DE10118723B4 - Process for the surface treatment of a workpiece and apparatus for carrying out the method - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes, insbesondere zum Entgraten, bei dem ein Flüssigkeitsstrahl mit hohem Druck auf einen zu bearbeitenden Bereich des Werkstückes gerichtet wird, wobei der Flüssigkeitsstrahl in schneller Abfolge aus unterschiedlichen Richtungen auf den zu bearbeitenden Bereich gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse durch die Rückstoßkraft der aus der Düse austretenden Flüssigkeit angetrieben wird.Process for the surface treatment of a workpiece, in particular for deburring, in which a liquid jet is directed at a high pressure onto a region of the workpiece to be machined, wherein the liquid jet is directed in rapid succession from different directions to the area to be processed, characterized in that the nozzle is driven by the repulsive force of the liquid emerging from the nozzle.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes, insbesondere zum Entgraten, bei dem ein Flüssigkeitsstrahl mit hohem Druck auf einen zu bearbeitenden Bereich des Werkstückes gerichtet wird, wobei der Flüssigkeitsstrahl in schneller Abfolge aus unterschiedlichen Richtungen auf den zu bearbeitenden Bereich gelenkt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for the surface treatment of a workpiece, in particular for deburring, in which a liquid jet directed at a high pressure on a machined portion of the workpiece is, where the liquid jet in rapid succession from different directions towards the machining area is directed. Furthermore, the invention relates a device for carrying out of the procedure.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art sind durch die DE 196 21 869 A1 bekannt, bei welcher die zur Strahlbearbeitung erforderliche Bewegung des Strahlkopfes durch einen Antrieb eingeleitet wird. Hierzu ist an dem Getriebe eine umlaufende Kurbel angeordnet, die mittels einer Schubstange mit einem Kurbelarm der den Strahlkopf tragenden Spindel verbunden ist. Auf diese Weise wird eine Hin- und Herbeweglichkeit erreicht. Die aus wechselnden Richtungen auftreffenden Strahlen der Druckflüssigkeit dienen neben der verbesserten Reinigungswirkung insbesondere auch dazu, Grate durch Hin- und Herbiegen der zungenartigen Randgrate zu entfernen. 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 by the DE 196 21 869 A1 in which the movement of the jet head required for the machining of the beam is initiated by a drive. For this purpose, a circumferential crank is arranged on the transmission, which is connected by means of a push rod with a crank arm of the jet head bearing spindle. In this way, a reciprocity is achieved. In addition to the improved cleaning effect, the jets of the pressurized fluid impinging from changing directions also serve, in particular, to remove burrs by bending the tongue-like edge burrs back and forth. In this case, the high-pressure liquid jet impinges on the region of the surface of the workpiece to be removed, which is thereby separated and subsequently transported away from the liquid.

Daher eignet sich ein Verfahren der genannten Art auch zum Einsatz bei solchen Werkstücken, 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 gegenüberliegenden 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.Therefore, a method of the type mentioned is also suitable for use in such workpieces whose surface is accessible only to a very limited extent. For example, the shows DE 40 15 412 C1 a device for deburring of mouth points at least two holes in the interior of a workpiece. Here, a rotating lance is connected to a high pressure water supply. At several opposite on the circumference exit channels, the water exits at high pressure and thus reaches the to be deburred wall sections of the holes, the disturbing components are removed. The rotating drive of the probe causes the burr to be struck safely by the water jet.

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 Düsenkopf 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 verringert werden, da kein Vollstrahl der Flüssigkeit erzeugt werden muß.It is still through the DE 35 07 923 A1 a blasting device for deburring annular zones on workpiece upper surfaces or inner surfaces at bore openings or bore intersections, in which a high-pressure liquid jet emerges from a nozzle head. The nozzle head opening is designed as an annular nozzle for generating an approximately conical or cylindrical hollow jet. The nozzle opening is positioned coaxially with the respective ring zone to be deburred. As a result, can be dispensed with a movement of the nozzle head and at the same time the pump power can be reduced because no full jet of liquid must 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 In practice, it has in the processing described above as a hindrance proved that the undesirable Burr through the impinging liquid jet often not as desired separated, but only deformed. This is the ridge for example, bent over, whereby the subsequent removal of the Burrs in addition is difficult.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches die Entfernung von unerwünschten Bestandteilen der Oberfläche des Werkstückes zuverlässig und mit geringem Aufwand erreicht wird. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.In front In this background, the invention is based on the object To provide method of the type mentioned, by which the removal of unwanted Components of the surface of the workpiece reliable and achieved with little effort. Furthermore, a device for execution of the procedure.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The the first task is solved with a method according to the features of claim 1

