DE102006059017A1

DE102006059017A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Rohrinnenflächen

Info

Publication number: DE102006059017A1
Application number: DE200610059017
Authority: DE
Inventors: Lars Howorek; Jens-Karsten Paschke; Joachim Stark
Original assignee: STAHAB GmbH
Current assignee: STAHAB GmbH
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-06-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Rohrinnenflächen, insbesondere von Innenflächen von Rohren kleiner Durchmesser unter Verwendung eines ferromagnetischen Materials. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass unter Einsatz von Elektromagneten im Inneren des Rohres ein elektromagnetisches Feld entsteht und eine rotierende Schleifmittelwolke herausgebildet wird, das zu bearbeitende Rohr in einem Stator, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Spulen (1; 4), geführt wird, die Spulen (1; 4) einzeln oder in Paketen nacheinander bestromt werden oder paarweise, wobei die jeweils sich gegenüberliegenden Spulen (1, 1' und 4, 4') nacheinander und in umlaufender Folge bestromt werden, ein elektromagnetisches Feld entsteht, welches im Inneren des zu bearbeitenden Rohres rotiert, das im Rohrinneren befindliche magnetische Schleifpulver/Bearbeitungspulver jeweils in die Richtung der bestromten Spulen (1; 4) gezogen wird und in axialer Richtung das Rohrinnere durchströmt. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren ist gekennzeichnet durch den Einsatz von Spulen (1; 4), als Elektromagneten ausgebildet, die in Kreisringform angeordnet und als kompakte Baueinheit in Form eines Stators ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Rohrinnenflächen, insbesondere der Innenflächen von Rohren kleiner Durchmesser unter Verwendung eines ferromagnetischen Materials.
Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen eine Bearbeitung von Teilen mittels Schleifen und Magnetfeldbeeinflussung möglich ist. So wird das zu bearbeitende Teil zwischen rotierenden und feststehenden Magneteisen (Joch aus magneti schem Material) eines Magnetfeldsystems angeordnet. Die Oberfläche des eines Pols der Magneteisen des Magnetfeldsystems besteht aus einer geraden Anzahl von sphärischen Segmenten mit wechselnder Polarität, die Oberfläche des anderen Pols der Magneteisen besteht aus einer geraden Anzahl von Sektoren wechselnder Polarität.
Ferner sind Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen als Abrasivmedium eine Trägerflüssigkeit mit darin enthaltenden Abrasivpartikeln verwendet wird. Bei diesen so genannten hydroersosiven Verfahren wird das Abrasivmedium an der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes vorbeigeleitet, wobei die in der Trägerflüssigkeit enthaltenen Abrasivpartikel beim Vorbeiströmen Material von der Oberfläche des Werkstückes abtragen.
So beschreibt die DE 101 51 461 A1 ein Verfahren der genannten Art, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Trägerflüssigkeit mit Partikeln mit definierten ferromagnetischen Eigenschaften versetzt wird, dass nahe wenigstens einem Abschnitt der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes während des Materialabtrages zumindest zeitweise ein Magnetfeld erzeugt wird und dass durch das Magnetfeld die in der Trägerflüssigkeit enthaltenen ferromagnetischen Partikel zumindest bereichsweise kettenartige Strukturen bilden. Als bevorzugtes Einsatzgebiet wird das vorgestellte Verfahren zur Bearbeitung der Strömungskanäle und Düsenöffnungen der Einspritzdüsen von Kraftstoffeinspritzventilen benannt und eine Vorrichtung offenbart, welche eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des Abrasivmediums besitzt, ferner eine Entsorgungseinrichtung zum Abführen des Abrasivmediums sowie eine Pumpeneinrichtung zum Fördern des Abrasivmediums, welches an der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes zum Materialabtrag vorbeiströmt.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass zur Realisierung des Verfahrens immer eine Trägerflüssigkeit verwendet werden muss, was sowohl mit hohen technischen Aufwendungen als auch hohen finanziellen Aufwendungen verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Gattung zu entwickeln und bereitzustellen, mit denen Innenflächen von Rohren kleiner Durchmesser in qualitativer Form bearbeitet werden können, ohne dass eine Trägerflüssigkeit zur Anwendung kommen muss.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 3 gelöst. Vorteilhafte Lösungen und besondere Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
So wurde ein Verfahren geschaffen, bei dem zur Bearbeitung der Innenflächen von Rohren ein beliebiges, magnetisches Schleifmittel eingesetzt wird, welches durch ein im Bereich des Rohres sich bewegendes Magnetfeld angezogen und bewegt wird. Das zum Einsatz kommende Schleifmittel wirkt auf die zu behandelnden Oberflächen ein, dies in der Form, dass diese gereinigt, geglättet, oberflächenverdichtet und in Mikromillimeterbereichen mechanisch bearbeitet werden und Oberflächenqualitäten erzielt werden, die ein ungehindertes Durchströmen, Fördern oder Gleiten der durch die Rohre zu fordernden bzw. zu transportierenden Medien gewährleistet, ferner die Oberflächen als Gleitflächen wirken, die ein Ansetzen/Ankleben von Schadstoffen, beispielsweise bei Abgasrohren von Kraftfahrzeugen, verhindert, somit auch die Funktion dieser Rohrsysteme erhalten bleibt, da bei modernen Kraftfahrzeugen in diesen Abgassystemen Sensoren angeordnet werden, die zur Bestimmung der Abgase dienen, deren Funktion wesentlich beeinträchtigt werden würde, wenn sich Russpartikel oder andere Rückstände von den die Rohre durchströmenden Medien an den Rohrinnenwandungen absetzen würden.
Das Verfahren arbeitet sowohl auf der Grundlage eines durch Elektromagneten erzeugten Magnetfeldes als auch auf der Grundlage eines durch Permanentmagneten erzeugten Magnetfeldes.
Dabei werden die im Rohrinneren vorgesehenen Schleifmittel magnetisiert, und die Anordnung der Magnete bewirkt ein Umlaufen der Schleifmittel an den Innenwandungen der jeweiligen Werkstücke, insbesondere an den Innenflächen von Rohren sehr kleiner Durchmesser, beispielsweise von Rohren mit Innendurchmessern von ca. 1 mm.
Die beigefügten Zeichnungen geben zwei Ausführungsbeispiele wieder, anhand derer die Erfindung noch näher erläutert werden soll.
So zeigt das Ausführungsbeispiel 1 in einer schematischen Darstellung, dass die Vorrichtung aus aneinander gereihten Spulen 1 besteht, die vorzugsweise kreisförmig ausgebildet sind, in deren Innerem das zu bearbeitende Rohr 2 eingesetzt ist. Die Spulen 1 werden zur Erzeugung eines Magnetfeldes bestromt und wirken auf das magnetische Schleifmittel 3, welches sich im Inneren des Rohres befindet. Die gekennzeichnete Spule 4 zur Erzeugung eines Magnetfeldes ist nicht bestromt.
Der Verfahrensablauf ist mm so, dass ein mit einem magnetischen Schleifmittel 3 beschicktes Rohr 2 in einen Stator, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Spulen 1, 4 eingeführt wird. Die Spulen 1, 4 werden einzeln, in Paketen nacheinander oder paarweise, die jeweils sich gegenüberliegenden Spulen, beispielsweise die Spulen 1, 1' und 4, 4' nacheinander und in umlaufender Folge bestromt, so dass ein elektromagnetisches Feld entsteht, welches um das im Inneren des zu bearbeitenden Rohres 2 rotiert bzw. sich eine Schleifmittelwolke herausbildet. Das im Inneren des Rohres 2 befindliche magnetische Bearbeitungspulver 3 wird jeweils in die Richtung der bestromten Spule 1 gezogen und bearbeitet so die Innenwand des Rohres 2.
Die schematische Darstellung vom Ausführungsbeispiel 2 zeigt in analoger Ausbildung zum Ausführungsbeispiel 1 den Aufbau der Vorrichtung.
Hier werden Permanentmagnete 5 zur Erzeugung eines Magnetfeldes verwendet, die kreisringförmig zueinander angeordnet sind, in dessen Innerem das zu bearbeitende Rohr 6 geführt ist. Im Inneren des Rohres 6 ist gleichfalls ein magnetisches Schleifmittel 7 vorgesehen. Der Aufnahmemantel 8 für die Permanentmagnete 5 ist unmagnetisch. Wird nun das Rohr 6 mit dem darin befindlichen magnetischen Schleifmittel 7 in das Innere der aus Permanentmagneten 5 bestehenden Vorrichtungen eingesetzt, wird das magnetische Schleifmittel infolge der durch die Permanentmagneten 5 erzeugten Magnetfelder angezogen. Bei Drehung des Rotors der Vorrichtung, um seine Achse bewegt, schleift das magnetische Schleifmittel 7 durch das Magnetfeld an der Rohrinnenfläche des Rohres 6 und die Rohrinnenfläche wird bearbeitet.
Alternativ zur axialen Bewegung der zu bearbeitenden Rohre 2; 5 können während des Verfahrensablaufes die Rohre 2; 5 in Ruheposition sein und die Vorrichtung, bestehend aus den Elektromagneten bzw. Permanentmagneten, wird über die Rohre 2 bzw. 6 geführt.
Es gehört auch zur Erfindung, dass in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nicht die Magnete rotieren, sondern das jeweilige Rohr 2, 6, dadurch wird das Verfahren zur Bearbeitung der Innenflächen der Rohre nicht negativ beeinflusst.

