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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Reinigen bruchgetrennter Bauteile an beim Bruchtrennen entstandenen Oberflächen.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 015 678 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtungsanordnung zum Reinigen bruchgetrennter Bauteile an beim Bruchtrennen entstandenen Oberflächen bekannt, wobei die bruchgetrennten Bauteile vibrationsbeaufschlagt werden, und wobei von den Teilen gelöste Partikel durch ein kombiniertes Beaufschlagen mit Blasluft und Absaugen, was auch als Blassaugen bezeichnet wird, entfernt werden. Diese Vorgehensweise ist insbesondere bekannt zum Reinigen bruchgetrennter Pleuel für Hubkolbenmaschinen, wobei gerade in diesem Bereich nicht entfernte gelöste oder noch festsitzende, aber bereits angerissene und damit mittel- bis langfristig instabile Partikel ein erhebliches Risiko für den Betrieb einer mit einem solchen Pleuel ausgestatteten Hubkolbenmaschine darstellen. Das bekannte Verfahren und die Vorrichtung sind in Hinblick auf ihre Leistung beim Entfernen von Partikeln von beim Bruchtrennen entstandenen Oberflächen verbesserungswürdig.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen bruchgetrennter Bauteile an beim Bruchtrennen entstandenen Oberflächen zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Reinigen bruchgetrennter Bauteile an beim Bruchtrennen entstandenen Oberflächen geschaffen wird, welches folgende Schritte aufweist: Zwei durch Bruchtrennen gebildete Oberflächen eines Bauteils werden in einem Abstand zueinander angeordnet, sodass ein Spalt zwischen den Oberflächen entsteht. In den Spalt wird ein zündfähiges Gasgemisch eingebracht, und das zündfähige Gasgemisch wird in dem Spalt entzündet. Bei der hierauf folgenden Umsetzung des zündfähigen Gasgemischs, das bevorzugt explosionsartig verbrennt, können auf den beim Bruchtrennen gebildeten Oberflächen vorhandene, gelöste Partikel verbrannt und damit von den Oberflächen entfernt werden. Auch noch nicht vollständig gelöste, angerissene Partikel können aufgrund der schlagartig freigesetzten Energie und insbesondere der Ausbreitung einer Stoßwelle in dem Spalt gelöst und anschließend verbrannt werden. Der Mechanismus dieses auch als Explosionsentgraten bezeichneten Vorgangs beruht insbesondere darauf, dass die hier relevanten, sehr kleinen Partikel eine geringe Wärmekapazität und zugleich einen äußerst geringen thermischen Kontakt zu ihrer Umgebung aufweisen, sodass in sie eingebrachte Wärme kaum abgeführt werden kann. Durch das hier vorgeschlagene Verfahren können daher die bruchgetrennten Oberflächen eines Bauteils sehr effizient und gründlich nicht nur von bereits gelösten Partikeln, sondern auch von angerissenen Partikeln gereinigt werden.
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Es ist möglich, dass das Verfahren mit einem Blassaug-Verfahren bekannter Art kombiniert wird, wobei vorzugsweise die Oberflächen zusätzlich vor und/oder nach Durchführung der hier vorgeschlagenen Verfahrensschritte mittels Blassaugen behandelt werden, insbesondere um Verbrennungsrückstände und/oder noch vorhandene Partikel zu entfernen.
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Unter Oberflächen, die beim Bruchtrennen entstanden sind, werden hier insbesondere Oberflächen verstanden, welche vor dem Bruchtrennen an dem Bauteil noch nicht ausgebildet sind, sondern welche vielmehr entstehen, wenn das Bauteil bruchgetrennt wird. Es handelt sich also insbesondere um Oberflächen an den Trennstellen des bruchgetrennten Bauteils.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Spalt evakuiert wird, bevor das zündfähige Gasgemisch in den Spalt eingebracht wird. Somit kann sichergestellt werden, dass eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete, wohldefinierte Gasmischung in dem Spalt erzeugt wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zündfähige Gasgemisch elektrisch gezündet wird. Dies stellt eine ebenso einfache, wie sichere und zugleich flexible Art der Zündung des zündfähigen Gasgemischs dar. Dabei können insbesondere zusätzliche Vorteile durch die spezifische Art der elektrischen Zündung erreicht werden:
Bevorzugt ist vorgesehen, dass in dem Spalt eine radial ausgerichtete Entladung erzeugt wird. Dabei wird unter einer radialen Richtung eine Richtung verstanden, die senkrecht auf einer Richtung steht, in welcher die beiden durch Bruchtrennen gebildeten Oberflächen voneinander beabstandet sind. Auf diese Weise kann die in den Spalt eingebrachte Energie radial ausgerichtet werden, wodurch eine hohe Reinigungseffizienz für das Verfahren bewirkt wird.
