DE102021123018A1

DE102021123018A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Entgraten eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102021123018A1
Application number: DE102021123018.7A
Authority: DE
Inventors: Rouven Sebastian Haag
Original assignee: Piller Entgrattechnik GmbH
Current assignee: Piller Entgrattechnik GmbH
Priority date: 2021-09-06
Filing date: 2021-09-06
Publication date: 2023-03-09
Also published as: WO2023031198A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) und ein Verfahren zum Entgraten eines Werkstücks (11) unter Verwendung eines Fluidwerkzeugs (15), das einen Düsenteil (16) mit wenigstens einem Düsenpaar (22) aufweist. Jedes Düsenpaar (22) hat eine erste Düsenöffnung (23) und eine zweite Düsenöffnung (24), die gegenüber einem Arbeitsbereich (25) auf im Wesentlichen entgegengesetzten Seiten angeordnet sind. Die erste Düsenöffnung (23) stößt einen ersten Fluidstrahl (F1) in einer ersten Ausstoßrichtung (B1) in den Arbeitsbereich (25) aus. Die zweite Düsenöffnung (24) stößt einen zweiten Fluidstrahl (F2) in einer zweiten Ausstoßrichtung (B2) in den Arbeitsbereich (25) aus. In dem Arbeitsbereich (25) ist der zu entfernende Grat (12) angeordnet, der durch die Fluidstrahlen (F1, F2) ein Biegemoment und ein Gegenbiegemoment in entgegengesetzte Richtungen erfährt, wodurch ein verbessertes Abtrennen des Grats (12) mit geringerem Druck möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Entgraten eines Werkstücks unter Verwendung von Fluidstrahlen, die zum Entfernen des Grats auf den Grat bzw. die Kante des Werkstücks gerichtet werden.
Eine solche Vorrichtung bzw. ein solches Verfahren ist beispielsweise aus DE 10 2007 006 661 B4 bekannt. Das verwendete Fluidwerkzeug weist mehrere Düsenöffnungen zum Ausstoßen jeweils eines Fluidstrahls auf. Die Fluidstrahlen werden in unterschiedliche Ausstoßrichtungen abgegeben. Das Fluidwerkzeug wird um eine Drehachse rotierend angetrieben. Die Düsenstrahlen werden vom Ende des Fluidwerkzeugs abgegeben, wobei einer der Düsenstrahlen nach vorne und der andere Düsenstrahl nach hinten gerichtet ist. Dadurch sollen Hinterschneidungen in einer Kammer mit dem nach hinten gerichteten Düsenstrahl bearbeitet werden können.
EP 2 716 374 A2 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entgraten eines schlanken, länglichen Bauteils, das um eine Drehachse gedreht und mittels mehrerer Flüssigkeitsstrahlen an unterschiedlichen Stellen und/oder in unterschiedlichen Orientierungen bearbeitet wird.
Bohrungen, nutförmige Vertiefungen oder andere Aussparungen in einem Bauteil können nach einer spanenden Bearbeitung einen Grat an der Kante aufweisen, der entfernt werden muss. Die bekannten Verfahren unter Verwendung von einem oder mehreren Fluidstrahlen zum Entgraten benötigen einen sehr hohen Fluiddruck von bis zu 1000 bar. Entsprechend hoch muss eine Pumpenleistung sein, um das Fluid unter Druck zu setzen. Die mangelnde Energieeffizienz ist seit langem ein Kritikpunkt des fluidischen Entgratens von Werkstücken.
Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, das ein wirksames fluidisches Entgraten eines Werkstücks mit verbesserter Energieeffizienz bereitstellt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 12 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft das Entgraten eines Werkstücks mittels eines Fluids. Hierzu wird eine Vorrichtung mit einem Fluidwerkzeug verwendet. Das Fluidwerkzeug hat einen Düsenteil, an dem wenigstens eine Düsenpaar aufweisend eine erste Düsenöffnung und eine zweite Düsenöffnung angeordnet ist. Die beiden Düsenöffnungen eines gemeinsamen Düsenpaars sind mit Abstand zueinander angeordnet, so dass ein aus der ersten Düsenöffnung austretender erster Fluidstrahl von einer Seite und ein aus der zweiten Düsenöffnung austretender zweiter Fluidstrahl von einer anderen Seite auf einen Grat eines Werkstücks gerichtet werden kann. Die erste Düsenöffnung und die zweite Düsenöffnung können einen Hochabstand in einer Hochrichtung und/oder einen Querabstand in einer Querrichtung aufweisen. In einer Bewegungsrichtung, in der das Düsenpaar entlang des zu entfernenden Grates linear oder rotativ bewegt wird, können sich die Düsenöffnungen bezüglich des Grates gegenüberliegen oder alternativ versetzt zueinander angeordnet sein. Eine Längsrichtung, die Hochrichtung und die Querrichtung bilden ein kartesisches Koordinatensystem des Düsenteils. Bei einem Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine Längsrichtung des Düsenteils in Bewegungsrichtung.
