CZ20012442A3 - Způsob zaoblování a sráľení hran a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zaoblování a srážení hran a zařízení k provádění tohoto způsobu, definovaného v nároku 6.

Dosavadní stav techniky

V mnoha mechanicky, tepelně nebo jinak velmi zatížených součástech vznikají v oblasti hran všech druhů napěťové špičky, které v sobě skrývají nebezpečí selhání těchto součástí. Již dlouho je známé alespoň částečně odstraňovat tyto napěťové špičky prováděním odlehčovacích zápichů a/nebo zaoblení a tak zvednout hranice zatížení součástí. U mnoha součástí je však tento postup omezen, protože potřebné řezné nástroje, jako soustružnické nože, zaoblovací frézy, brousicí tělesa nebo podobně, vyžadují určité nároky na místo, které však ne vždy mohou být uspokojeny. Například u vstřikovacích systémů paliva existují různě vysoce zatížené součásti, které nejsou pro výše uvedené nástroje přístupné buď vůbec nebo jen s obtížemi.

U jiných součástí, jako například vstřikovacích trysek, je existence definovaně zaoblených hran důležitá pro udržování průtočného odporu součásti v úzkém tolerančním rozsahu. Ani pro tuto skupinu součástí doposud neexistuje způsob a zařízení pro zaoblování hran rozhodujících pro snížení průtočného odporu při dosažení vysoké opakované přesnosti s malými náklady.

Ze spisu US-PS 5,807,163 je znám způsob zaoblování hran nejmenších vrtaných děr, jako jsou vstřikovací otvory vstřikovacích trysek, a pro kalibrování těchto nejmenších vrtaných děr. Kromě toho je známé takzvané broušení prouděním s polymerními plastovými částicemi. Oba způsoby nejsou vhodné pro hospodárné odstraňování ostřin a zaoblování hran například při výrobě vysokotlakého zásobníku paliva, takzvaného common-rail, pro vstřikovací systémy paliva.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit způsob a zařízení, jejichž pomocí bude možno i na nepřístupných místech s vysokou opakovanou přesností provádět pro zaoblování velké úběry materiálu při nízkých nákladech.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje způsob zaoblování a srážení hran, podle vynálezu, jehož podstatou je, že hrany určené k zaoblení se obtékají erozivní kapalinou, přičemž mezi tlakem erozivní kapaliny před hranou určenou k zaoblení a tlakem erozivní kapaliny za hranou určenou k zaoblení existuje tlakový rozdíl 5 MPa až 14 MPa.

Tento způsob má tu výhodu, že umožňuje zaoblování ostrých hran na libovolných místech součástí, a to i s komplikovanou geometrií. Přitom použité zařízení není složité, doba opracování krátká a kvalita zaoblení vysoká. Kromě toho je způsob podle vynálezu levný. Stálým měřením množství erozivní kapaliny se dosáhne vysoké přesnosti provádění způsobu podle vynálezu. Úběr materiálu na hranách je v důsledku zpravidla vyšší rychlosti proudění největší, takže na ostatních místech, kolem nichž erozivní kapalina proudí, nedochází k žádnému nebo jen velmi malému úběru materiálu. Chování erozivní kapaliny při proudění odpovídá u protékaných součástí, jako jsou například vysokotlaké zásobníky paliva vstřikovacích systémů paliva, proudění paliva při provozu, takže způsob zaoblování podle vynálezu současně způsobí požadované umělé stárnutí součásti.

Podle jedné varianty způsobu podle vynálezu je rychlost proudění kapaliny v oblasti hrany určené k zaoblení vůči průměrné rychlosti proudění kapaliny vyšší, takže v oblasti hrany určené k zaoblení se dosáhne zvlášť velkého úběru materiálu.

Podle dalšího provedení způsobu podle vynálezu se do kapaliny vloží těleso, jehož povrch vytvoří s hranou určenou k zaoblení mezeru, takže rychlost proudění kapaliny v oblasti hrany určené k zaoblení se oproti průměrné rychlosti proudění kapaliny dále zvýší, čímž se zvýší i úběr materiálu.

Podle dalšího výhodného provedení způsobu podle vynálezu svírá směr proudění kapaliny s podélnou osou hrany určené k zaoblení úhel o velikosti zejména 90°, čímž se dále zvýší úběr materiálu.

Jako zvlášť výhodné se ukázalo použití suspenze brusivá v oleji jako erozivní kapaliny. Tato suspenze umožňuje vyšší úběr materiálu oproti použití polymerního plastového materiálu. Kromě toho se značně usnadní čištění obrobku po provedení způsobu podle vynálezu. Konečně je možno použitím suspenze místo plastového materiálu jednoduše měřit a monitorovat proud kapaliny při opracovávání. Protože proud kapaliny je korelován s úběrem materiálu na hranách určených k zaoblení, je možno neustále sledovat pokrok prováděného obrábění obrobku. Tato skutečnost je důležitá především při hromadné výrobě obrobků s nejvyšší přesností. Způsob podle vynálezu je proto hospodárnější a má velký rozsah použití.