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Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass eine ringförmige Entladung in dem Spalt erzeugt wird. Dies bedeutet bevorzugt, dass die Entladung von einem Zentrum oder einer Mitte des Spalts möglichst homogen in alle radialen Richtungen, also entlang eines Azimutwinkels gleichverteilt, erzeugt wird. Dabei kann die Entladung sowohl von dem Zentrum oder der Mitte des Spalts ausgehen und radial nach außen laufen, als auch radial außen entstehen und in radialer Richtung nach innen auf das Zentrum oder die Mitte des Spalts zulaufen. Eine ringförmige Entladung bringt eine besonders homogene und gründliche Reinigung der den Spalt begrenzenden Oberflächen mit sich.
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Zusätzlich oder alternativ ist es bevorzugt vorgesehen, dass eine ringförmig umlaufende Entladung in dem Spalt erzeugt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass eine Richtung der Entladung, insbesondere ein Azimutwinkel eines Entladungspfads der Entladung, mit der Zeit variiert, sodass der Entladungspfad in dem Spalt – in Umfangsrichtung gesehen – umläuft. Eine Umfangsrichtung ist dabei eine Richtung, welche die Richtung, in welcher die Oberflächen voneinander beabstandet sind, konzentrisch umgreift. Eine solche ringförmig umlaufende Entladung kann beispielsweise mittels einer segmentierten Elektrode bewirkt werden, wobei die einzelnen Elektrodensegmente der Elektrode zeitlich nacheinander, vorzugsweise periodisch, angesteuert werden. Dies sorgt für eine besonders effiziente und gründliche Reinigung der Oberflächen.
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Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass in dem Spalt eine Entladung mit zeitlich variierender Polarität erzeugt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass die Entladungsrichtung, mithin insbesondere die Ausrichtung der Entladung von der Mitte oder dem Zentrum des Spalts nach außen oder von außen zur Mitte oder dem Zentrum des Spalts hin, zeitlich verändert wird, insbesondere durch Umpolen von Elektroden. Dabei ist es insbesondere möglich, dass die Polarität der Entladung periodisch variiert wird. Dies trägt zu einem möglichst kontinuierlichen Reinigungsprozess bei, und es kann auf diese Weise zusätzliche Energie in den Spalt eingekoppelt werden.
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Vorzugsweise wird für die Zündung des Gasgemischs eine vorbestimmte Strom-Spannungs-Kennlinie durchlaufen, insbesondere gesteuert oder geregelt. Dies sorgt für hocheffiziente und reproduzierbare Zündbedingungen in dem Spalt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während der Zündung des zündfähigen Gasgemischs und/oder während der Umsetzung des zündfähigen Gasgemischs eine Relativbewegung der Oberflächen in Richtung ihres Abstandes, mithin in Axialrichtung, bewirkt wird. Diese Relativbewegung kann in Richtung einer Verengung des Spalts bewirkt werden, sodass die Oberflächen also aufeinander zu verlagert werden. Dabei kann zusätzlich eine Druckerhöhung und/oder eine Energieverdichtung in dem Spalt bewirkt werden, welche wiederum eine höhere Reinigungswirkung ermöglicht. Für noch nicht gelöste, aber angerissene Partikel wird ein erhöhter Abriss erzeugt.
