DE102017123745A1

DE102017123745A1 - Method for processing a workpiece provided with a metal layer, and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE102017123745A1
Application number: DE102017123745.3A
Authority: DE
Inventors: Meinolf Wolke; Benjamin Joachim
Original assignee: ELHA MASCHINENBAU LIEMKE KG; ELHA-MASCHINENBAU LIEMKE KG
Current assignee: ELHA MASCHINENBAU LIEMKE KG; ELHA-MASCHINENBAU LIEMKE KG
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-04-18

Abstract

Ein Verfahren zum Bearbeiten der Laibung eines Loches eines mit einer Metallschicht versehenen Werkstücks (2), ist so ausgebildet, dass ein Dorn (3), dessen Querschnittsmaß dem Querschnittsmaß des Loches (7) entspricht, in das Loch (7) eingeführt und danach mit Schmelztemperatur der Beschichtung (6) an der Laibung anliegt.

A method for processing the soffit of a hole of a workpiece provided with a metal layer (2), is formed so that a mandrel (3) whose cross-sectional dimension corresponds to the cross-sectional dimension of the hole (7) inserted into the hole (7) and then with Melting temperature of the coating (6) rests against the soffit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines mit einer Metallschicht versehenen Werkstücks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for processing a provided with a metal layer workpiece according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method.

Zum Schutz vor Korrosion ist es bekannt, Werkstücke beispielsweise zu verzinken, wobei das entsprechend vorbehandelte Werkstück in eine Zinkschmelze getaucht wird, die üblicherweise eine Temperatur von etwa 450°C aufweist, bei einer Schmelztemperatur des Zinks von etwa 420°C. Dieses bekannte Verfahren ist unter dem Begriff „Feuerverzinken“ bekannt.For protection against corrosion, it is known to galvanize workpieces, for example, wherein the appropriately pretreated workpiece is immersed in a molten zinc, which usually has a temperature of about 450 ° C, with a melting temperature of the zinc of about 420 ° C. This known method is known by the term "hot dip galvanizing".

Das zu verzinkende Werkstück wird entsprechend den Vorgaben vor dem Verzinken mechanisch bearbeitet, konkret werden Löcher eingebracht, insbesondere durch Bohren.The workpiece to be galvanized is mechanically processed according to the specifications before galvanizing, specifically holes are introduced, in particular by drilling.

Bei der Verzinkung wird die Laibung des Loches gleichfalls beschichtet, vielfach unter Ausbildung von Unebenheiten, insbesondere Tropfen oder Nasen, was die folgende Verwendung des Loches beeinträchtigt. Dies insbesondere, wenn eine relativ hohe Maßhaltigkeit verlangt wird, innerhalb eines Toleranzbereiches von Zehntel-Millimetern.In galvanizing the soffit of the hole is also coated, often with the formation of bumps, especially drops or noses, which impairs the subsequent use of the hole. This in particular, if a relatively high dimensional accuracy is required, within a tolerance range of tenths of a millimeter.

Dabei können diese Löcher der Aufnahme unterschiedlichster Bauteile dienen, beispielsweise der Aufnahme von Spreizdübeln, Blindnieten oder dergleichen, die allesamt eine Maßhaltigkeit des Loches innerhalb der genannten Toleranz erfordern.These holes can serve to accommodate a wide variety of components, such as the inclusion of expansion dowels, blind rivets or the like, all of which require a dimensional accuracy of the hole within said tolerance.

Um dieser Forderung zu entsprechen, wird eine Bearbeitung des Loches bislang mittels spangebender Werkzeuge vorgenommen, beispielsweise eines Bohrers, was sich jedoch in der Praxis als äußerst unbefriedigende Möglichkeit gezeigt hat. Vor allem deshalb, weil eine exakte Führung des Bohrers in dem Loch, sprich der Bohrung, nicht gewährleistet ist, was letztendlich zu einer hohen Ausschussquote führt, wenn die gestellten Toleranzforderungen zwingend sind.To meet this requirement, a machining of the hole is done so far by means of cutting tools, such as a drill, which has been shown in practice as a very unsatisfactory possibility. Above all, because an exact guidance of the drill in the hole, that is the hole, is not guaranteed, which ultimately leads to a high reject rate, if the specified tolerance requirements are mandatory.

