DE102020007729A1

DE102020007729A1 - Düsenträger und Verfahren zum Reinigen von Bauteilen

Info

Publication number: DE102020007729A1
Application number: DE102020007729.3A
Authority: DE
Inventors: Nazario Vocino; Yasin Ugur
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2022-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Düsenträger (1) mit einem geraden, in eine axiale Richtung (Ax) verlaufenden Speisekanal (2), wobei der Speisekanal (2) eine konzentrisch durch den Speisekanal (2) verlaufende Speisekanalachse (3) aufweist und an einem ersten Ende eine Speisungsöffnung (4) zum Einspeisen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit aufweist und der Speisekanal (2) an einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende über wenigstens einen Verteilungskanal (5) mit wenigstens einem zu einer Umgebung hin geöffneten Düsenkanal (6) kommuniziert, wobei der Düsenkanal (6) an einem zur Umgebung hin geöffneten Ende eine Düsenaufnahme (7) ausbildet. Der erfindungsgemäße Düsenträger ist dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Düsenkanal (6) eine konzentrisch durch den Düsenkanal (6) verlaufende Düsenkanalachse (8) aufweist, welche die Speisekanalachse (3) unter einem Neigungswinkel (α₁, α₂, β) schneidet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Düsenträger nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Verfahren zum Reinigen und/oder Entgraten von Bauteilen mit Hilfe eines solchen Düsenträgers.
Nach einer zerspanenden Bearbeitung von Maschinenbauteilen mittels Fräsen, Drehen, Räumen, Sägen, Honen oder dergleichen verbleiben oftmals Grate oder Restschmutz wie Späne am bearbeiteten Maschinenbauteil zurück. Solche Verunreinigungen sind zum Verhindern einer Funktionsbeeinträchtigung des jeweiligen Maschinenbauteils durch einen Reinigungsprozess zu entfernen. Beispielsweise besteht bei einem Hydraulikblock die Gefahr, dass gebohrte Hydraulikkanäle aufgrund von nicht ausreichend entfernten Spänen verstopfen können. Hierdurch kann eine Lebensdauer des Hydraulikblocks vermindert werden oder sogar ein vollständiger Ausfall des Hydraulikblocks drohen. Zum Entfernen von Spänen und Graten ist es üblich die bearbeiteten Maschinenbauteile mit einem Fluidstrahl, beispielsweise einem Wasserstrahl, zu säubern. Um auch stark anhaftende Verunreinigungen zu lösen, wird die Flüssigkeit mit einem vergleichsweise hohen Druck auf das Maschinenbauteil gespritzt. So wird die Flüssigkeit meist mit Hilfe einer Pumpe unter Druck gesetzt und mittels eines eigens hierzu vorgesehenen Werkzeugs auf das zu reinigende Maschinenbauteil gespritzt. Zum gezielten Ausrichten von Fluidstrahlen weist das Werkzeug typischerweise eine oder mehrere Düsen auf und wird daher auch als Düsenträger bezeichnet.
Ein solcher Düsenträger ist beispielsweise aus der US 5,060,863 bekannt. Der in der Druckschrift offenbarte Düsenträger umfasst eine fest mit einem stationären Gehäuse verbundene Hohlwelle und einen sich an die Hohlwelle anschließenden Düsenkopf zum Applizieren von unter Druck stehendem Fluid auf ein zu reinigendes Bauteil. Die Hohlwelle weist ein offenes, dem Gehäuse zugewandtes Ende auf, über welches das unter Druck stehende Fluid der Hohlwelle zugeführt wird. Das Fluid wandert durch die Hohlwelle zu einem dem offenen Ende gegenüberliegenden geschlossenen Ende. Um das Fluid an den Düsenkopf zu übergeben, weist die Hohlwelle in einem vergleichsweise kurzen axialen Abstand vom geschlossenen Ende entfernt zwei an einer Mantelfläche der Hohlwelle vorgesehene und sich in eine Umfangsrichtung gegenüberliegende Bohrungen auf. Der Düsenkopf ist konzentrisch zur Hohlwelle angeordnet und kann sich relativ zur Hohlwelle um eine gemeinsame Mittelachse drehen. Dabei weist der Düsenkopf eine zentrale Bohrung zur Aufnahme eines axialen Abschnitts der Hohlwelle auf. Der Düsenkopf weist vier im Wesentlichen in eine radiale Richtung in den Düsenkopf eingebrachte Kanäle zum Empfangen des aus der Hohlwelle austretenden Fluids auf. Über die Kanäle wird das Fluid zu vier vom Düsenkopf aufgenommenen Düsen geleitet. Die Düsen zeigen in Richtung des zu reinigenden Bauteils. Dabei sind die Düsen in eine axiale Richtung ausgerichtet und zusätzlich in eine Umfangsrichtung geneigt. Dank dieser Umfangskomponente tritt das Fluid schräg aus den Düsen aus und treibt den Düsenkopf aufgrund des Austrittsimpulses zur Rotation an. Die Düsen sind dabei ausschließlich in die axiale Richtung und die Umfangsrichtung orientiert.