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Alternativ ist es möglich, dass eine Relativbewegung im Sinne einer periodischen Variation einer Spaltbreite des Spalts bewirkt wird. Die Oberflächen werden also periodisch aufeinander zu und voneinander weg verlagert. Auch auf diese Weise kann zusätzliche, mechanische Energie, insbesondere Druckenergie, in den Spalt eingekoppelt werden, welche die Reinigungswirkung des Verfahrens erhöht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein bruchgetrenntes Pleuel gereinigt wird. Pleuel für Hubkolbenmaschinen werden typischerweise im Bereich eines großen Pleuelauges bruchgetrennt, wobei bei einer anschließenden Pleuelmontage von einer selbstzentrierenden Wirkung der bruchgetrennten Oberflächen Gebrauch gemacht wird. Weisen die bruchgetrennten Oberflächen bei der Montage noch gelöste oder angerissene Partikel, die auch als Crackpartikel bezeichnet werden, auf, kann dies zu einer ungenauen Montage und insbesondere zu erhöhten Belastungen des Pleuels im Betrieb der Hubkolbenmaschine führen, was wiederum eine Beschädigung des Pleuels und letztlich der gesamten Hubkolbenmaschine, bis hin zu einem Totalschaden, zur Folge haben kann.
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Bevorzugt wird eine Pleuelschraube als Elektrode zum Zünden der Entladung in dem Spalt verwendet. Die Pleuelschraube ist vorgesehen, um bei der Montage die durch Bruchtrennen entstandenen Teile des Pleuels, nämlich einen Pleueldeckel und einen Pleuelschaft, miteinander zu verbinden, wobei die Pleuelschraube in Schraubbohrungen des Pleuels eingreift. Bei der Durchführung des hier vorgeschlagenen Verfahrens ist die Pleuelschraube nicht vollständig angezogen, sodass die durch Bruchtrennen entstandenen Oberflächen voneinander beabstandet angeordnet werden können, wobei so der Spalt gebildet werden kann. Gleichwohl ist die Pleuelschraube bevorzugt in die Schraubbohrungen eingesetzt, wobei sie elektrisch kontaktiert wird und so eine in dem Spalt angeordnete, zentrale Elektrode bildet. Damit kann die Entladung in ebenso einfacher wie effizienter und definierter Weise radial ausgerichtet erzeugt werden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung zum Reinigen bruchgetrennter Bauteile an beim Bruchtrennen entstandenen Oberflächen geschaffen wird, wobei die Vorrichtung insbesondere eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Die Vorrichtung weist eine Dichteinrichtung auf, die eingerichtet ist zur Ausbildung einer Explosionskammer, die einen durch Anordnen von zwei durch Bruchtrennen gebildeten Oberflächen in einem Abstand zueinander zwischen den Oberflächen gebildeten Spalt umgreift. Die Vorrichtung weist eine erste Elektrode auf, die in dem Spalt anordenbar ist. Sie weist außerdem eine zweite Elektrode auf, die ausgebildet ist, um den Spalt in der Explosionskammer zu umgreifen. Weiter weist die Vorrichtung eine Gaszuführeinrichtung auf, die eingerichtet ist zum Zuführen eines zündfähigen Gasgemischs in die Explosionskammer. Die Vorrichtung weist auch eine Zündeinrichtung auf, die eingerichtet ist zum Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, um das zündfähige Gasgemisch zu zünden. In Zusammenhang mit der Vorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
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Es zeigt sich, dass bevorzugt ein zu reinigendes bruchgetrenntes Bauteil nicht in eine das Bauteil vollständig aufnehmende Explosionskammer eingebracht wird, wie dies typischerweise beim Explosionsentgraten durchgeführt wird, sondern dass vielmehr bevorzugt in unmittelbarer Umgebung des Spalts eine Explosionskammer mittels der Dichteinrichtung bereitgestellt wird, deren Volumen vorzugsweise ähnlich groß oder nur wenig größer ist als der Spalt, wobei es vorzugsweise in derselben Größenordnung wie das Volumen des Spalts liegt. Dadurch kann die Umsetzung des zündfähigen Gasgemischs in dem Spalt sehr lokal und damit zugleich äußerst effizient und in gut definierter, insbesondere gesteuerter Weise bewirkt werden, was sich positiv auf die Reinigungswirkung auswirkt. Weiterhin können erhebliche Einsparungen an zündfähigem Gasgemisch erzielt werden, wenn nur ein vergleichsweise geringes Volumen – insbesondere im Vergleich mit einer Explosionskammer, welche das gesamte Bauteil aufnimmt, befüllt werden muss.