Claims

Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Rohrinnenflächen, insbesondere der Innenflächen von Rohren kleiner Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, dass – die Bearbeitung in einem sich bewegenden Magnetfeld erfolgt, – das zu bearbeitende Werkstück, ein Rohr mit darin befindlichem magnetischen Schleifmittel in einem Stator, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von Spulen (1; 4), geführt wird, – die Spulen (1; 4) einzeln oder in Paketen nacheinander bestromt werden oder paarweise, die jeweils sich gegenüberliegenden Spulen, beispielsweise die Spulen (1; 1') und (4; 4') nacheinander und in umlaufender Folge bestromt werden, so dass ein elektromagnetisches Feld entsteht, – das elektromagnetische Feld im Inneren des zu bearbeitenden Rohres rotiert und – das im Rohrinneren befindliche magnetische Schleifmittel/Bearbeitungspulver jeweils in die Richtung der bestromten Spulen (1; 4) gezogen wird oder – anstelle der Elektromagnete Permanentmagnete (6) zum Einsatz kommen, – diese ein Magnetfeld beim Einsatz des zu bearbeitenden Rohres (6) erzeugen und – das magnetische Schleifmittel (7) anzieht und anschließend bei Bewegung in Achsrichtung das magnetische Schleifmittel (7) eine Bearbeitung der Innenfläche des Rohres (6) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweils zu bearbeitende Rohr zu den Spulen (1) bzw. Permanentmagneten (5) bewirkt wird oder alternativ die Spulen (1) bzw. Permanentmagnete (5) über die zu bearbeitenden Rohre geführt werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (1; 4) und Permanentmagnete (5) in Kreisringform angeordnet und als eine kompakte Baueinheit in Form eines Stators ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Kreisringes die zu bearbeitenden Rohre (2; 6) Aufnahme finden.