Der Grat hat einen Fußbereich, in dem er mit dem Werkstück verbunden ist. Aus der ersten Düsenöffnung wird ein erster Fluidstrahl in einer ersten Ausstoßrichtung auf den zu entfernenden Grat am Werkstück ausgestoßen. Durch das Auftreffen des ersten Fluidstrahls wird der zu entfernende Grat um den Fußbereich mit einem Biegemoment beaufschlagt, das vom ersten Fluidstrahl bzw. der ersten Düsenöffnung weg gerichtet ist. Aus der zweiten Düsenöffnung wird ein zweiter Fluidstrahl in einer zweiten Ausstoßrichtung auf den Grat ausgestoßen. Der Grat wird dabei um den Fußbereich mit einem zum Biegemoment entgegengesetzten Gegenbiegemoment beaufschlagt.
Der erste Fluidstrahl und der zweite Fluidstrahl haben jeweils einen Strahldurchmesser, der sich ausgehend von der jeweiligen Düsenöffnung weg erweitern kann. Die Mittelachse des ersten Fluidstrahls ist die erste Ausstoßrichtung und ist auf ein erster Auftreffpunkt am Grat gerichtet. Die Mittelachse des zweiten Fluidstrahls ist die zweite Ausstoßrichtung und ist auf einem Auftreffpunkt am zweiten Grat gerichtet. Um den ersten Auftreffpunkt herum bildet sich ein erster Auftreffbereich, in dem Fluid des ersten Fluidstrahls auf den Grat auftrifft. Analog hierzu bildet sich um den zweiten Auftreffpunkt ein zweiter Auftreffbereich, in dem Fluid des zweiten Fluidstrahls auf den
Grat auftrifft.
Der erste Fluidstrahl und der zweite Fluidstrahl treffen zeitlich und/oder räumlich phasenversetzt zueinander auf den Grat auf. Unter einem räumlichen Phasenversatz ist ein Phasenversatz zu verstehen, bei dem der erste Auftreffpunkt und der zweite Auftreffpunkt in Erstreckungsrichtung des Grates entlang der Kante am Werkstück einen Einwirkabstand aufweisen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die erste Düsenöffnung und die zweite Düsenöffnung eines gemeinsamen Düsenpaares in Bewegungsrichtung oder Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind und/oder dass die erste Ausstoßrichtung und die zweite Ausstoßrichtung auf mit Einwirkabstand angeordnete Auftreffpunkte am Grat gerichtet sind, insbesondere schräg zur Bewegungsrichtung bzw. Längsrichtung.
Wenn die Auftreffpunkte einen ausreichend großen Einwirkabstand aufweisen, so dass die jeweiligen Einwirkbereich in Bewegungsrichtung oder Längsrichtung nicht vollständig oder nahezu vollständig überlappen, können der erste Fluidstrahl und der zweite Fluidstrahl zeitgleich oder zeitversetzt auf den Grat ausgestoßen werden.
Wenn die Auftreffpunkte in Längsrichtung oder Bewegungsrichtung betrachtet, in der sich der Grat entlang der Kante am Werkstück erstreckt, übereinstimmen oder derart übereinstimmen, dass die Auftreffbereiche vollständig oder nahezu vollständig (z.B. mehr als 75%) überlappen, können der erste Fluidstrahl und der zweite Fluidstrahl intermittierend mit einem zeitlichen Phasenversatz auf den Grat auftreffen, so dass sie sich nicht kompensieren und eine Wechselbiegebelastung am Grat erreicht werden kann.
Jedem Düsenpaar kann ein Arbeitsbereich zugeordnet sein. Jeder Arbeitsbereich befindet sich in Hochrichtung und in Querrichtung zwischen der ersten Düsenöffnung und der zweiten Düsenöffnung desselben Düsenpaares. Der Arbeitsbereich wird in Längsrichtung auf der einen Seite durch die erste Ausstoßrichtung und auf der anderen Seite durch die zweite Ausstoßrichtung begrenzt.
Ein zu entfernender Grat, der im Arbeitsbereich angeordnet ist, wird durch den ersten Fluidstrahl und den zweiten Fluidstrahl jedes Düsenpaares beaufschlagt. Durch den ersten Fluidstrahl wird ein Biegemoment um einen Fußbereich des Grats in eine Richtung und durch den zweiten Fluidstrahl ein Gegenbiegemoment um den Fußbereich in die entgegengesetzte Richtung bewirkt. Mittels des Biegemoments und des Gegenbiegemoments kann daher eine Wechselbiegebelastung des Grats und/oder eine Torsionsbelastung des Grats im Fußbereich erzeugt werden und der Grat dadurch vom Werkstück entfernt werden.
Durch diese Wirkung ist es möglich, den Druck zu verringern, unter dem das Fluid dem Fluidwerkzeug zugeführt bzw. aus den Düsenöffnungen ausgestoßen werden muss. Zum Entgraten kann bei der Erfindung beispielsweise ein Druck von vorzugsweise weniger als 200 bar und weiter vorzugsweise weniger als 100 bar ausreichend sein. Dadurch lässt sich eine erforderliche Pumpenleistung zur Erzeugung des Fluiddrucks reduzieren und mithin eine verbesserte Energieeffizienz des Fluidwerkzeugs erreichen.