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Die Dichteinrichtung weist vorzugsweise zumindest zwei Dichtmanschetten auf, welche bevorzugt so ausgebildet sind, dass sie den Spalt dichtend umgreifen. Dabei ist es möglich, dass sie einer Kontur einer äußeren Umrandung des Spalts folgen und beispielsweise eine rechteckförmige Explosionskammer bilden. Besonders bevorzugt umgreifen die Dichtmanschetten aber den Spalt ringförmig, wodurch auch eine ringförmige Explosionskammer bereitgestellt wird. Dies stellt eine ebenso einfach herstellbare wie leicht handhabbare Ausgestaltung der Explosionskammer und der Dichteinrichtung dar.
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Als erste Elektrode wird bevorzugt eine Pleuelschraube eines mittels der Vorrichtung zu reinigenden, bruchgetrennten Pleuels verwendet. Die Pleuelschraube wird vorzugsweise elektrisch kontaktiert, das heißt insbesondere mit der Zündeinrichtung elektrisch wirkverbunden, um als erste Elektrode wirken zu können.
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Die Gaszuführeinrichtung weist bevorzugt eine Gasfördereinrichtung, insbesondere eine Pumpe, sowie wenigstens eine mit der Explosionskammer fluidverbundene Leitung zur Zuleitung des zündfähigen Gasgemischs in die Explosionskammer auf. Vorzugsweise weist die Gaszuführeinrichtung ein Mischventil auf, mit welchem – bevorzugt gesteuert oder geregelt – das zündfähige Gasgemisch durch Mischen wenigstens zweier Gase, welche dem Mischventil zugeführt werden, mit definierter Zusammensetzung bereitgestellt werden kann. Weiterhin weist die Zuführeinrichtung bevorzugt eine Druckregeleinrichtung auf, mit welcher ein Druck des zündfähigen Gasgemischs in der Explosionskammer geregelt werden kann.
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Es ist möglich, dass die Gaszuführeinrichtung eine Evakuierungseinrichtung, insbesondere eine Pumpe, aufweist, um den Spalt vor der Einleitung des zündfähigen Gasgemischs in den Spalt evakuieren zu können.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Druckmesseinrichtung auf, die in der Explosionskammer angeordnet ist und einen Gasdruck in derselben erfassen kann. Weiterhin weist die Vorrichtung bevorzugt Mittel auf, um eine Qualität des zündfähigen Gasgemischs in der Explosionskammer zu messen. Dies können insbesondere Mittel zur kapazitiven Messung der Zusammensetzung, Gasqualität und/oder der Verteilung des zündfähigen Gasgemischs in der Zündkammer sein, insbesondere in Form von kapazitiv miteinander verknüpften Elektroden.
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Bevorzugt ist die Zündeinrichtung so ausgebildet, dass sie eine Zündung des zündfähigen Gasgemischs nur dann bewirkt, wenn dessen Zusammensetzung und/oder Verteilung sowie zusätzlich der Druck in der Explosionskammer in Hinblick auf eine effiziente Reinigung der Oberflächen geeignete Werte aufweisen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Elektrode ringförmig ausgebildet ist. Insbesondere im Zusammenspiel mit der zentral angeordneten ersten Elektrode können so Entladungen erzeugt werden, welche radial ausgerichtet sind.
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Die zweite Elektrode weist zusätzlich oder alternativ bevorzugt eine Mehrzahl von – insbesondere warzenförmigen – in Richtung der ersten Elektrode weisenden Vorsprünge auf. Dabei können sich einzelne Entladungspfade insbesondere von der ersten Elektrode zu den einzelnen Vorsprüngen – oder in umgekehrter Richtung – ausbilden. Vorzugsweise sind die Vorsprünge homogen – in Umfangsrichtung gesehen – verteilt an der zweiten Elektrode angeordnet und bevorzugt – in radialer Richtung gesehen – gleich hoch ausgebildet, sodass die Entladung bevorzugt in allen azimutalen Richtungen gleichzeitig ausgebildet wird, wobei insbesondere eine ringförmige Entladung entsteht. Die Vorsprünge sind bevorzugt – ausgehend von einer die Vorsprünge umgebenden Oberfläche der zweiten Elektrode gemessen – von mindestens 0,1 mm bis höchstens 0,5 mm hoch, wobei diese Höhe insbesondere die radiale Erstreckung der Vorsprünge in Richtung auf die erste Elektrode hin angibt.