Uvedený úkol dále splňuje zařízení podle nároku 6 k provádění způsobu podle nároků 1 až 5, provedené s dopravním čerpadlem erozivní kapaliny, podle vynálezu, jehož podstatou je, že mezi

dopravním čerpadlem a součástí, vytvořeno hydraulické spojení a výšku mezi 5 MPa a 14 MPa.

jejíž hrana má být zaoblena, je dopravní čerpadlo má dopravní

Zařízení podle vynálezu má tu výhodu, že hydraulickým spojením dopravního čerpadla a součásti se může vytvořit proudění erozivní kapaliny, a to především v oblasti hrany určené k zaoblení, které má za následek zaoblení obtékané hrany.

Podle jedné varianty vynálezu je upraveno těleso, které tvoří s hranou určenou k zaoblení mezeru, takže rychlost proudění erozivní kapaliny v oblasti hrany určené k zaoblení je oproti průměrné rychlosti proudění erozivní kapaliny vyšší, takže zaoblování hrany se zrychlí.

Podle dalšího provedení zařízení podle vynálezu je upraveno sběrné zařízení k zachycování kapaliny, čímž se erozivní kapalina nedostane do okolního prostředí.

Podle dalšího provedení vynálezu je erozivní kapalina vedena v okruhu, čímž se sníží její spotřeba.

Další výhody a výhodná provedení vynálezu vyplývají z následujícího popisu, výkresů a patentových nároků.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje v podélném na příkladném provedení řezu část válcového vysokotlakého zásobníku paliva podle dosavadního stavu techniky, vysokotlakým zásobníkem paliva podle obr. 2 příčný řez vynálezu, obr. 3 podle vynálezu a obr. 4 v řezu komůrkovou vstřikovací v diagramu X-Y průběh obrysu hrany zaoblené způsobem trysku zaoblenou způsobem podle vynálezu.

Příklady provedeni vynálezu

Na obr. 1 je v podélném řezu znázorněna paliva část vysokotlakého stavu techniky. Tento nebo podle dosavadního paliva má jedno obr. 1 znázorněno pouze jedno, výstupek 3_. Připojovací hrdlo 2 spojuje připojovací která vznikne obráběním zásobníku 1 vysokotlaký zásobník hrdel 2, z nichž je na znázorněn upevňovací vrtanou dírou 4, která hydraulický zásobním prostorem 5.. Na hraně 6, vrtanou dírou 4 a zásobním prostorem 5, mechanická napětí, která mohou z vyzkoušených prostředků pro snížení hrany 6. Pomocí záhlubníku s vodicím čepem toto zaoblení buď nelze provést vůbec nebo případě více připojovacích

Dále je zde je opatřeno hrdlo 2 se mezi vznikají při provozu vysoká způsobit zlom, těchto napětí je

Jedním zaoblení vzhledem ke geometrickým poměrům určitých podmínek. V každém náklady.

přitom vznikají jen za vysoké

Pomocí způsobu podle účinně, levně a možno zaoblení provést vynálezu je rychle s takty rovnoměrné práce od se v místě uzavíracího šroubu 7 vytvoří jednoduše, s do 200 s. Za tím účelem neznázorněné hydraulické spojení s rovněž neznázorněným dopravním

čerpadlem. Toto dopravní čerpadlo dopravuje erozivní kapalinu do vysokotlakého zásobníku 1 paliva, odkud je vrtanou dírou 4 odváděna. V oblasti hrany 6 se v důsledku zúžení průřezu zvýší rychlost proudění erozivní kapalíny. V důsledku vysoké rychlosti proudění erozivní kapaliny se hrana 6 působením erozivní kapaliny zaoblí. U způsobu podle vynálezu je úběr materiálu na ostrých hranách větší než na tupých hranách nebo plochách. Na vnitřních stěnách vysokotlakého zásobníku 1 paliva nedochází k žádnému úběru, protože rychlost proudění je v důsledku Newtonovy podmínky přilnavosti rovna nule.

Nastavením dopravního tlaku dopravního čerpadla je možno ovlivňovat rychlost proudění erozivní kapaliny, a tudíž i úběr materiálu. Jako vhodné se v praxi ukázaly dopravní tlaky mezi 5 MPa a 14 MPa.

Na obr. 2 je v příčném řezu znázorněno další provedení vysokotlakého zásobníku 1 paliva. Připojovací hrdlo 2 je opatřeno vnitřním závitem 8., do něhož může být zašroubováno neznázorněno vysokotlaké potrubí.

Protože vrtaná díra 4 neústí do zásobního prostoru 5. kolmo, není hrana 6 po obvodu této vrtané díry 4 všude stejně ostrá. V prvním místě 9 je nejostřejší a ve druhém místě 10 je zřetelně tupější. Po provedení zaoblení podle vynálezu byl vysokotlaký zásobník X paliva v rovině A-A rozříznut a zkoumán. Přitom se ukázalo, že hrana 6 byla v prvním místě 9 zaoblena nejvíce, zatímco úběr materiálu ve druhém místě 10 byl menší.