Als Fluid zum Entgraten wird vorzugsweise eine Flüssigkeit verwendet, beispielsweise Wasser, eine Schmierflüssigkeit, ein Schneidöl oder eine beliebige Kombination davon.
Der Düsenteil und/oder das gesamte Fluidwerkzeug kann in einer Bewegungsrichtung entlang einer Bahn relativ zu dem den Grat aufweisenden Werkstück bewegt werden. Die Bewegungsrichtung bzw. die Bahn verläuft entlang des zu entfernenden Grates bzw. entlang der Kante am Werkstück, an der der zu entfernende Grat vorhanden ist. Generell kann die Bahn einen beliebigen Verlauf aufweisen, der von der Geometrie der Kante abhängt, an der der zu entfernende Grat vorhanden ist. Die Bewegungsrichtung bzw. die Bahn kann zumindest abschnittsweise linear und/oder zumindest abschnittsweise gekrümmt sein und bei einem Beispiel vollständig geradlinig verlaufen oder bei einem anderen Beispiel eine Kreisbahn sein.
Bei der Relativbewegung zwischen dem Fluidwerkzeugs und dem Werkstück entlang der Bahn kann die Längsrichtung des Düsenteils parallel zur Bewegungsrichtung und/oder parallel zur Bahn und/oder tangential zur Bahn ausgerichtet sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Einwirkabstand maximal 10 mm oder max. 5 mm betragen.
Bei geringen Einwirkabständen zwischen dem ersten Auftreffpunkt und dem zweiten Auftreffpunkt kann eine Torsionswirkung im Fußbereich erzielt werden, wenn der Grat durch das Auftreffen des ersten Fluidstrahls und das dadurch entstehende Biegemoment sowie das Auftreffen des zweiten Fluidstrahls und das dadurch entstehende Gegenbiegemoment keine oder lediglich eine geringe Biegebewegung in Richtung des Biegemoments oder des Gegenbiegemoments ausführt, sondern hauptsächlich um sich eine zwischen den Auftreffpunkte erstreckende Achse tordiert wird. Ist der Einwirkabstand (räumlicher Phasenversatz) oder alternativ der zeitliche Phasenversatz zwischen dem Auftreffen des ersten Fluidstrahls und dem Auftreffen des zweiten Fluidstrahls ausreichend groß, wird der zu entfernende Grat wechselweise durch das Biegemoment in die eine Richtung und durch das Gegenbiegemoment wieder in die andere Richtung um den Fußbereich geschwenkt oder gebogen, so dass eine Wechselbiegebelastung erzeugt wird. Die beiden genannten Effekte können sich auch überlagern.
In Längsrichtung bzw. Bewegungsrichtung betrachtet kann der erste Auftreffbereich und/oder der zweite Auftreffbereich eine Dimension aufweisen, die maximal 5 mm oder maximal 3 mm beträgt. Bei einem Ausführungsbeispiel überlappen sich der erste Auftreffbereich des ersten Fluidstrahls und der zweite Auftreffbereich des zweiten Fluidstrahls in Längsrichtung oder Bewegungsrichtung betrachtet max. zu 75% oder max. zu 50%, so dass ein räumlicher Phasenversatz erzeugt werden kann. Insbesondere bei größeren Überlappungen von mehr als 75% oder mehr als 85% kann zusätzlich ein zeitlicher Phasenversatz des Ausstoßens bzw. Auftreffens des ersten Fluidstrahls und des zweiten Fluidstrahls auf den Grat vorgesehen sein, beispielsweise können die beiden Fluidstrahlen intermittierend ausgestoßen werden. Bei einem durch die Ausstoßrichtungen vorgegebenen, ausreichend großen räumlichen Phasenversatz der Auftreffbereiche können die beiden Fluidstrahlen auch unterbrechungslos mit einem konstanten Druck oder pulsierend ausgestoßen werden.
Zur Erzeugung eines zeitlichen Phasenversatzes beim Ausstoßen des ersten Fluidstrahls gegenüber dem Ausstoßen des zweiten Fluidstrahls besteht die Möglichkeit, den zweiten Fluidstrahl erst dann auszustoßen, wenn der erste Fluidstrahl abgeschaltet wurde und umgekehrt. Die Ausstoßdauern bzw. Abschaltdauern des ersten Fluidstrahls und des zweiten Fluidstrahls können auch zeitlich versetzt, jedoch teilweise überlappend sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Ausstoßdauer des ersten Fluidstrahls und die Ausstoßdauer des zweiten Fluidstrahls gleich groß sein, beispielsweise kleiner als eine halbe Sekunde, vorzugsweise etwa eine Zehntelsekunde. Die Abschaltdauer des ersten Fluidstrahls kann der Ausstoßdauer des zweiten Fluidstrahls entsprechen und umgekehrt.
Zur Durchführung dieses Verfahrens kann irgendein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Entgraten verwendet werden, wie sie nachfolgend beschrieben wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entgraten eines Werkstücks weist ein Fluidwerkzeug auf. Das Fluidwerkzeug hat einen Düsenteil, an dem wenigstens ein Düsenpaar angeordnet ist. Jedes Düsenpaar hat eine erste Düsenöffnung und eine zweite Düsenöffnung. Zusätzlich zu dem wenigstens einen Düsenpaar können an dem Fluidwerkzeug bzw. dem Düsenteil auch weitere Düsenöffnungen vorhanden sein.