Der Düsenkopf weist vier Kanäle auf, welche von lediglich zwei in einen Mantel der Hohlwelle eingebrachte Bohrungen mit Fluid versorgt werden. Der Düsenkopf dreht sich um die Hohlwelle entlang der gemeinsamen Mittelachse, was dazu führt, dass die vier Kanäle abwechselnd mit Fluid versorgt werden, beziehungsweise die Fluidzufuhr stoppt. Je nachdem an welcher Winkelposition sich der Düsenkopf gerade relativ zur Hohlwelle befindet wird ein erstes, oder ein zweites Paar Düsen mit dem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt. Mit Hilfe des in der Druckschrift offenbarten Düsenträgers wird durch die alternierende Fluidversorgung der Düsen ein spezielles Reinigungsmuster erzeugt. Ein zu reinigendes Bauteil kann jedoch ausschließlich in die axiale, beziehungsweise die Umfangsrichtung mit Fluid abgespritzt werden. Um Verunreinigungen auf dem Bauteil optimal zu entfernen, kann es in Abhängigkeit einer Bauteilgeometrie jedoch notwendig sein, bestimmte Abschnitte des Bauteils unter verschiedenen Winkeln abzuspritzen. Dies ist mit dem in der Druckschrift offenbarten Düsenkopf nur dann möglich, wenn der Düsenkopf bewegt, insbesondere gekippt wird. Dies ist jedoch aufwändig und führt zu einer vergrößerten Bearbeitungszeit zum Reinigen des Bauteils.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen verbesserten Düsenträger anzugeben, mit dessen Hilfe auch Bauteile mit einer komplexen Geometrie ohne die Notwendigkeit einer aufwändigen Ausrichtung des Düsenträgers zum Bauteil optimal gereinigt und/oder entgratet werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Düsenträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Reinigen und/oder Entgraten von Bauteilen mit Hilfe eines solchen Düsenträgers mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
Ein Düsenträger der eingangs genannten Art weist einen in eine axiale Richtung verlaufenden geraden Speisekanal mit einer konzentrisch durch den Speisekanal verlaufenden Speisekanalachse zum Einspeisen von unter Druck stehendem Fluid auf. Über wenigstens einen sich an den Speisekanal anschließenden Verteilungskanal wird das unter Druck stehende Fluid an wenigstens einen Düsenkanal übergeben, wobei der wenigstens eine Düsenkanal an einer zu einer Umgebung hin geöffneten Seite eine Düsenaufnahme ausbildet. Erfindungsgemäß weist der wenigstens eine Düsenkanal eine konzentrisch durch den Düsenkanal verlaufende Düsenkanalachse auf, welche die Speisekanalachse unter einem Neigungswinkel schneidet.