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Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Elektrode segmentiert ausgebildet ist. In diesem Fall weist sie bevorzugt – in Umfangsrichtung gesehen – zueinander versetzt angeordnete und vorzugsweise gegeneinander isolierte Elektrodensegmente auf, die einzeln angesteuert, insbesondere mit einer Spannung beaufschlagt werden können. Dabei ist es möglich, dass unmittelbar benachbarte Elektrodensegmente der zweiten Elektrode jeweils einen azimutalen Winkelabstand von mindestens 10° bis höchstens 50°, vorzugsweise von 30°, zueinander aufweisen. Vorzugsweise weist jedes Elektrodensegment wenigstens einen – insbesondere warzenförmigen – Vorsprung auf. Die Zündeinrichtung ist eingerichtet, um die Elektrodensegmente der zweiten Elektrode nacheinander, vorzugsweise periodisch, anzusteuern, das heißt insbesondere mit Spannung zu beaufschlagen. Auf diese Weise kann eine ringförmig umlaufende Entladung in dem Spalt verwirklicht werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zündeinrichtung eingerichtet ist, um eine Polarität zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode zeitlich zu variieren. Dabei kann die Polarität einmalig umgeschaltet werden, es ist aber auch möglich, dass die Polarität periodisch variiert wird. Eine Variation der Polarität bedeutet insbesondere, dass eine der Elektroden zu einem ersten Zeitpunkt als Kathode und die andere der beiden Elektroden zu diesem ersten Zeitpunkt als Anode geschaltet wird, wobei zu einem zweiten, von dem ersten Zeitpunkt verschiedenen Zeitpunkt die eine Elektrode als Anode und die andere der beiden Elektroden als Kathode geschaltet wird.
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Im Übrigen wird eine Ausgestaltung der Vorrichtung bevorzugt, bei welcher die Zündeinrichtung derart mit der Pleuelschraube eines als zu reinigendem Bauteil ausgebildeten Pleuels elektrisch verbunden ist, dass die Pleuelschraube als Anode geschaltet ist. Dabei ist vorzugsweise eine ringförmig in der Explosionskammer angeordnete Elektrode als Kathode geschaltet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Zustelleinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um eine Relativbewegung der Oberflächen in Richtung ihres Abstands voneinander, also in axialer Richtung, zu bewirken, nämlich vorzugsweise in Richtung einer Verengung des Spalts, oder im Sinne einer periodischen Variation der Spaltbreite. Die Zustelleinrichtung ist dabei vorzugsweise mit der Zündeinrichtung derart synchronisiert, dass die Relativbewegung der Oberflächen während der Zündung und/oder während der Umsetzung des zündfähigen Gasgemischs in dem Spalt mittels der Zustelleinrichtung bewirkt werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, dass die Vorrichtung zwei Dichteinrichtungen aufweist, wobei jede der Dichteinrichtungen eingerichtet ist zur Ausbildung einer Explosionskammer, wobei die beiden Dichteinrichtungen insbesondere eingerichtet sind, um an jeweils einer von zwei Bruchstellen eines bruchgetrennten Pleuels angeordnet zu werden. Jede der Dichteinrichtungen weist dabei bevorzugt jeweils zwei Elektroden für jede Seite des bruchgetrennten Pleuels auf. Auf diese Weise kann eine Zweikammer- oder Doppelkammer-Explosionsentgratung sowohl für eine linke als auch für eine rechte Crackfläche eines Pleuels bewirkt werden. Dabei kann eine zeitlich versetzte Zündung – insbesondere um 0,25 s bis 0,5 s – der beiden Seiten bewirkt werden.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren und der Vorrichtung kann nach allem eine Trennflächenreinigung durch gezieltes Anlegen einer Anoden- und Kathodenspannung und durch konditionierte Zuführung eines zündfähigen Gasgemisches erzielt werden, wobei gelöste und angerissene Materialpartikel reduziert werden können. Dadurch werden Crackkonturen ohne anhaftende Materialpartikel erzeugt, wodurch eine Montage einer Hubkolbenmaschine optimiert werden kann. Dabei können insbesondere schnellere Montagezeiten erzielt werden, da die Montage-Treffsicherheit der Täler und der Hügelerhebungen in den Spalten erhöht wird, wobei diese Täler- und Hügelerhebungen beim Fügen eine innige Verbindung eingehen.