Die erste Düsenöffnung und die zweite Düsenöffnung jedes Düsenpaares haben einen Abstand zueinander, beispielsweise einen Hochabstand in Hochrichtung des Düsenteils und/oder einen Querabstand in Querrichtung des Düsenteils. Zusätzlich können die erste Düsenöffnung und die zweite Düsenöffnung jedes Düsenpaares in Längsrichtung des Düsenteils einen Längsabstand zueinander aufweisen. Wie erläutert, bilden die Hochrichtung, die Querrichtung und die Längsrichtung ein kartesisches Koordinatensystem des Düsenteils.
Zum Entgraten wird aus den Düsenöffnungen jeweils ein Fluidstrahl auf den zu entfernenden Grat ausgestoßen. Der Grat, der entfernt werden soll, befindet sich dabei in einem Arbeitsbereich des Fluidwerkzeugs bzw. des Düsenteils. Die erste Düsenöffnung jedes Düsenpaares ist dazu eingerichtet, den ersten Fluidstrahl in der ersten Ausstoßrichtung in den Arbeitsbereich auszustoßen. Die zweite Düsenöffnung ist dazu eingerichtet, den zweiten Fluidstrahl in der zweiten Ausstoßrichtung in den Arbeitsbereich auszustoßen. Die erste Ausstoßrichtung und die zweite Ausstoßrichtung sind von unterschiedlichen Seiten in den Arbeitsbereich gerichtet und können daher als im Wesentlichen entgegengesetzt zueinander bezeichnet werden. Die erste Ausstoßrichtung und die zweite Ausstoßrichtung können, müssen aber nicht zwingend antiparallel zueinander sein.
Zur Durchführung der Relativbewegung zwischen dem Düsenteil bzw. Fluidwerkzeug und dem den Grat aufweisenden Werkstück ist eine Positionieranordnung vorhanden. Mittels der Positionieranordnung kann das Fluidwerkzeug derart bewegt werden, dass sich der Düsenteil entlang der Bahn relativ zum Werkstück bewegt. Hierfür kann die Positionieranordnung eine oder mehrere Maschinenachsen aufweisen, insbesondere. Zusätzlich oder alternativ auch das Werkstück relativ zum Fluidwerkzeug bewegt werden. Wesentlich ist die Erzeugung der Relativbewegung zwischen dem Düsenteil und dem Werkstück entlang der Bahn. Die Positionieranordnung kann somit eine oder mehrere Maschinenachsen zur Bewegung des Fluidwerkzeugs und/oder eine oder mehrere Maschinenachsen zur Bewegung des Werkstücks aufweisen. Die Maschinenachsen können eine oder mehrere Linearachsen und/oder eine oder mehrere rotatorische Maschinenachsen aufweisen.
Der Düsenteil kann bei einem Ausführungsbeispiel gegenüber einer Werkzeugachse des Fluidwerkzeugs bewegbar bzw. positionierbar sein und beispielsweise um die Werkzeugachse gedreht oder geschwenkt werden und/oder um eine Drehachse gedreht oder geschwenkt werden, die rechtwinklig zur Werkzeugachse ausgerichtet ist. Alternativ hierzu kann der Düsenteil auch unbeweglich relativ zur Werkzeugachse angeordnet sein.
Der Düsenteil ist vorzugsweise an einem Endabschnitt des Fluidwerkzeugs angeordnet bzw. bildet diesen Endabschnitt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die erste Ausstoßrichtung mit der Hochrichtung einen ersten Winkel einschließen. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Ausstoßrichtung mit der Hochrichtung einen zweiten Winkel einschließen. Der erste Winkel und der zweite Winkel können jeweils einen Betrag von 0° bis 90° aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel können der erste Winkel und der zweite Winkel im Wesentlichen denselben Betrag aufweisen.
Die erste Düsenöffnung und die zweite Düsenöffnung desselben Düsenpaares können in Längsrichtung des Düsenteils einen Längsabstand zueinander aufweisen. Zusätzlich oder alternativ dazu können die erste Ausstoßrichtung und/oder die zweite Ausstoßrichtung schräg zu einer Ebene ausgerichtet sein, die rechtwinklig zur Längsrichtung orientiert ist. In beiden Fällen wird erreicht, dass der erste Fluidstrahl und der zweite Fluidstrahl an in Längsrichtung voneinander beabstandeten Arbeitsstellen auf den zu entfernenden Grat auftreffen.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn mehrere Düsenpaare vorhanden sind. Die Düsenpaare können in Längsrichtung hintereinander angeordnet sein, so dass ein Grat während der Relativbewegung gegenüber dem Düsenteil durch mehrfach durch die mehreren Düsenpaare bearbeitet wird. Dadurch können beispielsweise größere Relativgeschwindigkeiten erreicht werden.
