CN103097082A

CN103097082A - 用于对工件去毛刺和/或清洁的、具有排出喷嘴的喷枪

Info

Publication number: CN103097082A
Application number: CN2011800431596A
Authority: CN
Inventors: 赫尔曼-约瑟夫·戴维; 埃贡·卡斯克; 诺伯特·克林克哈默
Original assignee: Duerr Ecoclean GmbH
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-08-26
Also published as: EP2613913B1; DE102010040363A1; CN103097082B; EP2613913A2; WO2012031906A2; WO2012031906A3

Abstract

本发明涉及一种用于对工件（24）去毛刺或清洁的喷枪。喷枪（10）可以设计为旋转式喷枪。喷枪具有喷枪基部（12）。该喷枪包括被容纳在喷枪基部（12）上的至少一个喷嘴（14、16），用于产生流体射流（18、20）。喷枪（10）具有在喷枪基部（12）内的内部，该内部充当流体通道（15），高压流体能够经由流体通道（15）供应到喷嘴（14、16）。根据本发明，喷嘴（14、16）形成在插入件（38、76、110）中，插入件（38、76、110）延伸到内部（15）中并固定到喷枪基部（12、72）。

Description

用于对工件去毛刺和/或清洁的、具有排出喷嘴的喷枪

技术领域

本发明涉及一种用于对工件去毛刺和/或清洁的喷枪，特别是旋转式喷枪，其具有喷枪本体。该喷枪具有用于产生流体射流的至少一个喷嘴。该喷枪中存在内部空间，该内部空间用作流体通道，并且，处于高压下的流体能够经由该内部空间供给到所述喷嘴。

背景技术

如果通过去除一定的材料来加工出工件，则通常会在凹口和钻孔的边缘处形成毛刺。这种毛刺也可能形成在工件的内部，例如，形成在钻孔彼此交会的部位。尤其是，当该工件是发动机中使用的工件时，这种毛刺可能损害技术功能性并造成严重破坏。

在工业制造中，为了对工件去毛刺，使用了高压水射流技术。其中，具有喷嘴的喷枪被引入到工件中的具有毛刺的凹口（例如，钻孔）内。该喷枪连接到高压泵。高压泵以非常高的压力输送水。随后，喷枪的喷嘴产生高压水射流。该高压水射流流到工件中的毛刺上。这具有使毛刺断裂的效果。

本文开头部分中提到的这类喷枪在DE 40 15 412 C1中是已知的。该喷枪为旋转式喷枪的形式。它具有由金属构成的管状喷枪本体。该喷枪本体的工件侧的端部被圆形端部封闭。在喷枪本体的该端部处，存在两个开口，这两个开口用作喷嘴，并且，高压水射流能够经由这两个开口喷出。

高压和高流速在喷嘴中形成空穴。这种空穴的结果是磨损。由于高压水射流喷枪中的水的高压和高流速，这些工具中的喷嘴遭到损坏。因此，常规的用于对工件去毛刺的喷枪必须在工业制造装置中定期整修或更换。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于对工件去毛刺的喷枪，该喷枪能够在高的流体压力下长时间使用，用于以一致的水射流质量来对工件去毛刺。

该目的通过本文开头部分中提到的这类喷枪来实现，其中，在固定于喷枪本体中并延伸到其内部空间中的插入件中，形成有至少一个喷嘴。

本发明尤其基于以下构思：在用于喷枪的具有喷嘴的插入件中，使用了由于其强度而即使在出现空穴时也不遭受或几乎不遭受磨损的材料。由此，能够使喷枪操作期间对喷嘴造成的磨损最小化。此外，本发明还基于以下构思：对工件去毛刺的喷枪所用的、具有喷嘴的插入件使得中空空间的几何形状能够避免产生空穴，在管状喷枪本体中，无法形成或非常难以形成空穴。

因为该插入件沿着轴线、在固定地连接到喷枪本体的两个端部之间延伸，所以，该插入件能够承受大的力，特别是压缩力。因而，作用在插入件上的力被至少部分传递到喷枪本体中。在这种情况下，用于喷枪本体的该插入件也可以起到稳定的作用。这使得：虽然以相对薄的壁来构造喷枪本体，却能够在相对高的流体压力下操作该喷枪。优选地，该插入件具有沿轴线在两个端部之间延伸的管状部分，该管状部分具有侧向凹口，以便流体从所述内部空间通过该侧向凹口到达喷嘴。该措施使得插入件可以形成有彼此相反地布置的两个喷嘴开口。该措施还使得能够在喷枪操作期间、将空穴基本限制于插入件中的内腔或中空空间。因此，能够使喷枪本体在喷枪的操作期间受到相对少的磨损。喷枪本体则可以例如由未经过专门表面硬化的金属制成，这相应减少了喷枪的制造费用。