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Eine Zündspannung kann über eine Einkopplung in den Schraubenkopf einer Pleuelschraube eingeleitet werden. Es kann eine ringförmige Expansion und damit eine Schlagstoßwelle über eine obere und untere Crackfläche eines Pleuels erzeugt werden. Eine gezielte Stromsteuerung für die Zündung des zündfähigen Gasgemischs kann insbesondere über eine Kondensatorentladungskurve erreicht werden. Eine gezielte Parametrisierung einer Gasdichtenkonzentration ist durch die Zuleitung des zündfähigen Gasgemischs über Dichtmanschetten am Pleuel an den mechanisch bearbeiteten Flächen möglich. In der Folge ergeben sich insbesondere für ein Pleuel Montagezeiteinsparungen und geringere Kontrollzeiten bei der manuellen Montage zur Fingernagelprobe. Es ergibt sich eine optimierte Montagezentrierung über gezielte Crackstrukturierung. Ein Ausschuss und eine Anzahl von Wiederholmontagen kann reduziert werden. Weiterhin ergibt sich ein stabiler Endmontagenprozess durch Tiefenreinigung.
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Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und der Vorrichtung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Vorrichtung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal eines erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung bedingt ist. Die Vorrichtung zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Reinigen bruchgetrennter Bauteile an beim Bruchtrennen entstandenen Oberflächen, und
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2 eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zum Reinigen eines bruchgetrennten Bauteils 3, hier eines Pleuels 5, an beim Bruchtrennen entstandenen Oberflächen, nämlich einer ersten Oberfläche 7 und einer zweiten Oberfläche 9. Diese Oberflächen 7, 9 werden in einem Abstand zueinander angeordnet, sodass ein Spalt 11 zwischen den Oberflächen 7, 9 entsteht.
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Die Vorrichtung 1 weist eine Dichteinrichtung 13 auf, die hier zwei Dichtmanschetten, nämlich eine erste Dichtmanschette 15 und eine zweite Dichtmanschette 17 umfasst, die eingerichtet sind, um eine den Spalt 11 umgreifende Explosionskammer 19 zu bilden. Dabei ist die Explosionskammer 19 insbesondere ringförmig ausgebildet. Die Dichtmanschetten 15, 17 umgreifen den Spalt 11 hier ringförmig.
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Die Vorrichtung 1 weist außerdem eine erste Elektrode 21, hier in Form einer Pleuelschraube 23 auf, wobei die Pleuelschraube 23 zentral in dem Spalt 11 angeordnet ist, insbesondere weil sie in eine Schraubbohrung 25 eingesetzt ist, wobei in der Explosionskammer 19 eine zweite, vorzugsweise ringförmige, nur in 2 dargestellte Elektrode 27 angeordnet ist, die den Spalt 11 – insbesondere ringförmig – umgreift.
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Die Vorrichtung 1 weist außerdem eine Gaszuführeinrichtung 29 auf, die eingerichtet ist zum Zuführen eines zündfähigen Gasgemischs in die Explosionskammer 19. Hierzu weist die Gaszuführeinrichtung 29 eine Pumpe 31, insbesondere zur Druckerzeugung und/oder Druckregelung in der Explosionskammer 19, eine Zuleitung 33, die mit der Explosionskammer 19 fluidverbunden ist, ein Mischventil 35 zur Steuerung oder Regelung der Zusammensetzung des zündfähigen Gasgemischs, und wenigstens zwei Gasbereitstellungsleitungen 37, 37' zur Bereitstellung von wenigstens zwei miteinander reaktionsfähigen Gasen auf, wobei die über die Gasbereitstellungsleitungen 37, 37' bereitgestellten Gase durch das Mischventil 35 in geeigneter und definierter Weise miteinander zu dem zündfähigen Gasgemisch gemischt und dann über die Zuleitung 33 der Explosionskammer 19 zugeführt werden können.
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Weiterhin weist die Vorrichtung 1 eine Zündeinrichtung 39 auf, die eingerichtet zum Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode 21 und der zweiten Elektrode 27, um das zündfähige Gasgemisch in der Explosionskammer 19 zu zünden.
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Die Zündeinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um eine Polarität zwischen der ersten Elektrode 21 und der zweiten Elektrode 27 zeitlich zu variieren, insbesondere einmalig umzuschalten oder periodisch zu verändern.