Das aus dem Düsenkanal, beziehungsweise einer im Düsenkanal angeordneten Düse austretende Fluid weist somit neben einer axialen Richtungskomponente wenigstens auch eine in eine orthogonal zur axialen Richtung verlaufende radiale Komponente auf. Dabei können die Düsen sowohl in, als auch entgegen der axialen Richtung am Düsenträger vorgesehen sein und sich in beide entsprechende Richtungen öffnen. So ist auch ein Ausdüsen von Fluid „nach hinten“, also entgegen der axialen Richtung möglich. Dank der radialen Komponente tritt ein vom Düsenträger ausgesendeter Fluidstrahl mit einem festgelegten, durch eine Konstruktion des Düsenträgers einstellbaren Winkel auf das zu reinigende Bauteil auf und ist damit in der Lage Späne, Grate und sonstigen Schmutz noch besser zu entfernen. Generell ist es auch denkbar, dass die Düsenkanäle beziehungsweise Düsen, wie im beschriebenen Stand der Technik, zusätzlich in eine orthogonal zur axialen und radialen Richtung verlaufenden Umfangsrichtung gekippt sind.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des Düsenträgers weist dieser wenigstens zwei Düsenkanäle auf, wobei die Düsenkanalachsen der wenigstens zwei Düsenkanäle die Speisekanalachse mit einem voneinander abweichenden Neigungswinkel schneiden. Indem die wenigstens zwei Düsenkanäle eine unterschiedliche Orientierung aufweisen, können wenigstens zwei eine unterschiedliche Orientierung aufweisende Flächen des zu reinigenden Bauteils gereinigt werden, ohne, dass der Düsenträger gekippt oder eine sonstige Ausrichtungsbewegung durchführen muss. Hierdurch lässt sich ein Aufwand zur Reinigung und/oder Entgratung des zu reinigenden Bauteils verringern, wodurch eine erforderliche Bearbeitungszeit ebenfalls verringert werden kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Düsenträgers sieht vor, dass wenigstens ein Düsenkanal in Richtung des Speisekanals geneigt ist und wenigstens ein Düsenkanal vom Speisekanal weggeneigt ist. Hierdurch lässt sich ein vom Düsenträger ausgesendeter unter Druck stehender Fluidstrahl noch gezielter auf das zu reinigende Bauteil ausrichten. Weist das zu reinigende Bauteil beispielsweise eine in eine Umfangsrichtung verlaufende und in die axiale Richtung in das Bauteil eingebrachte Nut auf, so lassen sich mit Hilfe zweier gegensätzlich zur Speisekanalachse geneigten Düsen beide in eine radiale Richtung ausgerichtete Nutflanken der Nut reinigen. Ebenso lassen sich Düsen gezielt, beispielsweise auf einen Vorsprung des zu reinigenden Bauteils, ausrichten.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Düsenträgers sind wenigstens vier Düsenkanäle vorgesehen, wobei wenigstens zwei Düsenkanäle die Speisekanalachse mit einem gleichen Neigungswinkel schneiden und die übrigen Düsenkanäle die Speisekanalachse mit einem jeweils zu sämtlichen übrigen Düsenkanälen abweichenden Neigungswinkel schneiden. Hierdurch lässt sich eine Reinigungswirkung des erfindungsgemäßen Düsenträgers noch weiter verbessern. Weist beispielsweise das zu reinigende Bauteil eine vergleichsweise große zu reinigende Hauptfläche auf, so wird diese mit Hilfe der wenigstens zwei Düsenkanäle, die die Speisekanalachse mit einem gleichen Neigungswinkel schneiden, gereinigt. Indem die Hauptfläche aufgrund ihrer Größe von mehreren Düsenkanälen bespritzt wird, kann der vergleichsweise großen Fläche der Hauptfläche Rechnung getragen werden. Die übrigen Düsenkanäle sind dann so zu weiteren zu reinigenden Bereichen des zu reinigenden Bauteils, wie beispielsweise einer Nut und/oder einem Vorsprung ausgerichtet, sodass auch diese Bereiche des zu reinigenden Bauteils ohne ein aufwändiges Neuausrichten des Düsenträgers zum zu reinigenden Bauteil gereinigt werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Düsenträgers sieht ferner vor, dass die Düsenkanäle jeweils mit einem Winkelabstand von 90° zueinander in einer Umfangsrichtung um die Speisekanalachse angeordnet sind. Somit sind vier Düsenkanäle symmetrisch um die Speisekanalachse am Düsenträger angeordnet. Hierdurch lässt sich eine besonders gleichmäßige Reinigung bzw. Entgratung des zu reinigenden Bauteils erreichen.