Die vorgenannten, bei verzinkten Werkstücken sich ergebenden Probleme treten selbstverständlich auch bei Werkstücken auf, die mit anderen Metallen beschichtet sind, auch statt durch Tauchen durch Aufspritzen oder dergleichen.Of course, the above problems with galvanized workpieces also occur with workpieces coated with other metals, also instead of by dipping by spraying or the like.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass die Bearbeitung des Werkstücks zu einem qualitativ deutlich verbesserten Ergebnis führt, insbesondere hinsichtlich geforderter Maßgenauigkeiten.The invention has for its object to further develop a method of the generic type so that the machining of the workpiece leads to a qualitatively much improved result, especially in terms of required dimensional accuracy.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a device for carrying out the method.

Erfindungsgemäß wird durch den in das entsprechende Loch eingeführten Dorn die die Laibung des Loches bedeckende Beschichtung, zumindest jedoch die Tropfen oder Nasen quasi abgeschmolzen, wobei der Dorn dem Nennmaß des Loches entspricht, so dass, beispielsweise bei einer Bohrung, der Durchmesser des insoweit bearbeiteten Loches im Fertigmaß innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt.According to the introduced into the corresponding hole mandrel which covers the reveal of the hole coating, but at least the drops or noses virtually melted, the mandrel corresponds to the nominal size of the hole, so that, for example, in a hole, the diameter of the extent processed hole in the finished measure within the specified tolerances.

Um die Schmelztemperatur zu erreichen, sind nach der Erfindung mehrere Maßnahmen denkbar.In order to achieve the melting temperature, several measures are conceivable according to the invention.

So kann der Dorn rotierend in das Loch eingeführt werden, wenn dieses Loch als Bohrung ausgebildet ist, wobei dann durch die entstehende Reibungswärme die Beschichtung an- bzw. abgeschmolzen wird.Thus, the mandrel can be rotationally inserted into the hole when this hole is formed as a bore, in which case by the resulting frictional heat, the coating on or is melted off.

Nach einer anderen Variante kann der Dorn selbst beheizt werden, was sich dann anbietet, wenn das Loch nicht rund, sondern z.B. eckig ist oder eine andere Kontur aufweist. In diesem Fall ist der Dorn lediglich axial bewegbar zum Einführen in das Loch.According to another variant, the mandrel itself can be heated, which is useful if the hole is not round, but e.g. is angular or has a different contour. In this case, the mandrel is only axially movable for insertion into the hole.

Die Erwärmung des Dornes kann unterschiedlich erfolgen, beispielsweise induktiv oder durch eingebaute Heizwendel.The heating of the mandrel can be done differently, for example, inductively or by built-in heating coil.

Die Aufheizung des Dornes ist auch dann möglich, wenn dieser rotierend eingeführt wird.The heating of the mandrel is also possible if it is introduced in a rotating manner.

Die aufgeschmolzene Beschichtung kann sich gleichmäßig auf der Laibung des Loches verteilen, so dass der durch die Beschichtung beabsichtigte Korrosionsschutz erhalten bleibt.The melted coating can spread evenly on the soffit of the hole so that the corrosion protection intended by the coating is retained.