Beispielsweise können auch zwei Düsenpaare vorhanden sein, die auf entgegengesetzten Seiten einer Längsebene angeordnet sind. Die Längsebene ist rechtwinklig zur Querrichtung orientiert. Bei dieser Ausgestaltung können Grate an Kanten eines Werkstücks gleichzeitig entfernt werden, die sich bezüglich der Längsebene auf entgegengesetzten Seiten am Werkstück befinden. Zusätzlich oder alternativ können auf einer einzigen Seite bezüglich der Längsebene mehrere Düsenpaare in Längsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet sein. Die Arbeitsbereiche zweier in Längsrichtung benachbarter Düsenpaare überlappen sich in Längsrichtung vorzugsweise nicht.
Die erste Düsenöffnung kann in Querrichtung des Düsenteils einen ersten Abstand von der Längsebene aufweisen. Die zweite Düsenöffnung kann in Querrichtung einen zweiten Abstand von der Längsebene aufweisen. Der zweite Abstand ist vorzugsweise größer als der erste Abstand. Die Längsebene erstreckt sich dabei in Querrichtung betrachtet außerhalb des Zwischenraums zwischen der ersten Düsenöffnung und der zweiten Düsenöffnung durch den Düsenteil. Die Längsebene kann eine Symmetrieebene bzw. Längsmittelebene durch den Düsenteil sein.
Wie es vorstehend bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurde, wird aus der ersten Düsenöffnung ein erster Fluidstrahl in einer ersten Ausstoßrichtung auf einen zu entfernenden Grat am Werkstück ausgestoßen. Dadurch wird der zu entfernende Grat um einen Fußbereich mit einem Biegemoment beaufschlagt. Aus der zweiten Düsenöffnung wird ein zweiter Fluidstrahl in einer zweiten Ausstoßrichtung auf den Grat ausgestoßen. Dadurch wird der Grat in dem Fußbereich mit einem zum Biegemoment entgegengesetzten Gegenbiegemoment beaufschlagt. Der erste Fluidstrahl und der zweite Fluidstrahl treffen phasenversetzt zueinander auf den Grat auf. Beispielsweise können der erste Auftreffpunkt und der zweite Auftreffpunkt an entgegengesetzten Seiten und in Bewegungsrichtung und/oder Längsrichtung betrachtet unter einem Einwirkabstand am zu entfernenden Grat angeordnet sein. Alternativ dazu können der erste Auftreffpunkt und der zweite Auftreffpunkt in Bewegungsrichtung und/oder Längsrichtung betrachtet zumindest im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sein und der erste Fluidstrahl und der zweite Fluidstrahl mit zeitlichem Phasenversatz abgegeben werden. Dadurch wird der Grat mit einer Wechselbiegebelastung um den Fußbereich oder einem Torsionsmoment im Fußbereich beaufschlagt, wodurch der Grat vom Werkstück entfernt wird. Das Entgraten kann sehr energieeffizient ausgeführt werden, da der hierfür erforderliche Fluiddruck geringer ist als bei bisherigen Verfahren.
Zur Erzielung des Einwirkabstands können die erste Düsenöffnung und die zweite Düsenöffnung bei einem Ausführungsbeispiel in Längsrichtung des Düsenteils mit einem Längsabstand zueinander angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ hierzu können die Ausstoßrichtungen auch schräg zur Längsrichtung auch unter einem vom rechten Winkel verschiedenen Winkel ausgerichtet sein, so dass sich ein Einwirkabstand auch einstellt, wenn die Düsenöffnungen in Längsrichtung auf derselben Höhe angeordnet sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem ein durch den Düsenteil vorgegebener räumlicher Phasenversatz der Auftreffpunkte und der Auftreffbereiche vorhanden ist, können die Fluidstrahlen während des Entgratens unterbrechungslos mit konstantem oder variablem Druck ausgestoßen werden.
Das Fluid kann der ersten Düsenöffnung und der zweiten Düsenöffnung vorzugsweise mit demselben Druck zugeführt werden, wodurch beispielsweise der erste Fluidstrahl und der zweite Fluidstrahl mit demselben Druck ausgestoßen werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung mit einem Fluidwerkzeug,
2 eine blockschaltbildähnliche schematische Darstellung eines Düsenteils des Fluidwerkzeugs aus 1,
3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Düsenteils mit Blick in eine Längsrichtung,
4 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Düsenteils bei der Verwendung zum Entgraten eines Werkstücks,
5 eine Prinzipdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Düsenteils bei der Verwendung zum Entgraten eines Werkstücks,
6 und 7 jeweils eine schematische blockschaltbildähnliche Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der Einwirkung der ausgestoßenen Fluidstrahlen auf den Grat und
8 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Fluidkreises, um Fluidstrahlen zeitlich phasenversetzt auszustoßen.

In 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Entgraten eines Werkstücks 11 dargestellt. Das Werkstück 11 weist einen Grat 12 an einer Kante 13 auf. Der Grat 12 ist beispielsweise in den 3-5 schematisch dargestellt. In einem Fußbereich 14 ist der Grat 12 mit dem Werkstück bzw. der Kante 13 des Werkstücks 11 verbunden. Der Grat 12 kann beispielsweise dadurch entstehen, dass das Werkstück 11 in einem vorhergehenden Bearbeitungsschritt spanend bearbeitet wurde. Der Grat 12 kann sich teilweise oder vollständig entlang einer Kante 13 des Werkstücks 11 erstrecken, die beispielsweise entlang einer Nut, einer Bohrung oder einer anderen Ausnehmung oder Vertiefung im oder am Werkstück 11 verläuft.