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Düsenträgers sind die wenigstens beiden gleich geneigten Düsenkanäle mit einem gemeinsamen Neigungswinkel von 20° in Richtung des Speisekanals geneigt, wobei sich die beiden den gemeinsamen Neigungswinkel aufweisenden Düsenkanäle in der Umfangsrichtung betrachtet gegenüberliegen. Des Weiteren ist ein Düsenkanal mit einem Neigungswinkel von 2° in Richtung des Speisekanals geneigt und ein Düsenkanal mit einem Winkel von 13,5° vom Speisekanal weggeneigt. So lassen sich die Düsenkanäle des Düsenträgers gezielt auf zu reinigende Bereiche des zu reinigenden Bauteils ausrichten. Insbesondere mit den genannten Neigungswinkeln von 2°, 13,5° und 20° lassen sich Fluidstrahlen tangential auf unterschiedliche zu reinigende Flächen des zu reinigenden Bauteils aufbringen, wodurch Späne und Grate noch effektiver entfernt werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Düsenträgers sieht ferner vor, dass die Düsenaufnahmen jeweils ein Innengwinde zur Aufnahme einer in die Düsenaufnahme einschraubbaren Düse aufweisen. Die Düsen können somit besonders schnell und einfach gewechselt werden. Insbesondere nutzen sich die Düsen über die Lebensdauer des Düsenträgers durch den unter Druck stehenden Fluidstrahl ab, was ein regelmäßiges Austauschen der abgenutzten Düsen durch neuwertige Düsen erfordert. Dank des einfachen und schnellen Wechsels können Standzeiten reduziert und damit Kosten gesenkt werden.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Düsenträgers weisen wenigstens zwei Düsen zwei unterschiedliche Innenkanaldurchmesser auf. Generell lässt sich eine Düsengeometrie für verschiedene Düsen des Düsenträgers unterschiedlich ausführen. Mit Hilfe abweichender Innenkanaldurchmesser lässt sich eine Austrittsgeschwindigkeit eines aus einer Düse austretenden unter Druck stehenden Fluidstahls einstellen. Hierdurch ändert sich auch ein Impuls, mit dem der Fluidstrahl auf das zu reinigende Bauteil trifft. Hierdurch kann eine Reinigungswirkung des Fluidstrahls gezielt manipuliert werden. Ebenfalls ist es denkbar, neben dem Innenkanaldurchmesser auch eine Querschnittform des Innenkanals zu ändern. So kann der Innenkanal beispielsweise kreisrund, oval oder eckig, beispielsweise quadratisch sein.
Bei einem Verfahren zum Reinigen und/oder Entgraten von Bauteilen mit einem im vorigen beschriebenen Düsenträger wird erfindungsgemäß der Düsenträger von einem elektrischen Antrieb um die Speisekanalachse in Rotation versetzt und mit einem Stellhub zur genauen Ausrichtung der Düsen auf einen zu reinigenden und/oder zu entgratenden Abschnitt eines Bauteils in die axiale Richtung verfahren.
Hierdurch lässt sich das zu reinigende und/oder zu entgratende Bauteil besonders einfach und zuverlässig reinigen. Mit Hilfe des elektrischen Antriebs wird eine von einer Strahlaustrittsgeschwindigkeit unabhängige Bewegung des Düsenträgers erreicht, wodurch die zu reinigenden Abschnitte des zu reinigenden Bauteils noch gezielter angespritzt werden können. Beispielsweise kann der elektrische Antrieb den Düsenträger mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 300 bis 500 U/min antreiben. Dabei kann der elektrische Antrieb auch in einem Generatormodus zum Abbremsen des Düsenträgers geschaltet werden. Durch axiales Verfahren des Düsenträgers mit dem Stellhub lassen sich zudem die zu reinigenden Abschnitte des zu reinigenden Bauteils noch gezielter mit dem unter Druck stehenden Fluidstrahl erreichen. Hierdurch wird eine Reinigungs- bzw. Entgratungswirkung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Düsenträgers noch weiter verbessert. Auch wird es ermöglicht, Bauteile mit einem vergleichsweise komplexen Aufbau zu reinigen, da durch das Verfahren des Düsenträgers auch vorher nicht vom Fluidstrahl erreichte Abschnitte erreicht werden können.