Erfindungsgemäß ist es also vorgesehen, daß die Düse durch die Rückstoßkraft der aus der Düse austretenden Flüssigkeit angetrieben wird. Hierdurch entfällt der zusätzliche Aufwand für einen Antrieb, wobei die Geschwindigkeit der beweglichen Düse insbesondere durch den Flüssigkeitsdruck bestimmt wird. Zugleich wird der Grat mit schnell wechselnden, unterschiedlichen Krafteinwirkungen beaufschlagt, wobei jeweils eine begrenzte Verformung des Grates auftritt. Hierdurch tritt bei jeder Umformung eine Veränderung der Werkstoffeigenschaften im Bereich der Biegestelle 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.It is according to the invention so provided that the Nozzle through the recoil force of from the nozzle leaking fluid is driven. This is eliminated the additional one Effort for a drive, wherein the speed of the movable nozzle in particular by the fluid pressure is determined. At the same time the ridge with fast changing, different Impacts applied, each with a limited deformation of the Burr occurs. As a result, there is a change in each transformation the material properties in the area of the bending point, which eventually to a break leads. Therefore, the degree can be reliably separated in this way, without that one undesirable Deformation to be feared is. At the same time the method also processes such surface sections, their surface components to be removed each processing by the liquid jet from different directions as in the removal of coatings, for example or paints occurs.

Die zweitgenannte Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, 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, wobei in einfacher Weise die gewünschte Umkehrung des Flüssigkeitsstrahles erfolgen kann, 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 Krafteinwirkung sichergestellt ist.The second-mentioned object to provide a device for carrying out the method is inventively achieved in that the nozzle is driven by the repulsive force of the liquid emerging from the nozzle. This eliminates the additional effort for a drive, wherein the speed of the movable nozzle is determined in particular by the liquid pressure, wherein the desired reversal of the liquid jet can be done in a simple manner by only the nozzle or a nozzle supporting portion of the device is arranged to be movable. The liquid jet can continuously emerge from the nozzle, so that a permanent, changing Force 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.there is a particularly advantageous embodiment of the invention thereby achieved that the nozzle around a substantially horizontal axis pivotally on the device is arranged. As a result, the liquid jet hits, for example alternately from different sides to the surface section of the workpiece on. In this case, a reversal of the attacking deformation forces can be achieved in rapid succession be, whereby the opposite the surface section prominent ridge is separated in a short time.

Eine weitere, besonders zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird dadurch geschaffen, daß die Düse um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbeweglich an der Vorrichtung angeordnet ist, um dadurch problemlos eine Krafteinleitung aus allen Richtungen zu erreichen, die zu einer zuverlässigen Trennung des Grates führt.A further, particularly advantageous embodiment The present invention is achieved in that the nozzle around a substantially vertical axis rotatably mounted on the device is to thereby easily a force from all directions to achieve that to a reliable separation of the ridge leads.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer seitlichen, teilweise geschnittenen Darstellung inThe Invention leaves numerous embodiments to. To further clarify its basic principle is one of them shown in the drawing and will be described below. These shows in each case in a lateral, partially cut representation in

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer gebogenen Zuleitung; 1 a device according to the invention with a bent supply line;