Das Werkstück 11 kann aus einem beliebigen Material bestehen, beispielsweise aus einem metallischen Material und/oder einem Kunststoffmaterial.
Erfindungsgemäß wird der Grat 12 mittels Fluidstrahlen entfernt, die von einem Fluidwerkzeug 15 auf den Grat 12 ausgestoßen werden. Konkret weist das Fluidwerkzeug 15 hierfür einen Düsenteil 16 auf, der an einem Ende eines Schaftteils 17 des Fluidwerkzeugs 15 angeordnet ist. Der Schaftteil 17 erstreckt sich beispielsgemäß entlang einer Werkzeugachse A. Der Düsenteil 16 erstreckt sich entlang der Werkzeugachse A oder auch schräg oder rechtwinklig zur Werkzeugachse A. Die Ausrichtung des Düsenteils 16 gegenüber der Werkzeugachse A kann über eine Gelenkverbindung 18 zwischen dem Schaftteil 17 und dem Düsenteil 16 einstellbar sein, wie es insbesondere in 2 veranschaulicht ist.
An dem Düsenteil 16 des Fluidwerkzeugs 15 ist wenigstens ein Düsenpaar 22 angeordnet. Jedes Düsenpaar 22 hat eine erste Düsenöffnung 23 sowie eine zweite Düsenöffnung 24. Die erste Düsenöffnung 23 ist dazu eingerichtet, einen ersten Fluidstrahl F1 in einer ersten Ausstoßrichtung B1 in einen Arbeitsbereich 25 auszustoßen. Die zweite Düsenöffnung 24 ist dazu eingerichtet, einen zweiten Fluidstrahl F2 in einer zweiten Ausstoßrichtung B2 in den Arbeitsbereich 25 auszustoßen. Der Arbeitsbereich 25 jedes Düsenpaares 22 ist zwischen der ersten Düsenöffnung 23 und der zweiten Düsenöffnung 24 angeordnet.. Die erste Ausstoßrichtung B1 und die zweite Ausstoßrichtung B2 sind von verschiedenen im Wesentlichen entgegengesetzten Seiten in den Arbeitsbereich 25 gerichtet, wie es schematisch in 3 zu erkennen ist. Die erste Ausstoßrichtung B1 und die zweite Ausstoßrichtung B2 können antiparallel zueinander orientiert sein, sind es in der Regel aber nicht. In einer Projektionsebene, die rechtwinklig zu einer Längsrichtung L ausgerichtet ist, schneiden sich die erste Ausstoßrichtung B1 und die zweite Ausstoßrichtung B2 vorzugsweise im Arbeitsbereich 25. Die erste Ausstoßrichtung B1 und/oder die zweite Ausstoßrichtung B2 sind bei einem Ausführungsbeispiel schräg geneigt zu einer Hochrichtung H des Düsenteils 16 und/oder schräg geneigt zu einer Querrichtung Q des Düsenteils 16 ausgerichtet (3). Die erste Ausstoßrichtung B1 und/oder die zweite Ausstoßrichtung B2 können rechtwinkelig zur Längsrichtung L (4) oder schräg geneigt zur Längsrichtung L (5) ausgerichtet sein.
Die Längsrichtung L, die Querrichtung Q und die Hochrichtung H bilden ein kartesisches Koordinatensystem des Düsenteils 16. Dabei kann die Längsrichtung L - wie vorstehend erläutert - durch die Gelenkverbindung 18 gegenüber der Werkzeugachse A in einem gewünschten Winkel ausgerichtet werden. Die Gelenkverbindung 18 ist allerdings optional und kann auch entfallen. In diesem Fall erstreckt sich die Längsrichtung L des Düsenteils 16 vorzugsweise rechtwinklig zur Werkzeugachse A.
Dem Fluidwerkzeug 15 wird das unter Druck stehende Fluid aus einer Fluidquelle 29 mittels einer Fluidleitung 30 zugeführt. Bei dem Fluid handelt es sich insbesondere um eine Flüssigkeit. Der Fluiddruck, unter dem das Fluid dem Fluidwerkzeug 15 zugeführt wird, ist beispielsgemäß kleiner als 200 bar und vorzugsweise kleiner als 100 bar. Das unter Druck stehende Fluid wird innerhalb des Fluidwerkzeugs 15 an die Düsenöffnungen 23, 24 jedes Düsenpaares 22 übermittelt und dort unter Bildung der Fluidstrahlen F1, F2 ausgestoßen.
Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine Positionieranordnung 31 auf, die dazu eingerichtet ist, eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück 11 und dem Fluidwerkzeug 15 und insbesondere dem Düsenteil 16 in einer Bewegungsrichtung R entlang einer Bahn P zu erzeugen. Die Bewegungsrichtung R entlang der Bahn P kann ohne Richtungsumkehr nur in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung orientiert sein oder alternativ zumindest abschnittsweise entlang der Bahn P durch wenigstens eine Richtungsumkehr sowohl Vorwärtsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung orientiert sein. Die Relativbewegung kann während der Entfernung eines Grates 12 stillstandslos sein. Der Betrag der Relativgeschwindigkeit kann dabei konstant sein oder variieren. Alternativ dazu kann die Relativbewegung während der Entfernung eines Grates 12 auch wenigstens eine Stillstandsphase aufweisen, beispielsweise zur Richtungsumkehr der Relativbewegung.
Die Bahn P ist schematisch gestrichelt in 1 dargestellt. Zur Erzeugung dieser Relativbewegung kann das Fluidwerkzeug 15 und/oder das Werkstück 11 in einer oder mehreren Freiheitsgraden mittels der Positionieranordnung 31 bewegt werden. Hierfür weist die Positionieranordnung 31 wenigstes eine Maschinenachse zur Bewegung des Fluidwerkzeugs 15 und/oder wenigstens eine Maschinenachse zur Bewegung des Werkstücks 11 auf. Die Positionieranordnung 31 kann wenigstens eine Linearachse und/oder wenigstens eine rotatorische Maschinenachse aufweisen.
Die Bahn P verläuft entlang der Erstreckung des zu entfernenden Grats 12 bzw. der Kante 13 oder den Kanten 13, an denen jeweils ein Grat 12 entfernt werden soll. Abhängig vom Bahnverlauf ist die Bewegungsrichtung R parallel zur Bahn P oder tangential zur Bahn P ausgerichtet. Die Bahn P kann sich zumindest abschnittsweise geradlinig und/oder gekrümmt erstrecken. Sie kann alternativ zum dargestellten Ausführungsbeispiel auch eine Kreisbahn sein. Der Düsenteil 26 kann in diesem Fall um eine Drehachse drehbar sein, beispielsweise mittels einer rotatorischen Maschinenachse.
Anhand von 3 ist zu erkennen, dass die erste Ausstoßrichtung B1 mit der Hochrichtung H des Düsenteils 16 einen ersten Winkel α einschließt und dass die zweite Ausstoßrichtung B2 mit der Hochrichtung H einen zweiten Winkel β einschließt. Der Betrag des ersten Winkels α und des zweiten Winkels β können im Wesentlichen gleich groß sein und sich beispielsweise um weniger als 10% oder weniger als 5% voneinander unterscheiden. Beim Ausführungsbeispiel haben der erste Winkel α und der zweite Winkel β einen Betrag von größer als 0° und maximal 90°.
Die erste Ausstoßrichtung B1 und die zweite Ausstoßrichtung B2 sind beispielsgemäß auch schräg zur Querrichtung Q ausgerichtet. Die erste Ausstoßrichtung B1 und/oder die zweite Ausstoßrichtung B2 können parallel zu einer Ebene orientiert sein, die rechtwinklig zur Längsrichtung L ausgerichtet ist (4). In Abwandlung hierzu ist es auch möglich, dass zumindest eine der Ausstoßrichtungen B1, B2 schräg zur Längsrichtung L ausgerichtet ist (5).
Anhand der stark schematisierten Darstellungen in 6 und 7 ist zu erkennen, dass die erste Ausstoßrichtung B1 des ersten Fluidstrahls auf einen ersten Auftreffpunkt C1 am Grat 12 gerichtet ist. Analog hierzu ist die zweite Ausstoßrichtung B2 des zweiten Fluidstrahls auf einen zweiten Auftreffpunkt C2 am Grat gerichtet. Der erste Auftreffpunkt C1 und der Auftreffpunkt C2 befinden sich auf entgegengesetzten Seiten des Grats 12. Dadurch, dass der erste Fluidstrahl F1 und der zweite Fluidstrahl F2 nicht punktförmig fokussiert sind, sondern sich in der Regel konisch aufweiten, trifft das Fluid des ersten Fluidstrahls F1 um den ersten Auftreffpunkt C1 in einem ersten Auftreffbereich U1 auf den Grat 12. Analog hierzu trifft das Fluid des zweiten Fluidstrahls F2 in einem zweiten Auftreffbereich um dem zweiten Auftreffpunkt C2 herum auf den Grat 12. Die Einwirkung des ersten Fluidstrahls F1 auf den Grat 12 und die Einwirkung des zweiten Fluidstrahls F2 auf den Grat 12 erfolgt zeitlich und/oder räumlich phasenversetzt.
Ein zeitlicher Phasenversatz kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der erste Fluidstrahl F1 und der zweite Fluidstrahl F2 intermittierend ausgestoßen werden. Der erste Fluidstrahl F1 kann während einer ersten Ausstoßdauer ausgestoßen werden. Zwei unmittelbar aufeinander folgenden erste Ausstoßdauern haben durch eine dazwischen vorhandene erste Abschaltdauer einen zeitlichen Abstand. Während der ersten Abschaltdauer wird kein erster Fluidstrahl ausgestoßen. Analog hierzu kann der zweite Fluidstrahl F2 während einer zweiten Ausstoßdauer ausgestoßen werden, wobei zwei unmittelbar aufeinanderfolgende zweite Ausstoßdauern haben durch eine dazwischen vorhandene zweite Abschaltdauer einen zeitlichen Abstand. Während der zweiten Abschaltdauer wird kein zweiter Fluidstrahl F2 ausgestoßen.