根据本发明，插入件至少部分由硬化金属和/或硬金属和/或陶瓷构成，或者在某些部分中由硬化金属和/或硬金属和/或陶瓷构成。固定在插入件中并由非常硬的材料构成的隔板中的开口尤其可以用作喷枪中的喷嘴。大量实验已经表明，如果所述隔板至少部分由蓝宝石和/或金刚石和/或硬化金属和/或硬金属或陶瓷构成，则喷枪的喷嘴上不出现或仅出现非常小程度的磨损。在用于喷枪喷嘴的这种隔板中的开口不仅可以构造为圆形形状，而且也可以构造为细长或狭槽状形状。还有利的是：使插入件形成有朝着喷嘴开口渐缩的内腔。为了使避免空穴，沿着插入件中的喷嘴开口的方向渐缩的、至少部分呈锥形的内腔是有利的。因为喷嘴开口以向内回缩的方式布置在插入件中，所以，利用从喷嘴喷出的流体射流实现了高的去毛刺作用。

所述插入件尤其可以固定在切口中，例如固定在喷枪本体内的钻孔中。所述插入件例如可以旋拧在该钻孔中。然而，也可以将插入件胶接、熔焊或软焊到喷枪本体。该插入件中可以形成两个喷嘴，也可以是更多个喷嘴。如果喷枪的喷枪本体中的流体通道至少部分形成为喷枪本体中的管状部分，则是有利的。有利地，所述插入件具有通到喷枪本体的管状部分中的开口。该开口优选也是组件开口，用作喷嘴的隔板例如可以经由该开口而被引入到插入件的内部。插入件可以具有管状形状。例如，也可以使插入件相对于喷枪本体的轴线垂直或倾斜地定向。

由本发明，特别是借助于高压水射流来避免喷枪本体的复杂硬化，以用于制造用于对工件去毛刺的喷枪是可能的。

附图说明

下面，参考附图中示意性地示出的示例性实施例来更详细地解释本发明，其中：

图1示出了用于对工件去毛刺和/或清洁的第一旋转式喷枪以及工件；

图2示出了该旋转式喷枪的工件侧的一部分的截面图；

图3示出了该旋转式喷枪的、沿着图1所示的线A-A的剖视图；

图4示出了用于对工件去毛刺和/或清洁的第二旋转式喷枪；并且

图5示出了用于对工件去毛刺的旋转式喷枪的、具有喷嘴的插入件。

具体实施方式

图1所示的旋转式喷枪10具有喷枪本体12。旋转式喷枪10包括两个喷嘴14和16。该旋转式喷枪的喷枪本体12由高级钢构成。喷枪本体12呈管状。喷枪本体12具有轴线36。喷枪本体12具有内部空间15，该内部空间15用作流体通道。流体（优选是水形式的流体）能够在高压泵（未进一步详细示出）的高压下经由喷枪本体12供给到喷嘴14、16。喷嘴14和16布置在喷枪本体12的工件侧的一部分中。喷嘴14和16产生流体射流18、20。随着与喷嘴14、16的距离增大，流体射流18、20略微变宽。在该旋转式喷枪的操作期间，喷枪本体12的用作流体通道的内部空间15中的流体压力处于80巴至3000巴之间的范围内。从喷嘴14和16喷出的流体的流速v则处于约等于100m/s至750m/s的数量级。

图1示出了位于工件24的钻孔22中的旋转式喷枪10。工件24是内燃机的气缸体。钻孔22通到倾斜的钻孔26中。在钻孔22通到倾斜钻孔26中的区域28内，存在有毛刺30。为了去除毛刺30，旋转式喷枪10在钻孔22中按照双向箭头32的方向移动。在该过程中，如箭头34所示，喷枪本体12绕轴线36旋转。从喷嘴14、16喷出的流体射流18、20能够流动到毛刺30上。流体射流18、20中的流体动能足够大，从而能够去除毛刺30。

图2以截面图示出了图1中的旋转式喷枪10的工件侧的部分37。插入件38被固定在喷枪本体12中。插入件38呈管状。插入件38具有由钢或陶瓷构成的本体39。插入件38沿着轴线41在端面上的两个端部58、60之间延伸。在该情形中，插入件38的套筒状部分43位于喷枪本体12内的流体通道中。插入件38突出到流体通道15中。插入件38因此贯穿喷枪本体12的内部空间15。喷嘴14和16形成在插入件38中。喷嘴14具有位于隔板40中的圆形喷嘴开口17。该隔板40是由蓝宝石、金刚石或陶瓷材料制成的板。隔板40固定在插入件38中。隔板40支靠在插入件38中的凸缘42上。隔板40被保持体44挤压到凸缘42上。喷嘴16呈狭槽状。喷嘴16形成有位于隔板46中的狭槽状喷嘴开口19。隔板46也是由蓝宝石构成的板。在插入件38中形成有凸缘48，以用于该隔板46。以与隔板40相对应的方式，隔板46被保持体50挤压到凸缘48上。隔板40中的喷嘴开口17和隔板46中的喷嘴开口19均与插入件38的轴线41对准。插入件38具有位于其端面的端部58、60。位于该端面上的端部58、60布置成与喷枪本体12的外壁61齐平。