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Die Vorrichtung 1 weist außerdem bevorzugt eine Zustelleinrichtung 41 auf, die eingerichtet ist, um eine Relativbewegung der Oberflächen 7, 9 in Richtung ihres Abstands voneinander zur Verengung des Spalts 11 oder zur periodischen Variation von dessen Spaltbreite zu bewirken. Dabei ist die Zustelleinrichtung 41 bevorzugt mit der Zündeinrichtung 39 synchronisiert, sodass die Relativbewegung während der Zündung und/oder während der Umsetzung des zündfähigen Gasgemischs in der Explosionskammer 19 bewirkt werden kann.
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Die Gaszuführeinrichtung 29 weist außerdem bevorzugt eine hier nicht dargestellte Vakuumpumpe auf, mit der der Spalt 11 evakuiert werden kann, bevor das zündfähige Gasgemisch in den Spalt 11 eingebracht wird. Es ist auch möglich, dass die Pumpe 31 als Vakuumpumpe betreibbar ist.
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In 1 ist die Vorrichtung 1 nur für eine Seite des Pleuels 5 dargestellt, nämlich für die in der Figur rechte Pleuelseite. Bevorzugt weist die Vorrichtung 1 aber zwei Dichteinrichtungen 13 auf, nämlich jeweils für jede Seite des Pleuels 5 eine solche Dichteinrichtung 13, wobei vorzugsweise jede dieser Dichteinrichtungen 13 zwei Elektroden 21, 27 umfasst. Es ergibt sich so insbesondere eine spiegelbildlich symmetrische Ausbildung der Vorrichtung 1 an dem Pleuel 5, wobei die Gaszuführeinrichtung 29, die Zündeinrichtung 39 und/oder bevorzugt auch die Zustelleinrichtung 41 für beide Seiten des Pleuels 5 gemeinsam vorgesehen sein können. Dabei kann die Zündeinrichtung 39 insbesondere eine zumindest geringfügig versetzte, jedenfalls aber zeitlich synchronisierte Zündung des zündfähigen Gasgemischs auf den beiden Seiten des Pleuels 5 bewirken, wobei sich insbesondere eine geringfügig zeitversetzte Zündung vorteilhaft auf die Reinigungsleistung des Verfahrens auswirkt.
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2 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines in 1 mit Z bezeichneten Details der Vorrichtung 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei wird insbesondere deutlich, dass die Explosionskammer 19 den Spalt 11 lokal ringförmig umgreift, wobei das Volumen der Explosionskammer 19 in der Größenordnung des Spaltvolumens des Spalts 11 ausgebildet ist.
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Die zweite Elektrode 27 ist bevorzugt ringförmig ausgebildet. Sie weist vorzugsweise eine Mehrzahl von – insbesondere warzenförmigen – in Richtung der ersten Elektrode 21 weisenden Vorsprüngen auf. Es ist zusätzlich oder alternativ möglich, dass die zweite Elektrode 27 segmentiert ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Zündeinrichtung 39 bevorzugt eingerichtet, um einzelne Elektrodensegmente der zweiten Elektrode 27 nacheinander, bevorzugt periodisch, anzusteuern.
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Das zündfähige Gasgemisch wird in dem Spalt 11 elektrisch gezündet, nämlich vorzugsweise indem eine radial ausgerichtete Entladung, eine ringförmige Entladung, eine ringförmig umlaufende Entladung, und/oder eine Entladung mit zeitlich variierender Polarität, in dem Spalt 11 erzeugt wird.
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Insgesamt zeigt sich, dass mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren und der Vorrichtung 1 zum Reinigen bruchgetrennter Bauteile 3 an beim Bruchtrennen entstandenen Oberflächen 7, 9 eine besonders gründliche und effiziente Reinigung durchgeführt werden kann, was sich insbesondere vorteilhaft auf den Betrieb einer mit einem solchen Bauteil 3 ausgestatteten Maschine, insbesondere auf eine mit einem bruchgetrennten Pleuel 5 ausgestattete Hubkolbenmaschine, auswirkt. Durch Explosionsentgraten abgelöste oder verkleinerte Partikel sowie Verbrennungsrückstände verbrannter Partikel können im Anschluss an das Explosionsentgraten durch Blassaugen von den Oberflächen 7, 9 entfernt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010015678 A1 [0002]