Nach Entfernen des Dornes aus dem Loch erkaltet die Beschichtung auf der Laibung, wobei eine sehr glatte Oberfläche entsteht, die die anschließende Nutzung des Loches, beispielsweise durch das Einbringen des genannten Spreizdübels oder dergleichen gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbessert ist.After removing the mandrel from the hole, the coating cools on the reveal, resulting in a very smooth surface, which is the subsequent use of the hole, for example by the introduction of said expansible plug or the like over the prior art significantly improved.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht einen Dorn mit einer glatten, d.h. unprofilierten Mantelfläche vor, der nach einer Weiterbildung der Vorrichtung zylindrisch ausgebildet ist mit einem endseitig ausgebildeten Zentrierkonus, der im Fall das Loch ist eine Bohrung als Zentrierhilfe beim Einführen des Dornes dient.The apparatus for carrying out the method sees a mandrel with a smooth, i. unprofiled lateral surface before, which is cylindrical according to a development of the device with an end formed centering cone, which in the case of the hole is a hole used as a centering when inserting the mandrel.

Dieser Dorn ist in ein Futter eingespannt, das rotierend antreibbar sein kann, für den Fall, dass das Aufschmelzen der Beschichtung durch Reibungswärme erfolgen soll.This mandrel is clamped in a chuck, which can be driven in rotation, in the event that the melting of the coating is to take place by frictional heat.

Das Futter kann wiederum Bestandteil einer handgeführten Werkzeugmaschine sein, so dass Werkstücke im Sinne der Erfindung bearbeitet werden können, die aufgrund ihrer Konfiguration der Bearbeitung mittels stationärer Werkzeugmaschinen nicht zugänglich sind.The chuck may in turn be part of a hand-held machine tool, so that workpieces can be processed within the meaning of the invention, which are not accessible due to their configuration of processing by means of stationary machine tools.

Der Dorn kann mit einer Heizeinrichtung in Wirkverbindung stehen, um ihn auf eine Temperatur zu erhitzen, die bevorzugt größer ist als die Schmelztemperatur der Beschichtung.The mandrel may be operatively connected to a heater to heat it to a temperature that is preferably greater than the melting temperature of the coating.

Eine solche Heizeinrichtung kommt vor allem dann zur Verwendung, wenn der Dorn nicht rotierend antreibbar ist, sondern lediglich axial verschiebbar, was in dem Fall bevorzugt ist, wenn das Loch nicht als Bohrung mit kreisrunder Kontur sondern als Loch mit beliebiger Kontur ausgebildet ist. In diesem Fall ist die Querschnittskontur des Dornes an die Querschnittskontur des Loches angepasst, ebenso wie die Querschnittsabmaße.Such a heater is mainly used when the mandrel is not rotationally driven, but only axially displaceable, which is preferred in the case when the hole is not formed as a hole with a circular contour but as a hole with any contour. In this case, the cross-sectional contour of the mandrel is adapted to the cross-sectional contour of the hole, as well as the cross-sectional dimensions.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.The method according to the invention and an embodiment of a device for carrying out the method will be described below with reference to the attached drawing.

Die einzige Figur zeigt einen Teilausschnitt einer Vorrichtung nach der Erfindung in Funktion in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.The single FIGURE shows a partial section of a device according to the invention in function in a partially sectioned side view.

In der einzigen Figur ist ein Werkstück 2 in Form eines Rohres erkennbar, mit zwei Bohrungen 7, die in die Seitenwand des Werkstücks 2 eingebracht sind.In the single figure is a workpiece 2 recognizable in the form of a tube, with two holes 7 placed in the sidewall of the workpiece 2 are introduced.

Das Werkstück 2, im Beispiel ein Stahlrohr, ist in innen- und außenseitig mit einer Beschichtung 6 versehen, beispielsweise einer Verzinkung. Diese erstreckt sich bis in die Laibung der Bohrungen 7, unter Ausbildung von Tropfen 8.The workpiece 2 , in the example a steel tube, is inside and outside with a coating 6 provided, for example, a galvanizing. This extends into the reveal of the holes 7 , under formation of drops 8th ,

Um diese Tropfen 8 oder andere, die Maßhaltigkeit der Bohrung 7 beeinträchtigende Ausbildungen zu beseitigen, ist eine Vorrichtung 1 im Einsatz, die einen zylindrischen Dorn 3 aufweist, der in ein rotierendes Futter 5, wie von einem Pfeil angedeutet, eingespannt ist und der an seinem freien, dem Futter 5 gegenüberliegenden Endbereich einen Zentrierkonus 4 aufweist, der der Zentrierung beim Einführen des Dornes 3 in die Bohrung 7 dient.To those drops 8th or others, the dimensional accuracy of the hole 7 eliminating debilitating training is a device 1 in use, a cylindrical mandrel 3 which is in a rotating lining 5 , as indicated by an arrow, is clamped and at its free, the lining 5 opposite end of a centering cone 4 having, the centering during insertion of the mandrel 3 into the hole 7 serves.