Na obr. 3 je znázorněn výsledek měření zaoblení v rovině A-A po použití způsobu podle vynálezu v prvním místě 9 s nejostřejší hranou 6. V tomto diagramu je znázorněn obrys zaoblení prvního

místa 9 z obr. 2 (osa Y) v závislosti na směru pohybu měřicího čidla (osa X). Poloměr R zaoblení činí 0,782 mm.

Na obr. 4 je znázorněna vstřikovací tryska 11 pro vstřikovací systém paliva, která je provedena s kuželovou slepou dírou 1.2. Vstřikovacím otvorem 13 je neznázorněné palivo vstřikováno z kuželové slepé díry 12 do rovněž neznázorněného spalovacího prostoru. Na kuželovou slepou díru 12 navazuje sedlo 14 jehly vstřikovací trysky 11, které má tvar komolého kužele.

Na levé straně obr. 4 je znázorněn přechod mezi kuželovou slepou dírou 12 a sedlem 14 podle dosavadního stavu techniky jako hrana 16. Tato hrana 16 vznikne při broušení sedla 14. Podle druhu opracování může být tato hrana 16 ostřejší nebo hladší.

Na pravé straně obr. 4 je znázorněn zaoblený přechod 17 mezi kuželovou slepou dírou 12 a sedlem 14 provedený podle vynálezu. Za tím účelem se erozivní kapalina dopravuje od sedla 14 vstřikovacím otvorem 13. Aby se v oblasti hrany 16, popřípadě zaobleného přechodu 17, dosáhlo co nejvyšší rychlosti proudění erozivní kapaliny, vloží se do vstřikovací trysky 11 těleso 15. provedené například z keramického materiálu, s geometrií, která v podstatě odpovídá tvaru jehly vstřikovací trysky 11. Když se toto těleso 15 poněkud od sedla 14 nadzdvihne, je v důsledku rovnice kontinuity rychlost proudění neznázorněné erozivní kapaliny v oblasti hrany 16. popřípadě zaobleného přechodu 17, nejvyšší. V důsledku toho i v tomto místě materiál nejvíce eroduje, takže se především zde dosáhne zaoblení.

Jako zvlášť výhodným se ukázalo, když se jako erozivní kapalina použije suspenze brusivá v oleji. Především ve spojení s tlakovým rozdílem 5 MPa až 14 MPa proto dojde k úběru

materiálu, který je ve srovnání se způsobem známým z dosavadního stavu techniky mnohem větší. Způsob podle vynálezu je proto hospodárný a má velký rozsah použití.

V zásadě je možno zaoblit hrany jakéhokoli druhu na vnitřních i vnějších obrysech pomocí tělesa 15 nebo bez něho, když je rychlost proudění v oblasti hran 6 nebo hran 16 dostatečně vysoká. Protože rychlosti proudění erozivní kapaliny musí být vysoká pouze v oblasti hran 6, 16. je úběr materiálu způsobený erozivní kapalinou v jiných místech obrobku, jakož i v čerpadle a jiných zařízeních, velmi malý. Tím se prodlužuje jejich životnost.

Všechny znaky uvedené v popisu, v následujících patentových nárocích a na výkresech mohou být z hlediska vynálezu podstatné jak jednotlivě, tak i ve své libovolné kombinaci.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zaoblování a srážení hran, vyznačující se tím, že hrany (6, 16) určené k zaoblení se obtékají erozivní kapalinou, přičemž mezi tlakem erozivní kapaliny před hranou (6, 16) určenou k zaoblení a tlakem erozivní kapaliny za hranou (6, 16) určenou k zaoblení existuje tlakový rozdíl 5 MPa až 14 MPa.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rychlost proudění erozivní kapaliny v oblasti hrany (6, 16) určené k zaoblení je oproti průměrné rychlosti proudění erozivní kapaliny vyšší.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že do erozivní kapaliny se vloží těleso (15), jehož povrch tvoří s hranou (16) určenou k zaoblení mezeru.
4. 4. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že směr proudění erozivní kapaliny svírá s podélnou osou hrany (6, 16) určené k zaoblení úhel o velikosti zejména 90°.
5. 5. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že erozivní kapalina je tvořena suspenzí brusivá v oleji.
6. 6. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 až 5, s dopravním čerpadlem erozivní kapaliny, přičemž mezi dopravním čerpadlem a součástí (1, 11), jejíž hrana (6, 16) má být zaoblena, je vytvořeno hydraulické spojení a dopravní čerpadlo má dopravní výšku mezi 5 MPa a 14 MPa.
7. 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že je upraveno těleso (15) tvořící s hranou (6, 16) určenou k zaoblení mezeru.
8. 8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že je upraveno sběrné zařízení k zachycování erozivní kapaliny.
9. 9. Zařízení podle jednoho z nároků 6 až 8, vyznačující se tím, že erozivní kapalina se vede v okruhu.