Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Kur- belgehäuses sowie eine Bearbeitungsvorrichtung.

Zylinderlaufflächen von Verbrennungsmotoren werden heute oftmals mit ei- ner Beschichtung versehen, welche beispielsweise mittels eines thermischen Spritzverfahrens, wie Lichtbogendrahtspritzen, aufgetragen wird. Damit diese Beschichtung besser hält, wird die Zylinderfläche vor dem Beschichten„akti- viert“. Dieses Aktivieren besteht z. B. in dem Einbringen einer Struktur in die Zylinderwand, beispielsweise in Form von Nuten und Stegen. Dieses Ein- bringen erfolgt z. B. mechanisch. Ein entsprechendes Werkzeug ist bei spielsweise in der WO 2015/003790 A1 offenbart, welche sich auf ein Ver- fahren zum Bearbeiten einer Wand eines Zylinders eines Verbrennungsmo- tors bezieht, wobei hierfür ein ringförmiges Sägeblatt verwendet wird. Die hierbei erzeugten, beispielsweise rechteckigen, Nuten reichen für eine zuver- lässige Haftung aber oft noch nicht aus, sodass in einem weiteren Arbeits- schritt ein Umformen der erzeugten Struktur erfolgt, wodurch Hinterschnitte geformt werden, welche insbesondere einen Formschluss mit der später auf- gebrachten Beschichtung begünstigen. In der vorgenannten Druckschrift wird hierfür ein Rollierwerkzeug vorgeschlagen. Grundsätzlich ist die Verwendung mehrerer Werkzeuge bzw. allgemein die Umsetzung einer mehrstufigen Be- arbeitung fertigungstechnisch aber aufwendig. Hinzu kommt, dass die Werk- zeuge, insbesondere auch das vorgenannten Rollierwerkzeug, einem nicht zu vernachlässigenden Verschleiß unterliegt.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und ein schnelles und kostengünstiges Verfahren zum Bearbeiten eines Kurbelgehäuses sowie eine entsprechende Bearbei- tungsvorrichtung anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.

Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Bearbeiten eines Kurbelge- häuses die Schritte:

- Bereitstellen einer Bearbeitungsvorrichtung, wobei die Bearbeitungs- Vorrichtung eine mechanische Bearbeitungseinheit sowie ein Kühl- bzw. Spülsystem umfasst, welches zur Kühlung und/oder Spülung der mechanischen Bearbeitungseinheit oder einer zu bearbeitenden Ober- fläche vorgesehen ist;

- Einbringen einer Struktur in eine Zylinderwand eines Kurbelgehäuses mit der mechanischen Bearbeitungseinheit;

- Verwenden eines Fluidstroms des Kühl- bzw. Spülsystems zum zu- mindest bereichsweise Umformen der Struktur.

Bei der Bearbeitungsvorrichtung handelt es sich gemäß einer Ausführungs- form um ein Zerspanungswerkzeug zur Anwendung in oder an einem Zylin der eines Kurbelgehäuses eines Verbrennungsmotors, welches ausgelegt ist (Rechteck-)Nuten, oder allgemein Ausnehmungen, in der Zylinderwand zu erzeugen, welche bevorzugt ohne Steigung entlang der Zylinderwand verlau- fen. Dies hat den Vorteil, dass auch in den Endbereichen des Zylinders eine gleichmäßige (Oberflächen-)Struktur erzeugt wird. Weisen die Nuten eine Steigung auf, können sich in den Endbereichen des Zylinders größere Berei- che bzw. Flächen ergeben, welche keine Nut aufweisen (vgl. den Ausgang eines Gewindes). Nichtsdestotrotz kann es gemäß einer Ausführungsform aber durchaus vorgesehen sein, auch Nuten mit einer Steigung vorzusehen. Überdies müssen die Nuten nicht zwingend rechteckförmig sein. Entschei- dend ist, dass mit Vorteil das Kühl- bzw. Spülsystem, insbesondere der hier- zu bevorzugt bereits vorhandene Fluidstrom der Bearbeitungsvorrichtung genutzt wird, um die durch die mechanische Bearbeitungseinheit geschaffe- ne Struktur, beispielsweise in Form der vorgenannten (Rechteck-)Nuten, zu- mindest bereichsweise umzuformen, zu deformieren bzw. plastisch zu ver- formen. Insbesondere geschieht das Umformen zweckmäßigerweise derart, dass Hinterschnitte gebildet werden, welche sich als besonders vorteilhaft erwiesen haben, da sich eine später aufgebracht Schicht bzw. Beschichtung, beispielsweise mittels eines thermischen Spritzverfahrens, wie Lichtbogen- drahtspritzen, mit dieser Geometrie verklammern kann. Zweckmäßigerweise wird also der Fluidstrom dahingehend genutzt, die durch die mechanische Bearbeitungseinheit eingebrachte Struktur dahingehend zu verformen bzw. umzuformen, insbesondere plastisch umzuformen, dass eine Makrover- klammerung mit der Beschichtung geschaffen wird. Zweckmäßigerweise werden auf Basis des Fluidstroms ein oder mehrere Fluidstrahlen erzeugt und derart auf die Zylinderwand gerichtet, dass ein gewünschtes Umformen erreicht wird. Von „Fluidstrahl“ wird vorliegend dann gesprochen, wenn sozusagen der Fluidstrom die Bearbeitungsvorrichtung bzw. das Werkzeug „verlassen“ hat. Das Verwenden des Fluidstroms des Kühl- bzw. Spülsys- tems bringt insbesondere den Vorteil mit sich, dass es komplett verschleißfrei arbeitet und einfach nachregelbar ist, beispielsweise über die Steuergrößen Pulsfrequenz, Druck und/oder Anteil von Partikeln im Fluidstrom bzw. Fluid- strahl.