Bevorzugt wird wenigstens eine Bremskolben- und/oder Sicherungsnut mit Hilfe des Düsenträgers gereinigt und/oder entgratet. So lassen sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Düsenträgers auch komplexe Bauteile wie Hydraulikgehäuse reinigen. Generell kann es schwierig sein die Flanken bzw. einen Nutgrund von in ein Gehäuse eingebrachte Nuten, wie eine Bremskolben- und/oder einer Sicherungsnut, mit einem rein axial oder einem axial und in eine Umfangsrichtung ausgesendeten Fluidstrahl zu erreichen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Düsenträgers und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dies jedoch besonders einfach und zuverlässig möglich, da der Fluidstrahl auch eine radiale Komponente aufweist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Düsenträgers und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Reinigen und/oder Entgraten von Bauteilen ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.
Dabei zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Düsenträgers gemäß einer massiven Ausführung;
2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Düsenträgers gemäß einer gewichtsoptimierten Ausführung;
3 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Düsenträger aus 1 zur Veranschaulichung einer Position von zwei Schnittebenen;
4 eine Schnittansicht durch den erfindungsgemäßen Düsenträger aus 1 gemäß einer Schnittebene A-A;
5 eine Schnittansicht durch den erfindungsgemäßen Düsenträger aus 1 gemäß einer Schnittebene B-B; und
6 eine Schnittansicht durch den erfindungsgemäßen Düsenträger aus 1 während eines Betriebs zum Reinigen eines Bauteils-

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Düsenträger 1 in einer perspektivischen Darstellung. Der Düsenträger 1 umfasst einen Flansch 11 zum Anschließen des Düsenträgers 1 an eine Antriebsmaschine wie einen elektrischen Motor, um den Düsenträger 1 in eine Umfangsrichtung U in Rotation zu versetzen, sowie zum Einspeisen von unter Druck stehendem Fluid in den Düsenträger 1 über eine in 4 dargestellte Speisungsöffnung 4. An den Flansch 11, beziehungsweise die Speisungsöffnung 4 schließt sich ein Speisekanal 2 an, welcher in eine axiale Richtung Ax verläuft. An den Speisekanal 2 wiederum schließt sich ein Düsenkopf 12 an. Hierbei handelt es sich um eine kreisrunde flache Platte mit vier in dem Beispiel in 1 gezeigte Düsenaufnahmen 7 zur Aufnahme von nicht dargestellten Düsen. Über die Düsen wird der über den Flansch 11 in den Düsenträger 1 eingespeiste Fluidstrom in Richtung eines zu reinigenden und in 6 dargestellten Bauteils 9 gespritzt. Die Düsenaufnahmen 7 sind dabei jeweils über einen in den 4 und 5 deutlicher dargestellten Düsenkanal 6 mit dem Speisekanal 2 fluidkommunizierend verbunden. Die einzelnen Düsenkanäle 6 weisen dabei jeweils eine Düsenkanalachse 8 auf, welche in eine radiale Richtung r zum Speisekanal 2 bzw. von diesem weggeneigt sind. Die Düsenkanäle 6 sind über einen ebenfalls in 4 und 5 erkennbaren Verteilungskanal 5 an den Speisekanal 2 angeschlossen. Dabei kann der Verteilungskanal 5 beispielsweise von einem einzigen, durchgehenden innerhalb des Düsenkopfes 12 vorgesehenen Volumen ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass mehrere Verteilungskanäle 5 vorgesehen sind, welche sich von einem Mittelpunkt des Düsenkopfes 12 sternförmig zu den einzelnen Düsenkanälen 6 erstrecken. Diese können beispielsweise gebohrt sein. Ferner weist der Düsenkopf 12 an einer Mantelfläche zusätzliche Öffnungen 13 auf, über die vom Verteilungskanal 5 geführtes unter Druck stehendes Fluid an eine Umgebung ausgedüst wird. Dies erlaubt eine Reinigung bzw. Entgratung eines zu reinigenden Bauteils 9 in die radiale Richtung r entlang des Mantels. Generell ist es dabei auch denkbar, dass die zusätzlichen Öffnungen 13 ebenfalls ein Gewinde zum Einschrauben einer Düse aufweisen. Wie in 1 dargestellt, befinden sich die zusätzlichen Öffnungen 13 an einer Umfangsposition, um den Speisekanal 2, zu der sich auch die einzelnen Düsenaufnahmen 7 um den Speisekanal 2 befinden. Dies vereinfacht einen Aufbau des erfindungsgemäßen Düsenträgers 1, da somit über einen Verteilungskanal 5 sowohl ein Düsenkanal 6 als auch eine zusätzliche Öffnung 13 mit Fluid versorgt werden kann. Generell ist es auch denkbar, dass die zusätzlichen Öffnungen 13 lediglich zum Bohren der Verteilungskanäle 5 in den Düsenkopf 12 eingebracht werden. In diesem Fall können die Öffnungen 13 mit einem nicht dargestellten Stopfen verschlossen werden.
