruchtrennvorrichtung einen Bestandteil einer Werkzeugmaschine oder eines Bearbeitungszentrums oder beidem.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer Werkzeugmaschine, die eine erfindungsgemäße Bruchtrennvorrichtung aufweist,
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2 eine frontale Draufsicht auf ein Unterteil der Werkzeugmaschine gemäß 1 sowie eine Bruchtrennvorrichtung und eine Werkstück-Halteeinrichtung, von der in
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3 ein Detail D1 aus 2 dargestellt ist,
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4 eine perspektivische Schrägansicht auf eine Spreizelementanordnung der Bruchtrennvorrichtung,
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5 eine perspektivische Schrägansicht auf einen Pleuel, wobei Kontaktflächen mit der Spreizelementanordnung markiert sind,
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6 eine Schnittansicht (ohne Schraffuren) der Spreizelementanordnung gemäß 4 entlang einer Schnittlinie A-A,
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7 eine Teilansicht eines Pleueldeckels des Pleuels gemäß 5 etwa entsprechend einem Ausschnitt D2 in 5 (Blickrichtung B) mit einem durch Pfeile schematisch dargestellten Bruchverlauf bei einem erfindungsgemäßen Bruchtrennvorgang,
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8 den Pleueldeckel gemäß 7, jedoch mit einem Bruchverlauf bei einem konventionellen und nicht erfindungsgemäßen Bruchtrennvorgang.
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Eine in der Zeichnung schematisch dargestellte Werkzeugmaschine 10, die auch ein Bearbeitungszentrum oder ein Bestandteil eines Bearbeitungszentrums sein kann, weist eine Bruchtrennvorrichtung 40 zum Bruchtrennen von Motorbauteilen 80 auf. Man könnte die Werkzeugmaschine 10 auch als Crack-Maschine bezeichnen.
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Die Werkzeugmaschine 10 ist dazu vorgesehen, beispielsweise Pleuel 81 als Motorbauteile 80 zu bearbeiten, wobei z. B. ein alternatives Anwendungsfeld der Erfindung auch beispielsweise das Cracken von Lagerdeckeln von einem Motorblock ist. Auch andere Werkstücke können im Prinzip nach dieser Art bruchgetrennt werden.
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Die Pleuel 81 umfassen einen Pleuelschaft 82, der am einen Endbereich ein sogenanntes kleines Auge 84, also eine Lageröffnung, Lagerbohrung oder Lagerausnehmung, sowie ein großes Auge 83 aufweist, ebenfalls eine Lageröffnung 89, Lagerbohrung oder Lagerausnehmung. Die beiden Lageröffnungen oder Augen 83 und 84 sind beispielsweise zur drehbaren Verbindung mit einer Kurbelwelle und einem Kolben vorgesehen (nicht dargestellt).
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Im Bereich des großen Auges 83 bzw. der Lageröffnung 89 wird mit der Werkzeugmaschine 10 die nachfolgende Bearbeitung durchgeführt:
Von einem Pleuelfuß 85, einer zweiten Komponente 92 des Motorbauteils 80, wird mittels der Bruchtrennvorrichtung 40 eine erste Komponente 91 des Motorbauteils 80, nämlich ein Pleueldeckel 86, abgetrennt, so dass sich an den Seitenschenkeln 93 des Pleuelfußes 85 und den Seitenschenkeln des Pleueldeckels 86, die jeweils das große Auge 83 seitlich begrenzen, Bruchtrennflächen 90 ausbilden. Diese Bruchtrennflächen 90 passen formschlüssig zueinander, da die Oberflächentopographie bei beiden Bruchtrennflächen im Idealfall identisch ist.
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Die Werkzeugmaschine 10 und/oder das Bearbeitungszentrum können ein Kerbwerkzeug, zum Beispiel zum Laser-Kerben, aufweist, was in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt ist. Jedenfalls sind vorteilhaft im Bereich der späteren Bruchtrennflächen oder -linien jeweils eine das Bruchtrennen erleichternde Kerbe 88 vorgesehen. Die Kerben 88 könnten aber auch schon von vorneherein an dem Pleuel 81 vorgesehen sein, beispielsweise wenn dieses als ein Gussteil oder Sinterteil hergestellt ist.
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Die Werkzeugmaschine 10 umfasst eine Maschinenbasis 11, zum Beispiel ein Maschinenbett, an der eine Werkstück-Halteeinrichtung 12 angeordnet ist. Mit der Werkstück-Halteeinrichtung können Werkstücke, nämlich das Motorbauteil 80 oder das Pleuel 81, gehalten werden, während die weitere Bearbeitung durch die Bruchtrennvorrichtung 40 stattfindet. Die Werkstück-Halteeinrichtung 12 kann einen Bestandteil der Bruchtrennvorrichtung 40 bilden.