Entsprechend umfasst das Verfahren bevorzugt im Anschluss den Schritt:

- Aufbringen einer Beschichtung mittels eines thermischen Spritzverfah- rens, wie beispielsweise Lichtbogendrahtspritzen.

Daneben können auch andere Spritzverfahren, wie beispielsweise Kaltgas- spritzen, zum Einsatz kommen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

- Erzeugen zumindest eines gepulsten Fluidstrahls zum Umformen. Zweckmäßigerweise wird der Fluidstrom des Kühl- bzw. Spülsystem zum Erzeugen eines gepulsten Fluidstrahls verwendet bzw. in diesen umgeformt. Durch das Pulsen des Fluidstroms bzw. des Fluidstrahls wird in diesem eine sehr große kinetische Energie erzielt, wodurch die Struktur deformiert bzw. verformt bzw. umgeformt werden kann.

Dieser Effekt kann durch Zugabe von Festkörpern bzw. Partikeln im Flu idstrom bzw. Fluidstrahl zusätzlich verstärkt werden. Entsprechend umfasst das Verfahren bevorzugt den Schritt:

- Einbringen von Partikeln in den Fluidstrom bzw. in den (zumindest ei- nen) Fluidstrahl.

Bei den Partikeln kann es sich um Glasperlen oder Korund oder dergleichen handeln.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

- Aufrauen der Zylinderwand und/oder der Struktur mit dem zumindest einen Fluidstrahl.

Mit Vorteil wird die Struktur bzw. kann die Struktur nicht nur umgeformt bzw. deformiert werden. Zweckmäßigerweise wird sie zusätzlich auch aufgeraut, insbesondere auch durch die Zugabe der vorgenannten Partikel bzw. Fest- körper. Mit Vorteil kann entsprechend durch den Fluidstrom bzw. den Fluid strahl nicht nur eine Makroverklammerung bewirkt werden, sondern auch eine Mikroverklammerung, beispielsweis in Form der Aufrauung der Zylin- derwand bzw. der Struktur.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

- Erzeugen eines fächerförmigen Fluidstrahls.

Gemäß einer Ausführungsform ist der fächerförmige Fluidstrahl derart orien- tiert, dass er entlang einer Zylinderachse gerichtet ist, wodurch sozusagen in Flöhenrichtung die Zylinderwand großflächig bearbeitet wird.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

- Erzeugen von rechteckigen Nuten mit der mechanischen Bearbei- tungseinheit, insbesondere von rechteckigen Nuten, welche keine Steigung in Bezug auf die Zylinderachse aufweisen. Daneben können allerdings auch andere Querschnittsformen vorgesehen sein, beispielsweise runde oder dreieckige oder auch punkt- oder schlitzför- mige etc. Allgemein handelt es sich bei der Struktur insbesondere um eine Oberflächenstruktur, welche sich durch eine Abfolge von Nuten und Stegen bzw. Höhen und Tiefen auszeichnet, also eine Struktur, welche geeignet ist, derart verformt, deformiert oder umgeformt zu werden, dass möglichst Hin- terschnitte erzeugt werden können, welche sich für eine nachfolgende (ther- mische) Beschichtung als besonders vorteilhaft erwiesen haben.