Dieser glattschaftige Dorn 3, der vorzugsweise aus einem gehärteten Stahl besteht, wird in die Bohrung 7 eingeschoben.This smooth thorn 3 , which is preferably made of a hardened steel, is in the bore 7 inserted.

Bei reibender Anlage des Dornes 3 an der Beschichtung der Laibung, vor allem an aus Beschichtungsmaterial bestehenden Tropfen 8 oder anderen Erhebungen, wir das Beschichtungsmaterial, hier der Zink, durch die Reibungswärme bis auf Schmelztemperatur erhitzt, so dass das Material gleichmäßig auf der Laibung verteilt wird oder aus der Bohrung 7 herausgedrückt wird.With friction of the mandrel 3 on the coating of the soffit, especially on consisting of coating material drops 8th or other surveys, we heated the coating material, here the zinc, by the frictional heat to melting temperature, so that the material is evenly distributed on the soffit or from the bore 7 is pushed out.

In dem Fall, dass der Dorn 3 drehfest gehalten ist und lediglich axial in die Bohrung 7 eingeschoben wird, ist, wie bereits erwähnt, eine Heizeinrichtung vorgesehen, mit der der Dorn 3 entsprechend aufheizbar ist, so dass in jedem Fall die Beschichtung der Laibung der Bohrung 7 geschmolzen wird.In the event that the thorn 3 is held against rotation and only axially in the bore 7 is inserted, as already mentioned, a heating device is provided, with which the mandrel 3 can be heated accordingly, so that in any case the coating of the soffit of the bore 7 is melted.

Die in diesem Sinne bearbeitete Bohrung 7 ist hinsichtlich ihres Abmaßes so fertiggestellt, dass geforderte enge Toleranzen eingehalten werden, um korrespondierende Mittel einsetzen zu können, wie einen bereits beispielhaft beschriebenen Spreizdübel.The bore machined in this sense 7 is finished in terms of their dimensions so that required tight tolerances are met in order to use corresponding means, such as an expansion anchor already described by way of example.

Im Übrigen ist im Sinne der Erfindung jedes Loch zu bearbeiten, dessen Lochlaibung unkontrolliert mit Metall beschichtet ist.Incidentally, for the purposes of the invention, each hole is to be machined whose hole reveal is uncontrollably coated with metal.

Claims

Method for processing the reveal of a hole of a workpiece (2) provided with a metal layer, characterized in that a mandrel (3) whose cross-sectional dimension corresponds to the cross-sectional dimension of the hole (7) is inserted into the hole (7) and thereafter at melting temperature Coating (6) rests against the soffit.

Method according to Claim 1 , characterized in that the mandrel (3) is driven in rotation, wherein an uncontrolled applied coating of the soffit is melted by frictional heat.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the mandrel (3) is heated by means of a heater so far that upon contact the coating (6) melts.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the introduction of the mandrel (3) into the hole (7) by means of a device takes place manually or automatically.

Apparatus for carrying out the method according to Claim 1 , characterized by a smooth lateral surface having mandrel (3), which is held axially displaceable.

Device after Claim 5 , characterized in that the mandrel (3) has a cylindrical shaft, which is followed by a centering cone (7).

Device after Claim 6 , characterized in that the mandrel (3) consists of a hardened steel.

Device after Claim 6 or 7 , characterized in that the mandrel (3) is driven in rotation.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mandrel (3) is held in a chuck (5).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a heating device is provided, with which the mandrel (3) is heatable.