2 zeigt eine alternative Ausführung des erfindungsgemäßen Düsenträgers 1. Hier wird der Düsenkopf 12 von einer kreuzförmigen Trägeranordnung ausgebildet. Mit anderen Worten weist der Düsenträger 1, welcher in 2 gezeigt ist, einen als Kreuz ausgebildeten Düsenkopf 12 auf. Vorteilhaft ist durch eine kreuzförmige Gestalt des Düsenkopfes 12 ein Gewicht des Düsenkopfs 12 im Vergleich zu einem Düsenkopf. welcher als Scheibe ausgebildet ist, deutlich reduzierbar. Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, dass der Düsenkopf 12 eine sternförmige Gestalt aufweist. Dabei ist je ein Düsenkanal 6 bzw. eine Düsenaufnahme 7 über einen Arm 14 an den Speisekanal 2 angeschlossen. Hierdurch lässt sich ein Materialeinsatz zur Ausbildung des erfindungsgemäßen Düsenträgers 1 erheblich reduzieren, wodurch der Düsenträger 1 leichter, insbesondere halb so schwer, ausgeführt werden kann, was sein dynamisches Verhalten verbessert. So lässt sich der Düsenträger 1 in einer kürzeren Zeit auf eine Soll-Rotationsgeschwindigkeit bringen bzw. zum Stillstand abbremsen.
3 zeigt eine Draufsicht auf den in 1 gezeigten Düsenträger entgegen der axialen Richtung Ax. 3 verdeutlicht dabei eine Lage von Schnittebenen A-A und B-B, anhand derer in den 4 und 5 der Aufbau des Düsenträgers 1 näher erläutert wird. 4 zeigt eine Schnittansicht durch den in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Düsenträger 1 entlang der Schnittebene A-A. Hierdurch wird ein Verlauf des Speisekanals 2, des Verteilungskanals 5 sowie der Düsenkanäle 6 innerhalb des Düsenträgers 1 ersichtlich. Erfindungsgemäß weisen der in 4 unten am Düsenträger 1 angeordnete Düsenkanal 6 und der in 4 oben am Düsenträger 1 angeordnete Düsenkanal 6 eine zueinander abweichende Neigung gegenüber dem Speisekanal 2 bzw. einer konzentrisch durch den Speisekanal 2 verlaufenden Speisekanalachse 3 auf. Dabei ist der obere Düsenkanal 6 in die axiale Richtung Ax von der Speisekanalachse 3 weggerichtet, wohingegen der untere Düsenkanal 6 in die axiale Richtung Ax zur Speisekanalachse 3 zeigt. Dementsprechend schneidet die Düsenkanalachse 8 des oberen Düsenkanals 6 die Speisekanalachse 3 in die axiale Richtung Ax betrachtet vor einem Austritt des Fluids aus der Düsenaufnahme 7 und die Düsenkanalachse 8 des rechten Düsenkanals schneidet die Speisekanalachse 3 in die axiale Richtung Ax betrachtet nach einem Austritt des Fluids aus der entsprechenden Düsenaufnahme 7. Dabei weist der obere Düsenkanal 6 einen Neigungswinkel α₂ bzw. einen entsprechenden Schnittwinkel mit der Speisekanalachse 3 auf und die Düsenkanalachse 8 des unteren Düsenkanals 6 weist einen entsprechenden Neigungswinkel α₂ auf. Dadurch, dass die jeweiligen Düsenkanäle 6 einen unterschiedlichen Neigungswinkel α₁, α₂ bzw. Schnittwinkel gegenüber der Speisekanalachse 3 aufweisen, trifft von den jeweiligen Düsenaufnahmen 7 ausgedüstes Fluid in einem unterschiedlichen Winkel und an unterschiedlichen Stellen auf das zu reinigende Bauteil 9 auf, wodurch auch komplexe Bauteilgeometrien ohne die Erfordernis komplizierter Verstellbewegungen seitens des Düsenträgers 1 gereinigt bzw. entgratet werden können.