图3是旋转式喷枪12的、沿图1所示的线A-A的剖视图。插入件38具有侧向开口52。开口52通到喷枪本体12的管状或套筒状部分中。流体能够从喷枪本体12经过开口52，进入形成在插入件38中的中空空间51并到达喷嘴14、16。该开口52也用作由插入件38中的隔板40、隔板46与保持本体44、50组成的组件的组件开口。

在喷枪本体12中，插入件38被收容在喷枪本体12中的彼此相对布置的两个钻孔54、55中。其中，借助于胶接来保持该插入件38。因此，喷枪本体12利用该插入件38而变得机械上稳定。由于插入件38被保持在喷枪本体12中的彼此相对布置的两个部分处，所以该插入件38能够经受相对高的压缩力。

作为一种替代方案，除了胶接之外，也可以在喷枪本体12中设置有用于该插入件38的螺纹，插入件38能够旋拧到该螺纹上。此外，也可以通过软焊或熔焊接合而将插入件38固定在喷枪本体中。

形成在隔板40、46中的喷嘴14、16布置成相对于喷枪本体12的外壁61向内回缩。喷嘴14、16与喷枪本体12的外壁61之间的距离47和49大约是喷嘴14中的喷嘴开口17的直径的两倍。当然，该距离也可以是相应直径的3到15倍。喷嘴14、16的这种向内回缩布置具有如下效果：从喷嘴开口17、19喷出的流体在喷枪本体12的壁61的区域中形成高流速的流体射流。这种流体射流使得能够高效地去除工件中的材料。

图4示出了另一种用于对工件去毛刺和/或清洁的旋转式喷枪70的截面图。旋转式喷枪70具有管状喷枪本体72。管状喷枪本体72具有轴线73以及位于工件侧的、形成为屋顶状的端部74。喷枪本体72能够绕旋转式喷枪70的轴线73旋转。管状插入件76被旋拧到所述端部74中。插入件76包括沿着轴线90、在端部94、96之间延伸的金属套筒77。金属套筒77贯穿喷枪本体72的内部空间80。在内部空间80中，金属套筒77被流体包围。在部分91中，金属套筒77具有开口78，该开口78使插入件76中形成的中空空间81与喷枪本体72的用作流体通道的内部空间80连通。由金刚石制成的隔板84布置在金属套筒77中。隔板84也可以由蓝宝石或陶瓷构成。隔板84具有作为喷嘴的圆形开口86。该开口86用作喷出流体射流的喷嘴87。隔板84支靠在金属套筒77中的凸缘89上。隔板84被保持元件88固定在凸缘89上。保持元件88将隔板84挤压在凸缘89上。插入件76具有轴线90。轴线90与隔板84中的开口86对准。轴线90相对于旋转式喷枪70的轴线73倾斜地延伸。

插入件76具有端部94、96。收容在旋转式喷枪70中的插入件76的端部94、96被牢固地保持在喷枪本体72中。这具有如下效果：能够把由于喷枪本体72的内部空间80中的流体高压而在插入件72中引起的机械应力传递到喷枪本体72中。

收容在旋转式喷枪70中的插入件76的端部94、96与喷枪本体72的外壁79齐平。喷嘴87中的开口86设置成相对于喷枪本体72的外壁79向内回缩。这具有如下效果：已经从喷嘴87喷出的流体射流在壁79的区域中具有良好的去毛刺作用。在与喷嘴87相反的部分100中，插入件76被由环氧树脂制成的密封塞102封闭。

图5示出了在用于对工件清洁和/或去毛刺的喷枪中使用的另一种插入件110。该插入件110具有由硬金属或陶瓷构成的本体111。本体111具有侧向开口112，流体能够经由该侧向开口112流出管状喷枪本体。本体111围成了内腔114形式的中空空间。内腔114在该插入件中朝着开口116、118呈锥形地延伸。开口116、118用作喷嘴120、122的喷嘴开口。本体111具有带有端面的端部124、126。喷嘴120、122布置成相对于所述端部向内回缩。如果喷嘴120、122接收到高压水，内腔114的几何形状可以避免形成空穴。空穴是喷嘴遭到高度机械磨损的原因。

