DE10118723A1

DE10118723A1 - Method and appliance of treating workpiece surface involve applying pressurized jet of fluid through nozzle swiveling on axis

Info

Publication number: DE10118723A1
Application number: DE2001118723
Authority: DE
Inventors: Werner Huettig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-17
Anticipated expiration: 2021-04-13
Also published as: DE10118723B4

Abstract

A pressurized jet of liquid is directed on that part of the workpiece being treated in rapid sequence from different directions. The nozzle (6) is movably positioned, by swiveling on a horizontal axis, in relation to the appliance (1). The nozzle turns on a vertical axle (10), by means of a drive (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes, ins besondere zum Entgraten, bei dem ein Flüssigkeitsstrahl mit hohem Druck auf einen zu bearbeitenden Bereich des Werkstückes gerichtet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for surface machining of a workpiece, ins especially for deburring, in which a liquid jet with high pressure is directed towards you machining area of the workpiece is directed. The invention further relates to a device for performing the method.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art werden in der Praxis eingesetzt, um eine beispielsweise bei der spannenden Bearbeitung auftretende Gratbildung mit ge ringem Aufwand entfernen zu können. Dabei trifft der Hochdruckflüssigkeitsstrahl auf den zu entfernenden Bereich der Oberfläche des Werkstückes, der dadurch abgetrennt und anschließend von der Flüssigkeit abtransportiert wird.A method and a device of the type mentioned are used in practice, in order to create a burr with ge, for example during exciting machining to be able to remove with little effort. The high-pressure liquid jet hits the area of the surface of the workpiece to be removed, which is thereby separated and is then carried away by the liquid.

Dabei eignet sich ein Verfahren der genannten Art auch zum Einsatz bei solchen Werk stücken, deren Oberfläche nur sehr eingeschränkt zugänglich ist. Beispielsweise zeigt die DE 40 15 412 C1 eine Vorrichtung zur Entgratung von Mündungspunkten wenigstens zweier Bohrungen im Inneren eines Werkstückes. Hierbei wird eine rotierende Lanze an eine Hochdruckwasserversorgung angeschlossen. An mehreren am Umfang gegenüber liegenden Austrittskanälen tritt das Wasser mit hohem Druck aus und gelangt so auf die zu entgratenden Wandabschnitte der Bohrungen, deren störende Bestandteile dabei entfernt werden. Der rotierende Antrieb der Sonde bewirkt dabei, daß der Grat durch den Wasserstrahl sicher getroffen wird. A method of the type mentioned is also suitable for use in such a plant pieces whose surface is only accessible to a very limited extent. For example, the DE 40 15 412 C1 at least a device for deburring muzzle points two holes inside a workpiece. Here a rotating lance is turned on a high pressure water supply connected. At several across the perimeter outlet channels, the water exits at high pressure and thus reaches the to deburr wall sections of the holes, their disruptive components be removed. The rotating drive of the probe causes the ridge to pass through the Water jet is hit safely.

Es ist weiterhin durch die DE 35 07 923 A1 eine Strahleinrichtung zum Entgraten von ringförmigen Zonen an Werkstückober- oder innenflächen an Bohrungsmündungen oder Bohrungskreuzungen bekannt, bei der ein Hochdruckflüssigkeitsstrahl aus einem Düsen kopf austritt. Die Düsenkopföffnung ist dabei als eine Ringdüse zum Erzeugen eines etwa kegelförmigen oder zylinderförmigen Hohlstrahles ausgeführt. Die Düsenöffnung wird koaxial zu der jeweils zu entgratenden Ringzone positioniert. Hierdurch kann auf eine Bewegung des Düsenkopfes verzichtet werden und zugleich die Pumpenleistung verrin gert werden, da kein Vollstrahl der Flüssigkeit erzeugt werden muß.Furthermore, DE 35 07 923 A1 describes a beam device for deburring annular zones on workpiece surfaces or inner surfaces at bore openings or Borehole crossings are known in which a high pressure liquid jet from a nozzle head emerges. The nozzle head opening is an annular nozzle for generating approximately conical or cylindrical hollow jet. The nozzle opening will positioned coaxially to the ring zone to be deburred. This allows a Movement of the nozzle head can be dispensed with and at the same time the pump output is reduced be generated since no full jet of the liquid has to be generated.