2 eine weitere Vorrichtung mit einem eine Düse aufnehmenden Formkörper. 2 a further device with a nozzle receiving a shaped body.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes 2 mit einem gegenüber einer Oberfläche 3 des Werkstückes 2 hervortretenden Fräsgrat 4. Dieser unerwünschte Fräsgrat 4 wird mittels eines Hochdruckflüssigkeitsstrahles 5, welcher aus einer Düse 6 der Vorrichtung 1 mit einer im Wesentlichen quer zu einer Haupterstreckung des Fräsgrates 4 auftreffenden Wirkrichtung austritt, getrennt. Um dabei ein unerwünschtes Verbiegen oder ein Anpressen des Fräsgrates 4 gegen die Oberfläche 3 zu vermeiden, wird der Flüssigkeitsstrahl 5 in schneller Ab folge 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 beschleunigen. Der Fräsgrat 4 wird dabei mit einer schnell wechselnden Krafteinwirkung mittels des Flüssigkeitsstrahles 5 beaufschlagt, wodurch dieser schließlich bricht. 1 shows a device according to the invention 1 for surface processing of a workpiece 2 with one opposite a surface 3 of the workpiece 2 protruding milling ridge 4 , This undesirable milling burr 4 is by means of a high pressure liquid jet 5 which is from a nozzle 6 the device 1 with a substantially transverse to a main extension of the Fräsgrates 4 impinging effective direction, separated. To thereby unwanted bending or pressing the Fräsgrates 4 against the surface 3 To avoid, the liquid jet 5 in quick succession from different directions on the Fräsgrat 4 directed. For this the nozzle is 6 on a bent supply line 7 arranged, its vertical section 8th with a standard drive 9 connected is. As a result, the speed of the about a substantially vertical axis 10 rotating nozzle 6 on the material properties and the geometry of the milling burr 4 be adapted so as to speed up the separation process. The milling burr 4 is doing so with a rapidly changing force by means of the liquid jet 5 which finally breaks it.

Eine weitere Vorrichtung 11 zeigt die 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 1 gezeigten Ausführung die Anordnung einer oder mehrerer weiterer baugleicher oder abgewandelter, nicht dargestellter Düsen, wodurch der Trennvorgang des gegenüber dem Werkstück 2 hervortretenden Fräsgrates 4 weiter beschleunigt werden kann. Ein hierzu aus einer dem Flüssigkeitsstrahl 5 abgewandten Richtung auftreffender weiterer Flüssigkeitsstrahl ist dabei lediglich durch eine gestrichelte Linie 14 dargestellt.Another device 11 show the 2 in a sectioned side view. There is a nozzle 12 the device 11 on a molding 13 arranged, which can be arranged rotatably on a receptacle, not shown. This design also allows over the in 1 shown embodiment, the arrangement of one or more other identically constructed or modified, not shown nozzles, whereby the separation process of the relative to the workpiece 2 protruding milling burr 4 can be further accelerated. A this from a the liquid jet 5 facing away from another liquid jet is only by a dashed line 14 shown.

Claims (4)

Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes, insbesondere zum Entgraten, bei dem ein Flüssigkeitsstrahl mit hohem Druck auf einen zu bearbeitenden Bereich des Werkstückes gerichtet wird, wobei der Flüssigkeitsstrahl in schneller Abfolge aus unterschiedlichen Richtungen auf den zu bearbeitenden Bereich gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse durch die Rückstoßkraft der aus der Düse austretenden Flüssigkeit angetrieben wird.Process for the surface treatment of a workpiece, in particular for deburring, in which a liquid jet is directed at a high pressure onto a region of the workpiece to be machined, wherein the liquid jet is directed in rapid succession from different directions to the area to be processed, characterized in that the nozzle is driven by the repulsive force of the liquid emerging from the nozzle. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Düse (6, 12) relativ zu der Vorrichtung (1, 11) beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (6, 12) durch die Rückstoßkraft der aus der Düse (6, 12) austretenden Flüssigkeit antreibbar ist.Apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein the nozzle ( 6 . 12 ) relative to the device ( 1 . 11 ) is movably arranged, characterized in that the nozzle ( 6 . 12 ) by the recoil force of the nozzle ( 6 . 12 ) exiting fluid is drivable. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (6, 12) um eine im Wesentlichen horizontale Achse schwenkbar an der Vorrichtung (1, 11) angeordnet ist.Device according to claim 2, characterized in that the nozzle ( 6 . 12 ) pivotable about a substantially horizontal axis on the device ( 1 . 11 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (6, 12) um eine im Wesentlichen vertikale Achse (10) drehbeweglich an der Vorrichtung (1, 11) angeordnet ist.Device according to claim 2, characterized in that the nozzle ( 6 . 12 ) about a substantially vertical axis ( 10 ) rotatably on the device ( 1 . 11 ) is arranged.
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