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Von unten her wird das Pleuel 81 oder Motorbauteil 80 von einer Werkstück-Stützeinrichtung 13 abgestützt. Die Stützeinrichtung 13 kann direkt an dem Motorbauteil 80 angreifen, dieses also direkt abstützen, oder auch beispielsweise eine Kassette 23, in der das Motorbauteil 80/Pleuel 81 angeordnet ist.
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Während der Bearbeitung durch die Bruchtrennvorrichtung 40 ist das Pleuel 81 durch seitlich wirkende Abstützeinrichtungen 14, 15, 16, 17 abgestützt, deren Stützköpfe 18, 19 beispielsweise von der Seite des Pleueldeckels 86 her stützend wirken, während die Stützkörper 20 und 21 der Abstützeinrichtungen 16, 17 von der anderen Seite, nämlich vom Pleuelfuß 85 her abstützen. Somit ist jedenfalls das Pleuel 81 während der Bruchtrenn-Bearbeitung sicher gehalten.
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Die Werkzeugmaschine 10 umfasst weiterhin einen Rundtisch 22 oder eine sonstige Werkstück-Fördereinrichtung, mit der Werkstücke, nämlich Motorbauteile 80 oder Pleuel 81 der Bruchtrennvorrichtung 40 zugeführt werden können bzw. auch von der Bruchtrennvorrichtung 40 wieder weg geführt werden können. Auf dem Rundtisch 22 sind beispielsweise Kassetten 23 angeordnet.
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Vor die Maschinenbasis 11 steht ein Ständer 25 nach oben vor, der beispielsweise in der Art eines Turms, eines Tragrahmens oder dergleichen ausgestaltet ist. Der Ständer 25 trägt eine Führungsanordnung 26 oder bildet eine solche. Die Führungsanordnung 26 umfasst eine Linearführung 27, an der die Bruchtrennvorrichtung 40 linear geführt ist. Mithilfe eines Positionierantriebs 28, beispielsweise eines elektrischen Antriebs oder pneumatischen Antriebs oder fluidischen Antriebs, kann die Bruchtrennvorrichtung 40 zwischen einer unteren Arbeitsposition, in der sie zur Bearbeitung des Motorbauteils 80 oder Pleuels 81 bereitsteht und einer oberen Stellung, in der die Bruchtrennvorrichtung 40 von dem Motorbauteil 80/Pleuel 81 entfernt ist und ein Werkstückwechsel möglich ist, indem beispielsweise der Rundtisch 22 weiter schaltet und ein unbearbeitetes Werkstück zur weiteren Bearbeitung durch die Bruchtrennvorrichtung 40 zuführt, verstellt werden. Die Bruchtrennvorrichtung 40 ist z. B. an einem an der Linearführungen 27 oder der Führungsanordnung 26 linear geführten Schlitten 29 angeordnet.
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Die Bruchtrennvorrichtung 40 umfasst ein erstes Spreizelement 41 und ein zweites Spreizelement 42 einer Spreizelementanordnung 45.
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Die Spreizelemente 41 und/oder 42 können durch einen Betätigungskörper 43 nach radial außen verdrängt werden, wobei sie den Pleueldeckel 86 vom Pleuelfuß 85 des Pleuels 81 abtrennen. Dann entsteht im Bereich der Kerben 88 eine Bruchtrennfläche, wie oben bereits erläutert. Im Ausführungsbeispiel wirkt eine nicht dargestellte Keilflächenanordnung zwischen dem Betätigungskörper 43 und dem zweiten Spreizelement 42, so dass das zweite Spreizelement 42 in Richtung des Pleuelfußes 85, also zweiten Komponente 92 des Motorbauteils 80, gedrückt wird und sich an dem Pleuelfuß 85, wobei die erste Komponente 91, der Pleueldeckel 86 sozusagen abgesprengt wird.
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Die voneinander getrennten Komponenten 91 und 92 werden in einem späteren Arbeitsschritt, beispielsweise wenn die Werkzeugmaschine 10 einen Bestandteil eines Bearbeitungszentrums bildet, wieder aneinander gefügt und beispielsweise miteinander verschraubt. Für Schrauben sind z. B. die beiden Seitenschenkel 93 durchsetzende Montagekanäle 87 oder Bohrungen vorgesehen.