Die Erfindung betrifft weiter eine Bearbeitungsvorrichtung bzw. ein Werkzeug zur Oberflächenaktivierung, umfassende eine mechanische Bearbeitungs- einheit sowie ein Kühl- bzw. Spülsystem, wobei die mechanisch Bearbei- tungseinheit zum Erzeugen einer Struktur in einer Zylinderwand eines Kur- belgehäuses ausgelegt ist, und wobei die Bearbeitungsvorrichtung ein Zu- satzsystem umfasst, welches ausgelegt ist, einen Fluidstrom des Kühl- bzw. Spülsystems zum Umformen der Struktur zu nutzen. Gemäß einer Ausfüh- rungsform handelt es sich um ein Zerspanungswerkzeug, welches eine, ins- besondere innenliegende, Kühlung aufweist. Die Kühlung bzw. das Kühlsys- tem, welches zur Kühlung und zum Spülen des Werkzeugs bzw. der zu be- arbeitenden Bauteiloberfläche verwendet wird, tritt mit Vorteil an einem Kühl- bzw. Spülkanal des Werkzeugs aus und wird zum Umformen der durch das Werkzeug bzw. die Bearbeitungsvorrichtung erzeugten Struktur verwendet. Zweckmäßigerweise ist das Zusatzsystem ausgelegt, ein Pulsen des Kühl- bzw. Spülmediums zu bewirken, beispielsweise durch ein entsprechendes Ventilsystem. Zweckmäßigerweise ist ein derartiges Ventilsystem in ein be- stehendes Analagenkonzept bzw. in eine bestehende Bearbeitungsvorrich- tung integrierbar, mit anderen Worten nachrüstbar. Die technische Umset- zung ist dabei auf vielerlei Arten möglich. Entscheidend ist, dass die Bearbei- tungsvorrichtung durch die Nutzung des Kühl- bzw. Spülsystems bzw. des- sen Modifikation oder Anpassung auf sehr einfache Weise eine schnelle und effektiver Kurbelgehäusebearbeitung ermöglicht. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die mechanische Bearbeitungsein- heit eine Vielzahl von umfänglich verteilten Trennelementen. Gemäß einer Ausführungsform sind die Trennelemente entlang einer Zylinderachse orien- tiert, wobei sie gemäß einer Ausführungsform ein beispielsweise kammarti- ges Profil aufweisen, um in der Zylinderwand des Kurbelgehäuses Nuten zu erzeugen. Alternativ kann die mechanische Bearbeitungsvorrichtung auch ein oder mehrere Sägeblätter aufweisen, welche ggf. entlang einer Hochach- se des Werkzeugs bzw. einer Zylinderachse angeordnet sind. Weitere bzw. alternative Ausgestaltungen sind ebenfalls denkbar.

Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen den umfänglich angeordneten Trennelementen zumindest ein Fluidauslass, bevorzugt auch mehrere, vor- gesehen. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei den Fluidauslässen um die bereits angesprochenen Kühl- und Spülkanäle der Bearbeitungsvorrichtung, welche ggf. ohnehin schon vorhanden sind. Durch das Zusatzsystem wird der Fluidstrom allerdings dahingehend modifiziert, insbesondere durch das Pulsen, dass er auch zum Umformen, Deformieren bzw. Verformen der durch die mechanische Bearbeitungseinheit aufgebrachten Struktur geeignet ist.

Gemäß einer Ausführungsform sind mehrere Fluidauslässe, beispielsweise entlang der vorgenannten Zylinderachse, in einer Reihe angeordnet. Dies hat sich insbesondere im Zusammenspiel mit den vorgenannten umfänglich ver- teilten Trennelementen hinsichtlich der Umformeigenschaften als besonders vorteilhaft erwiesen.

Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnten Vorteile und Merkmale gelten auch für die Bearbeitungsvorrichtung sowie umgekehrt. Weitere Vor- teile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform des Verfahrens bzw. einer Bearbeitungsvorrichtung mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Verschiedene Merkmale können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden. Es zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Detailansicht einer Bearbeitungsvorrichtung, deren mechanische Bearbeitungseinheit in eine Zylinderwand eingreift.

Fig. 2: eine schematische Ansicht eines Umformvorgangs durch einen

Fluidstrahl;

Fig. 3: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Bear- beitungsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Teilansicht eines Kurbelgehäuses, insbesondere eine Zylin derwand 10, wobei mit dem Bezugszeichen Z eine Zylinderachse bezeichnet ist. Bezugszeichen 20 verweist auf einen schematisch dargestellten Aus- schnitt eines Trennelements einer mechanischen Bearbeitungseinheit einer sonst nicht weiter dargestellten Bearbeitungsvorrichtung, welche zum Ein- bringen von Nuten 42 in den Zylinder vorgesehen ist. In der Folge entsteht eine Abfolge von Stegen 44 und Nuten 42 entlang der Zylinderachse Z, wodurch eine Struktur 40 geformt wird.

Fig. 2 zeigt nun, wie über Fluidstrahlen 50 die Struktur bzw. insbesondere die Stege 44 umgeformt bzw. verformt werden, wobei zum einen eine Ober- fläche der Zylinderwand 10 aufgeraut wird, wobei dieser Vorgang ggf. auch durch das Einbringen von Partikeln in den bzw. die Fluidstrahlen 50 verstärkt werden kann, und zum anderen die Stege 44 derart umgeformt werden, das Hinterschnitte erzeugt werden.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Bearbeitungsvorrichtung bzw. ein (Werkzeug- )Segment einer Bearbeitungsvorrichtung, wobei die Bearbeitungsvorrichtung eine mechanische Bearbeitungseinheit umfasst, welche in der hier gezeigten Ausführungsform beispielsweise umfänglich angeordnete Trennelemente 20 aufweist. Diese weisen (hier nicht dargestellt) z. B. eine kammartige Profilie- rung auf (vgl. auch Figur 1 ), um Nuten bzw. Stege zu erzeugen, wie sie in den Figuren 1 und 2 skizziert sind. Mit dem Bezugszeichen 52 sind Fluidaus- lässe bezeichnet, welche sich entlang einer Rotationsachse R der Bearbei- tungsvorrichtung bzw. entlang einer hier nicht dargestellten Zylinderachse erstrecken und welche umfänglich zwischen den Trennelementen 20 ange- ordnet sind. Über die Fluidauslässe 52 werden Fluidstrahlen, bevorzugt in gepulster Form, auf eine Zylinderwand aufgebracht, wodurch ein Umformen einer (z. B. mechanisch) eingebrachten Struktur, wie in der Fig. 2 skizziert, erzielt werden kann. Wie eingangs erwähnt, handelt es sich bei dem in Fig. 3 zu sehenden Bauteil beispielsweise um ein Werkzeugsegment einer Bearbei- tungsvorrichtung, wobei die Bearbeitungsvorrichtung eine Vielzahl derartiger Werkzeugsegmente übereinander entlang der Rotationsachse R der Bear- beitungsvorrichtung aufweisen kann. Das innenliegende Kühl- bzw. Spülsys- tem ist weiter nicht skizziert. Zweckmäßigerweise können vorhandene bzw. bestehende Bearbeitungsvorrichtungen leicht umgebaut werden bzw. kann ein Zusatzsystem, welches ausgelegt ist, den Fluidstrom des Kühl- bzw. Spülsystems zum Umformen der durch die mechanische Bearbeitungseinheit erzeugten Struktur zu verwenden, leicht in ein bestehendes Anlagenkonzept integriert werden. Das Verwenden des Fluidstroms des Kühl- bzw. Spülsys- tems bringt dabei insbesondere den Vorteil mit sich, dass es komplett ver- schleißfrei arbeitet und einfach nachregelbar ist, beispielsweise über die Steuergrößen Pulsfrequenz, Druck oder Anteil der Partikel im Fluidstrom.

Bezugszeichenliste

10 Zylinderwand 20 Trennelement 30 Werkzeugsegment 40 Struktur

42 Nut

44 Steg

50 Fluidstrahl

52 Fluidauslass R Rotationsachse

Z Zylinderachse