In der Praxis hat es sich bei der vorstehend beschriebenen Bearbeitung als hinderlich erwiesen, daß der unerwünschte Grat durch den auftreffenden Flüssigkeitsstrahl oftmals nicht, wie gewünscht, abgetrennt, sondern lediglich verformt wird. Dabei wird der Grat beispielsweise umgebogen, wodurch das nachfolgende Entfernen des Grates zusätzlich erschwert wird.In practice, it has proven to be a hindrance in the processing described above proved that the undesirable burr often caused by the impinging liquid jet not separated as desired, but only deformed. The ridge for example bent, which additionally removes the burr is difficult.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein gangs genannten Art zu schaffen, durch welches die Entfernung von unerwünschten Be standteilen der Oberfläche des Werkstückes zuverlässig und mit geringem Aufwand er reicht wird. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.Against this background, the invention has for its object a method of gangs mentioned type by which the removal of unwanted loading components of the surface of the workpiece reliably and with little effort is enough. Furthermore, an apparatus for performing the method is to be created become.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The first-mentioned object is achieved with a method according to the characteristics of the Claim 1.

Erfindungsgemäß ist es also vorgesehen, daß der Flüssigkeitsstrahl in schneller Abfolge aus unterschiedlichen Richtungen auf den zu bearbeitenden Bereich gelenkt wird. Hier durch wird der Grat mit schnell wechselnden, unterschiedlichen Krafteinwirkungen beauf schlagt, wobei jeweils eine begrenzte Verformung des Grates auftritt. Hierdurch tritt bei jeder Umformung eine Veränderung der Werkstoffeigenschaften im Bereich der Biege stelle ein, die schließlich zu einem Bruch führt. Daher kann der Grad auf diese Weise zuverlässig abgetrennt werden, ohne daß eine unerwünschte Verformung zu befürchten ist. Zugleich können mit dem Verfahren auch solche Oberflächenabschnitte bearbeitet werden, deren zu entfernende Oberflächenbestandteile jeweils eine Bearbeitung durch den Flüssigkeitsstrahl aus abweichenden Richtungen erfordern, wie dies beispielsweise bei der Entfernung von Beschichtungen oder Lacken eintritt. According to the invention it is therefore provided that the liquid jet in rapid succession is directed from different directions to the area to be processed. here through, the ridge is subjected to rapidly changing, different forces strikes, each with a limited deformation of the ridge occurs. This will join every forming a change in the material properties in the area of the bending set that eventually leads to a break. Hence the degree in this way be reliably separated without fear of undesired deformation is. At the same time, such surface sections can also be processed with the method the surface components to be removed are each processed by require the liquid jet from different directions, such as this occurs when removing coatings or varnishes.

Die zweitgenannte Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düse relativ zu der Vorrichtung beweglich angeordnet ist. Hierdurch kann in einfacher Weise die gewünschte Umkehrung des Flüssigkeitsstrahles erfolgen, indem lediglich die Düse oder ein die Düse tragender Abschnitt der Vorrichtung beweglich angeordnet ist. Der Flüssigkeitsstrahl kann dabei kontinuierlich aus der Düse austreten, so daß eine permanente, wechselnde Krafteinwir kung sichergestellt ist.The second task, a device for performing the method create, is achieved in that the nozzle relative to the device is arranged movably. This allows the desired reversal to be carried out in a simple manner of the liquid jet take place by only the nozzle or one carrying the nozzle Section of the device is arranged movably. The liquid jet can continuously emerge from the nozzle so that a permanent, changing force is exerted kung is ensured.

Dabei ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß die Düse um eine im wesentlichen horizontale Achse schwenkbar an der Vorrichtung angeordnet ist. Hierdurch trifft der Flüssigkeitsstrahl beispielsweise abwechselnd von verschiedenen Seiten auf den Oberflächenabschnitt des Werkstückes auf. Dabei kann in schneller Abfolge eine Umkehrung der angreifenden Verformungskräfte erreicht werden, wodurch der gegenüber dem Oberflächenabschnitt hervortretende Grat in kurzer Zeit abgetrennt wird.A particularly advantageous embodiment of the invention is achieved in that that the nozzle is pivotable about a substantially horizontal axis on the device is arranged. As a result, the liquid jet strikes alternately, for example different sides on the surface section of the workpiece. Here, in the attacking deformation forces can be reversed in rapid succession, whereby the ridge protruding from the surface portion in a short time is separated.