5 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Düsenträgers 1 aus 1 gemäß der Schnittebne B-B. Die in dieser Darstellung gezeigten Düsenkanäle 6 weisen einen gemeinsamen Neigungswinkel β gegenüber der Speisekanalachse 3 auf. So sind beide Düsenkanäle 6 zur Speisekanalachse 3 hin geneigt. Durch Wahl eines von den Winkeln α₁, und α₂ abweichenden Winkels β lassen sich von aus den übrigen Düsenkanälen 6 ausgedüste Fluidstrahlen nicht getroffene Flächenbereiche des zu reinigenden Bauteils 9 reinigen.
Generell ist es denkbar, dass der erfindungsgemäße Düsenträger 1 auch mehr als vier Düsenkanäle 6 sowie Düsenaufnahmen 7 aufweist. Dabei können auch mehr als zwei Düsenkanäle 6 einzigartige Winkel aufweisen, um auch Bauteile 9 mit einer noch komplexeren Geometrie zu reinigen bzw. zu entgraten. Dabei müssen die einzelnen Düsenkanäle 6 bzw. Düsenaufnahmen 7 auch nicht zwangsweise in die Umfangsrichtung U betrachtet einander gegenüberliegen. So können die einzelnen Düsenkanäle 6 bzw. Düsenaufnahmen 7 jeweils einen beliebigen Umfangswinkelabstand in die Umfangsrichtung U um die Speisekanalachse 3 zueinander aufweisen.
6 zeigt eine Schnittansicht durch den erfindungsgemäßen Düsenträger 1 während der Reinigung eines Bauteils 9. Dabei entspricht die Schnittansicht einem Schnitt durch die Schnittebene A-A. Zu erkennen sind somit die beiden Düsenkanäle 6 mit den zueinander abweichenden Neigungswinkeln α₁, und α₂. Dabei ist der Düsenträger 1 in einer Reinigungsposition in das zu reinigende Bauteil 9 eingefahren, um mit über die Düsenkanäle 6 bzw. die Düsenaufnahmen 7 ausgedüstes Fluid, insbesondere einem Wasserstrahl 15, in das zu reinigende Bauteil 9 eingebrachte Nuten 10 zu reinigen. Dabei trifft der Wasserstrahl 15, welcher von dem von der Speisekanalachse 3 weggerichteten Düsenkanal 6 ausgedüst wird, auf einen Vorsprung einer Flanke 16 der Nut 10 und der Wasserstrahl 15, welcher von dem zur Speisekanalachse 3 geneigten Düsenkanal 6 ausgedüst wird auf einen Nutgrund 17 der Nut 10. Somit veranschaulicht 6, wie mit Hilfe der unterschiedlich geneigten Düsenkanäle 6 bzw. Düsenaufnahmen 7 verschiedene schwer zugängliche und schwer zu reinigende Stellen des zu reinigenden Bauteils 9 mit den Wasserstrahlen 15 erreicht werden können. Um die zu reinigenden Stellen des Bauteils 9 vollständig und gründlich zu reinigen, rotiert der Düsenträger 1 in die Umfangsrichtung U. Hierzu leitet ein insbesondere elektrischer Motor ein Antriebsmoment M in den Düsenträger 1 ein. Weitere Bewegungen seitens des Düsenträgers 1 sind nicht nötig, wobei es jedoch möglich ist, den Düsenträger 1 in die axiale Richtung Ax mit einem Stellhub zu verfahren, um weitere Bereiche der Nut 10 mit dem Wasserstrahl 15 zu erreichen. Generell ist es auch denkbar, dass die zusätzlichen Öffnungen 13 mit einem Stopfen versehen sind, um einen Druck des aus den Düsenaufnahmen 7 austretenden Wassers zu vergrößern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5060863 [0003]

Claims