综上所述，这里特别指出本发明的以下优选特征：本发明涉及一种用于对工件去毛刺的喷枪10、70。喷枪10、70可以尤其形成为旋转式喷枪。喷枪10、70具有喷枪本体12、72。喷枪10、70包括至少一个喷嘴14、16、87，该喷嘴被收容在喷枪本体12、72上，用于产生流体射流。该喷枪具有形成在喷枪本体12、72中的内部空间，该内部空间用作流体通道15、80，并且，处于高压下的流体能够经由该内部空间供给到喷嘴14、16、87。喷嘴14、16、87形成在插入件38、76中，该插入件38、76延伸到内部空间15、80中并固定在喷枪本体12、72中。

Claims

1.一种用于对工件（24）去毛刺和/或清洁的喷枪（10、70），特别是旋转式喷枪，所述喷枪（10、70）具有：

喷枪本体（12、72）；

至少一个喷嘴（14、16、87），所述喷嘴（14、16、87）用于产生流体射流（18、20）；以及

内部空间（15），所述内部空间（15）形成在所述喷枪本体（12、72）中并用作流体通道，并且，处于高压下的流体能够经由所述内部空间（15）供给到所述喷嘴（14、16、87），

其特征在于，

至少一个喷嘴（14、16、87、120、122）形成在插入件（38、76、110）中，所述插入件（38、76、110）延伸到所述内部空间（15、80）中并固定在所述喷枪本体（12、72）中。

2.根据权利要求1所述的喷枪，其特征在于，所述插入件（38、76、110）贯穿所述内部空间（15、80），并在固定地连接到所述喷枪本体（12、72）的两个端部（58、60、94、96）之间延伸。

3.根据权利要求2所述的喷枪，其特征在于，所述插入件（38、76、110）呈管状，并具有沿着轴线（41、90）在所述两个端部（58、60、94、96）之间延伸的部分（48、91），所述部分（48、91）具有侧向凹口（52、78），以便流体从所述内部空间（15、80）通过该侧向凹口（52、78）进入中空空间（51、81、114）并到达所述至少一个喷嘴（14、16、87、120、122）。

4.根据权利要求1至3所述的喷枪，其特征在于，至少一个喷嘴（14、16、87）是位于所述插入件（38、76、110）中的开口（17、19、86）的形式。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的喷枪，其特征在于，所述插入件（38、76、110）至少部分由硬化金属和/或硬金属和/或陶瓷构成。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的喷枪，其特征在于，所述至少一个喷嘴（14、16、87）是布置在所述插入件（38、76、110）内的隔板（40、46、84）中的开口（17、19、86）的形式。

7.根据权利要求6所述的喷枪，其特征在于，所述隔板（40、46、84）至少部分由蓝宝石和/或金刚石和/或陶瓷和/或硬化金属和/或硬金属构成。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的喷枪，其特征在于，所述插入件（110）具有朝着所述至少一个喷嘴（120、122）中的开口（116、118）渐缩的内腔（114）。

9.根据权利要求8所述的喷枪，其特征在于，所述内腔（114）至少部分呈锥形。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的喷枪，其特征在于，所述至少一个喷嘴（14、16、87）布置成相对于所述插入件（38、76、110）中的端部（58、60、94、124、126）向内回缩。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的喷枪，其特征在于，所述插入件（38、76、110）固定在所述喷枪本体（12、72）内的钻孔（11、71）中。

12.根据权利要求11所述的喷枪，其特征在于，所述插入件（38、76、110）被旋拧到所述钻孔（11、71）中，或者被胶接或熔焊或软焊到所述喷枪本体（12、72）。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的喷枪，其特征在于，所述插入件（38、110）具有多个所述喷嘴（14、16、120、122）。

14.根据权利要求1至13中的任一项所述的喷枪，其特征在于，所述流体通道（15）至少部分形成在所述喷枪本体（12）的管状部分中，并且，所述插入件（38）具有形成在所述喷枪本体（12）的管状部分中的开口（52）。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的喷枪，其特征在于，所述插入件（38、76）呈管状。

16.根据权利要求1至15中的任一项所述的喷枪，其特征在于，所述插入件（38、76）相对于所述喷枪本体（12、72）的轴线（56、92）垂直或倾斜地定向。

17.一种插入件（38、76、110），所述插入件（38、76、110）沿轴线（41、90）在两个端部（58、60、94、96）之间延伸并具有套筒状部分（43、91），所述套筒状部分（43、91）具有侧向凹口（52、78），以便流体通过该侧向凹口（52、78）进入中空空间（51、81、114）中，并且，所述插入件（38、76、110）具有至少一个喷嘴（14、16、87、120、122），以用于如权利要求1至16中的任一项所述地形成的喷枪（10、70）。