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Die Spreizelemente 41, 42 begrenzen eine Führungsaufnahme 44 zur Aufnahme und Führung des Betätigungskörpers 43. Der Betätigungskörper 43 umfasst beispielsweise einen sogenannten Spreizkeil.
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Die beiden Spreizelemente 41, 42 haben an ihrem in Druck-Kontakt mit der Lageröffnung 89 kommenden Außenumfang 46 eine Außenumfangskontur, die mit einer Innenumfangskontur an einem Innenumfang 94 der Lageröffnung 89, des Auges 83, korrespondiert. Mithin können also die Spreizelemente 41, 42 im wesentlichen formschlüssig passend am Innenumfang 94 des Auges 83 anliegen. Die Spreizelemente 41, 42 bilden beispielsweise Spreizbacken.
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Der Betätigungskörper 43 ist durch einen Spreizantrieb 50 antreibbar, der z. B. einen ein pneumatischen Zylinder, einen hydraulischen Antrieb oder dergleichen anderen fluidischen Antrieb aufweist. Alternativ wäre auch beispielsweise ein Linearantrieb, zum Beispiel elektrischer Linearantrieb, möglich. Der Spreizantrieb 50 kann auch einen Impulsantrieb und/oder eine Schlagmasse umfassen.
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Die beiden Spreizelemente 41, 42 haben jeweils im Bereich ihrer Stirnseite eine Einführschräge 47, die das Einführen in die Lageröffnung 89 erleichtern. Wenn der Betätigungskörper 43 oder Spreizkeil von den Spreizelementen 41 und 42 weg verstellt ist, nehmen sie eine Positionierstellung ein, in welcher die Spreizelementanordnung 45, die insgesamt einen Spreizdorn 48 bildet, in die Lageröffnung 89 entlang einer Längsachse 35 einführbar ist. Sodann wird durch den Spreizantrieb 50 der Betätigungskörper 43 zu den Spreizelementen 41 und 42 hin verstellt, wodurch diese nach radial außen, quer zur Längsachse 35 relativ zueinander verstellt werden (Pfeile 61) und eine Spreizstellung einnehmen, bei der die bei den Spreizelemente 41 und 42 eine Druckkraft in der Lageröffnung 89 nach radial außen auf die Komponenten 91 und 92 des Motorbauteils 80 ausüben.
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Die Spreizelemente 41 und 42 sind mit Haltbereichen 49 z. B. am Schlitten 29 quer zur Längsachse 35 beweglich gelagert.
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Die beiden Spreizelemente 41 und 42 bilden den Spreizdorn 48.
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Die Krafteinleitung bzw. die Druckkraft beim Bruchtrennen erfolgt in der Lageröffnung 89 im Bereich der Bruchtrennflächen 90, also im Bereich einander gegenüberliegender Sollbruchstellen 95, dort wo die Kerben 88 in einer Ausführungsform der Erfindung bereits angebracht sind.
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Die Außenumfänge 46 der beiden Spreizelemente 41, 42 sind im wesentlichen zylindrisch. Dies korrespondiert mit der zylindrischen Innenkontur des Innenumfangs 94 des Motorbauteils 80 im Bereich der Lageröffnung 89. Insofern würde also an sich die Gesamt-Außenkontur der beiden Teil-Außenumfänge 46 exakt in die Lageröffnung 89 passen, so dass dort an sich ein gleichmäßiger Druck resultieren würde. Erfindungsgemäß jedoch ist gerade dies nicht gewünscht, sondern die Krafteinleitung soll im Bereich der beiden Sollbruchstellen 95 geschehen.
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Vor einen Außenumfang 46 der Spreizelemente 41, 42 grundsätzlich definierende Außenumfangsfläche 51 stehen Anlageflächen 52, 53, 54 und 55 nach radial außen vor, d. h. dass die Spreizelemente 41, 42 mit den Anlageflächen 52–55 in Anlage mit dem Innenumfang 94 der Lageröffnung 89 beim Bruchtrennen kommen, wobei die Anlageflächen 52–55 auf Anlagebereiche 96–99 des Innenumfangs 94 der Lageröffnung 89 einwirken. Die Anlagebereiche 96–99 sind ebenfalls flächig, korrespondierend mit den Anlageflächen 52–55.
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Die Anlageflächen 52–55 stehen erhaben vor die Außenumfangsfläche 51 vor. Die Anlageflächen 52–55 haben eine Außenkontur, die der Außenumfangsfläche 51 im Wesentlichen entspricht, also etwa zylindrisch ist. Dadurch liegen die Anlageflächen 52–55 flächig an den Anlagebereich 96–99 an, üben also gleichmäßig Druck aus.