Düsenträger (1) mit einem geraden, in eine axiale Richtung (Ax) verlaufenden Speisekanal (2), wobei der Speisekanal (2) eine konzentrisch durch den Speisekanal (2) verlaufende Speisekanalachse (3) aufweist und an einem ersten Ende eine Speisungsöffnung (4) zum Einspeisen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit aufweist und der Speisekanal (2) an einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende über wenigstens einen Verteilungskanal (5) mit wenigstens einem zu einer Umgebung hin geöffneten Düsenkanal (6) kommuniziert, wobei der Düsenkanal (6) an einem zur Umgebung hin geöffneten Ende eine Düsenaufnahme (7) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Düsenkanal (6) eine konzentrisch durch den Düsenkanal (6) verlaufende Düsenkanalachse (8) aufweist, welche die Speisekanalachse (3) unter einem Neigungswinkel (α₁, α₂, β) schneidet.
Düsenträger (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Düsenkanäle (6), wobei die Düsenkanalachsen (8) der wenigstens zwei Düsenkanäle (6) die Speisekanalachse (3) mit voneinander abweichenden Neigungswinkeln (α₁, α₂) schneiden.
Düsenträger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Düsenkanal (6) in Richtung des Speisekanals (2) geneigt ist und wenigstens ein Düsenkanal (6) vom Speisekanal (2) weggeneigt ist.
Düsenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens vier Düsenkanäle (6) vorgesehen sind, wobei wenigstens zwei Düsenkanäle (6) die Speisekanalachse (3) mit einem gleichen Neigungswinkel (β) schneiden und die übrigen Düsenkanäle (6) die Speisekanalachse (3) mit einem jeweils zu sämtlichen übrigen Düsenkanälen (6) abweichenden Neigungswinkel (α₁, α₂) schneiden.
Düsenträger (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkanäle (6) jeweils mit einem Winkelabstand von 90° zueinander in eine Umfangsrichtung (U) um die Speisekanalachse (3) angeordnet sind.
Düsenträger (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens beiden Düsenkanäle (6) mit einem gemeinsamen Neigungswinkel (β) von 20° in Richtung des Speisekanals (2) geneigt sind, wobei sich die beiden den gemeinsamen Neigungswinkel (β) aufweisenden Düsenkanäle (6) in die Umfangsrichtung (U) betrachtet gegenüberliegen, ein Düsenkanal (6) mit einem Neigungswinkel (α₁) von 2° in Richtung des Speisekanals (2) geneigt ist und ein Düsenkanal (6) mit einem Neigungswinkel (α₂) von 13,5° vom Speisekanal (2) weggeneigt ist.
Düsenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenaufnahmen (7) jeweils ein Innengewinde zur Aufnahme einer in die Düsenaufnahme (7) einschraubbaren Düse aufweisen.
Düsenträger (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Düsen zwei unterschiedliche Innenkanaldurchmesser aufweisen.
Verfahren zum Reinigen und/oder Entgraten von Bauteilen (9) mit Hilfe eines Düsenträgers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenträger (1) von einem elektrischen Antrieb um die Speisekanalachse (3) in Rotation versetzt wird, und mit einem Stellhub zur genauen Ausrichtung der Düsen auf einen zu reinigenden und/oder zu entgratenden Abschnitt eines Bauteils (9) in die axiale Richtung (Ax) verfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Bremskolben- und/oder Sicherungsnut (10) mit Hilfe des Düsenträgers (1) gereinigt und/oder entgratet wird.