Eine weitere, besonders zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird dadurch geschaffen, daß die Düse um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbeweg lich an der Vorrichtung angeordnet ist, um dadurch problemlos eine Krafteinleitung aus allen Richtungen zu erreichen, die zu einer zuverlässigen Trennung des Grates führt.Another, particularly useful embodiment of the present invention created by rotating the nozzle about a substantially vertical axis Lich arranged on the device, thereby easily force transmission to reach all directions, which leads to a reliable separation of the ridge.

Dabei kann die Vorrichtung mit einer Drehachse ausgestattet sein, um die ein die Düse aufnehmender Abschnitt der Vorrichtung umlaufend drehbeweglich angeordnet ist. Eine andere vorteilhafte Abwandlung wird auch erreicht, wenn die Düse zwischen zwei End positionen hin- und herbeweglich angeordnet ist, wodurch die Anordnung der Zuleitungen für die Flüssigkeit erleichtert wird. Hierzu kann die Düse mit einem flexiblen Schlauch ausgestattet sein, welcher die gewünschte eingeschränkte Beweglichkeit ermöglicht.The device can be equipped with an axis of rotation around which the nozzle receiving portion of the device is rotatably arranged circumferentially. A Another advantageous modification is also achieved when the nozzle is between two ends Positions is reciprocally arranged, which means the arrangement of the leads for the liquid is facilitated. For this, the nozzle can be used with a flexible hose be equipped, which enables the desired limited mobility.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Düse mittels eines Antriebes beweglich ist. Hierdurch kann der zeitliche Ablauf der mittels des Flüssigkeitsstrahles übertragbaren Krafteinwirkung in optimaler Weise an die Werkstoffeigenschaften und die Geometrie des gegenüber der Oberfläche hervortretenden Grates abgestimmt werden, der dadurch in minimaler Zeit abgetrennt werden kann.It is also particularly advantageous if the nozzle can be moved by means of a drive. As a result, the chronological sequence of those which can be transmitted by means of the liquid jet can be Effect of force on the material properties and the geometry of the against the surface protruding ridge, which is thereby in minimal time can be separated.

Eine weitere, besonders einfache Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird dadurch geschaffen, daß die Düse durch die Rückstoßkraft der aus der Düse austretenden Flüssigkeit antreibbar ist. Hierdurch entfällt der zusätzliche Aufwand für einen Antrieb wobei die Geschwindigkeit der beweglichen Düse insbesondere durch den Flüssigkeitsdruck bestimmt wird.A further, particularly simple development of the present invention is thereby created that the nozzle by the recoil force of the liquid emerging from the nozzle is drivable. This eliminates the additional effort for a drive the speed of the movable nozzle, in particular by the liquid pressure is determined.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be schrieben. Diese zeigt jeweils in einer seitlichen, teilweise geschnittenen Darstellung inThe invention permits numerous embodiments. To further clarify your Basic principle is one of them shown in the drawing and will be below wrote. This shows in a lateral, partially sectioned representation in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer gebogenen Zuleitung; Fig. 1 shows a device according to the invention with a curved lead;