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Die Anlageflächen 52–55 haben jeweils einen Bruchtrennflächen-Winkelabstand 56 von der Sollbruchstelle 95 bzw. den Bruchtrennflächen 90. Mithin drückt also die Spreizelementanordnung 45 nicht direkt auf die Sollbruchstelle 95, sondern wirkt etwas seitlich davon auf die Lageröffnung 89 ein.
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Die Anlageflächen 52–55 sind vorliegend streifenförmig. Sie erstrecken sich insgesamt über einen Anlage-Winkelbereich 57 von beispielsweise 60–90°, wobei vorliegend 90° gewählt ist.
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Weiterhin erstrecken sich die Anlageflächen 52–55 nicht über die gesamte Höhe 100 der Lageröffnung 89 (bezogen auf die Längsachse 35), sondern nur über einen Teil davon. Vorliegend sind die Anlageflächen 52–55 so getroffen, dass sie sowohl zur oberen Stirnseite 101 des Motorbauteils 80 als auch zur gegenüberliegenden, in der Zeichnung nicht sichtbaren Stirnseite des Motorbauteils 80 jeweils einen Längsabstand 58 haben. Insgesamt sind also die Anlageflächen 52–55 etwa Höhenmittig oder längsmittig bezogen auf die Höhe 100 bzw. die Längsachse 35 in der Lageröffnung 89 beim Bruchtrennen wirksam.
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Es stellt sich dann vorteilhaft ein in 7 schematisch dargestellter Bruchverlauf ein, das heißt die Haupt-Andruckkraft 59 wirkt sozusagen höhenmittig oder längsmittig bezogen auf die Längsachse 35 in den Anlagebereichen 96–99 auf die Lageröffnung 89 ein, so dass sich ein durch Pfeile dargestellter Bruchverlauf oder Verlauf der Ablösung der beiden Komponenten 91 und 92 voneinander ergibt. Man erkennt, dass im Bereich der Bruchtrennfläche 90 gegenüberliegend zum Kraft-Pfeil der Andruckkraft 59, also in einem Abschnitt 103 des Motorbauteils 80, keine ”Trenn-Pfeile” direkt aufeinander zu laufen, so dass sich die Bruchtrennfläche 90 gleichmäßig und im wesentlichen ohne Stufe gerade in diesem Abschnitt 103 darstellt.
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Dies ist ein Unterschied zum Stand der Technik, also quasi einer konventionellen Bruchtrennung, bei der die Krafteinleitung nicht etwa mittig im Bereich des Montagekanals 87 erfolgt, sondern in der Regel über die gesamte Höhe 100 der Lageröffnung 89 hinweg. Die Haupt-Andruckkraft 60 ist jedoch insbesondere neben dem Montagekanal 87 wirksam, weil die Wand 102 zum Montagekanal 87 der Andruckkraft 60 weniger Widerstand leisten kann, also etwas ausweicht.
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Es versteht sich, dass anstelle der im wesentlichen rechteckförmigen Anlageflächen 52–55 auch beispielsweise kreisförmige oder elliptische Anlageflächen möglich sind. Ferner könnte beispielsweise jede der Anlageflächen 52 in Umfangsrichtung der Spreizelemente 41, 42 mit einer Unterbrechung versehen sein, so dass beispielsweise zwei oder drei oder weitere streifenförmige Anlageflächen ausgebildet sind, die sich über den Außenumfang 46 hinweg erstrecken und quer zur Längsachse 35 verlaufen.
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Es können auch größere oder kleinere Bruchtrennflächen-Winkelabstände als der Bruchtrennflächen-Winkelabstand 56 vorgesehen sein.
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Auch der Anlage-Winkelbereich 57 kann größer oder kleiner sein. Der Anlage-Winkelbereich 57 muss nicht symmetrisch bezüglich der Sollbruchstellen 95 sein. Beispielsweise können sich die Anlageflächen 52 und 53 über einen größeren Winkelbereich des Außenumfangs 46 erstrecken als die beiden anderen Anlageflächen 54 und 55.
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Ferner ist es möglich, dass anstelle sich über einen Außenumfangsabschnitt durchgehend erstreckenden Anlageflächen, wie bei den Anlageflächen 52–55 der Fall, auch Anlageflächen vorgesehen sein, die über einen Umfangsabschnitt Abstände zueinander haben. Man kann sich beispielsweise vorstellen, dass die Anlageflächen 52 und/oder 53 bezüglich des Außenumfangs 46 unterteilt ist, d. h. jeweils zwei Umfangsabschnitte 53a, 53b aufweist.