Fig. 2 eine weitere Vorrichtung mit einem eine Düse aufnehmenden Formkörper. Fig. 2 shows another device with a molded body receiving a nozzle.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes 2 mit einem gegenüber einer Oberfläche 3 des Werkstückes 2 hervortreten den Fräsgrat 4. Dieser unerwünschte Fräsgrat 4 wird mittels eines Hochdruck flüssigkeitsstrahles 5, welcher aus einer Düse 6 der Vorrichtung 1 mit einer im wesentli chen quer zu einer Haupterstreckung des Fräsgrates 4 auftreffenden Wirkrichtung aus tritt, getrennt. Um dabei ein unerwünschtes Verbiegen oder ein Anpressen des Fräsgra tes 4 gegen die Oberfläche 3 zu vermeiden, wird der Flüssigkeitsstrahl 5 in schneller Abfolge aus unterschiedlichen Richtungen auf den Fräsgrat 4 gelenkt. Hierzu ist die Düse 6 an einer gebogenen Zuleitung 7 angeordnet, deren vertikaler Abschnitt 8 mit einem handelsüblichen Antrieb 9 verbunden ist. Hierdurch kann die Drehzahl der um eine im wesentlichen vertikale Achse 10 rotierenden Düse 6 an die Werkstoffeigenschaften und die Geometrie des Fräsgrates 4 angepaßt werden, um so den Trennvorgang zu be schleunigen. Der Fräsgrat 4 wird dabei mit einer schnell wechselnden Krafteinwirkung mittels des Flüssigkeitsstrahles 5 beaufschlagt, wodurch dieser schließlich bricht. Fig. 1 shows a device 1 according to the invention shows for the surface machining of a workpiece 2 with respect to a surface 3 of the workpiece 2 to stand out Fräsgrat. 4 This undesired milling burr 4 is separated by means of a high-pressure liquid jet 5 , which emerges from a nozzle 6 of the device 1 with a direction of action essentially perpendicular to a main extension of the milling burr 4 . In order to avoid undesirable bending or pressing the Fräsgra tes 4 against the surface 3 , the liquid jet 5 is directed in rapid succession from different directions on the milling burr 4 . For this purpose, the nozzle 6 is arranged on a curved feed line 7 , the vertical section 8 of which is connected to a commercially available drive 9 . As a result, the speed of rotation of the nozzle 6 rotating about a substantially vertical axis 10 can be adapted to the material properties and the geometry of the milling burr 4 , so as to accelerate the separation process. The milling burr 4 is subjected to a rapidly changing force by means of the liquid jet 5 , whereby this finally breaks.

Eine weitere Vorrichtung 11 zeigt die Fig. 2 in einer geschnittenen Seitenansicht. Dabei ist eine Düse 12 der Vorrichtung 11 an einem Formteil 13 angeordnet, welches an einer nicht dargestellten Aufnahme drehbeweglich angeordnet werden kann. Diese Ausführung gestattet zusätzlich gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausführung die Anordnung einer oder mehrerer weiterer baugleicher oder abgewandelter, nicht dargestellter Düsen, wo durch der Trennvorgang des gegenüber dem Werkstück 2 hervortretenden Fräsgrates 4 weiter beschleunigt werden kann. Ein hierzu aus einer dem Flüssigkeitsstrahl 5 abge wandten Richtung auftreffender weiterer Flüssigkeitsstrahl ist dabei lediglich durch eine gestrichelte Linie 14 dargestellt. Another device 11 is shown in FIG. 2 in a sectional side view. In this case, a nozzle 12 of the device 11 is arranged on a molded part 13 , which can be rotatably arranged on a receptacle (not shown). This embodiment additionally allows, compared to the embodiment shown in FIG. 1, the arrangement of one or more other identical or modified nozzles, not shown, where the cutting burr 4 protruding from the workpiece 2 can be accelerated further. For this purpose, from a direction opposite the liquid jet 5 facing further liquid jet is shown only by a dashed line 14 .

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Vorrichtung
contraption

22

Werkstück
workpiece

33

Oberfläche
surface

44

Fräsgrat
Fräsgrat

55

Flüssigkeitsstrahl
liquid jet

66

Düse
jet

77

Zuleitung
supply

88th

Abschnitt
section

99

Antrieb
drive

1010

vertikale Achse
vertical axis

1111

Vorrichtung
contraption

1212

Düse
jet

1313

Formteil
molding

1414

Linie
line

Claims

1. A method for surface machining of a workpiece, in particular for burring, in which a liquid jet is directed at high pressure to an area of the workpiece to be machined, characterized in that the liquid jet is directed in rapid succession from different directions to the area to be machined becomes.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the nozzle ( 6 , 12 ) relative to the device ( 1 , 11 ) is movably arranged.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the nozzle ( 6 , 12 ) about an essentially horizontal axis on the device ( 1 , 11 ) is arranged on.

4. Device according to claims 2 or 3, characterized in that the nozzle ( 6 , 12 ) about a substantially vertical axis ( 10 ) is arranged rotatably on the device ( 1 , 11 ).

5. The device according to at least one of claims 2 to 4, characterized net that the nozzle between two end positions arranged to move back and forth is.

6. The device according to at least one of claims 2 to 5, characterized in that the nozzle ( 6 ) by means of a drive ( 9 ) is movable.

7. The device according to at least one of claims 2 to 6, characterized in net that the nozzle by the recoil force of the liquid emerging from the nozzle speed is drivable.