Die erste Ausstoßdauer und/oder die zweite Ausstoßdauer können kleiner sein als eine halbe Sekunde und beispielsweise etwa eine Zehntelsekunde betragen. Die erste Abschaltdauer ist vorzugsweise maximal so lang wie die zweite Ausstoßdauer und die zweite Abschaltdauer ist vorzugsweise maximal so lang wie die erste Ausstoßdauer.
Durch diesen zeitlichen Phasenversatz zwischen dem ersten Fluidstrahl F1 und dem zweiten Fluidstrahl F2 derselben Düsenanordnung 22 kann eine Wechselbiegebelastung des Grates 12 erreicht und dieser dadurch von der Kante 13 des Werkstücks 11 entfernt werden.
In 8 ist schematisch ein hydraulisches Blockschaltbild eines Fluidkreises 35 zur intermittierenden Zufuhr von unter Druck stehendem Fluid zu einer Düsenanordnung 22 veranschaulicht. Die Fluidquelle 29 ist fluidisch über eine erste Fluidleitung 36 mit der ersten Düsenöffnung 23 verbunden. Analog hierzu ist die Fluidquelle 29 über eine zweite Fluidleitung 37 fluidisch mit der zweiten Düsenöffnung 24 verbunden. In der ersten Fluidleitung 36 ist ein steuerbares erstes Ventil 38 und in der zweiten Fluidleitung 37 ein steuerbares zweites Ventil 39 angeordnet. Die beiden Ventile 38, 39 werden von einer Steuereinrichtung 40 gesteuert und können zwischen einem sperrenden Zustand und einem leitenden Zustand umgeschaltet werden. Die Steuereinrichtung 40 ist dazu eingerichtet, das erste Ventil 38 während der ersten Ausstoßdauer zu öffnen und das Ventil 38 während der ersten Abschaltdauer zu schließen. Analog dazu ist die Steuereinrichtung 40 dazu eingerichtet, das zweite Ventil 39 während der zweiten Ausstoßdauer zu öffnen und während der zweiten Abschaltdauer zu schließen. Beispielsweise können die Ventile 38, 39 abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. Die Öffnungsdauern und Schließdauern der Ventile 38, 39 bestimmen die erste Abschaltdauer, die zweite Ausstoßdauer, die erste Abschaltdauer und die zweite Abschaltdauer. Die beiden Ausstoßdauern und/oder die beiden Abschaltdauern können sich optional zeitlich überlappen.
Der zeitliche Phasenversatz zwischen dem Auftreffen des ersten Fluidstrahls F1 und dem Auftreffen des zweiten Fluidstrahls F2 auf den Grat 12 kann zusätzlich oder alternativ zu einem durch das Düsenteil 16 vorgegebenen räumlichen Phasenversatz verwendet werden.
Unter einem durch das Düsenteil 16 vorgegebenen (räumlichen) Phasenversatz ist beim Ausführungsbeispiel insbesondere zu verstehen, dass in Bewegungsrichtung R bzw. in Längsrichtung L betrachtet auch bei zeitgleichem Aussto-ßen des ersten Fluidstrahls F1 und des zweiten Fluidstrahls F2 ein Abstand zwischen dem ersten Auftreffpunkt C1 und dem zweiten Auftreffpunkt C2 besteht. Der Abstand zwischen dem ersten Auftreffpunkt C1 und dem zweiten Auftreffpunkt C2 ist zur Erzeugung eines Phasenversatzes dann ausreichend groß, wenn sich auch bei zeitgleichem Ausstoßen des ersten Fluidstrahls F1 und des zweiten Fluidstrahls F2 die dadurch entstehenden Kräfte und Momente am Grat 12 nicht kompensieren und eine Bewegung des Grats 12 um den Fußbereich 14 oder eine Verformung des Fußbereichs 14 erreicht wird. Vorzugsweise ist dieser durch das Düsenteil 16 vorgegebene räumliche Phasenversatz so groß, dass der erste Auftreffbereich U1 und der zweite Auftreffbereich U2 in Bewegungsrichtung R bzw. in Längsrichtung L betrachtet maximal 75% oder maximal 50% überlappen, wie es stark schematisiert und lediglich beispielhaft durch die 6 und 7 veranschaulicht ist.
Der räumliche Phasenversatz in Bewegungsrichtung R bzw. Längsrichtung L kann durch die Relativbewegung zwischen dem Grat 12 und dem Düsenteil 16 und das intermittierende Ausstoßen der Fluidstrahlen F1, F2 erzeugt werden und/oder durch das Ausrichten und/oder Anordnen der Düsenöffnungen 23, 24 am Düsenteil 16 derart, dass die Auftreffstellen C1, C2 auch bei zeitgleichem Ausstoßen der Fluidstrahlen F1, F2 einen Einwirkabstand w in Bewegungsrichtung R bzw. Längsrichtung L aufweisen.
Der räumliche Phasenversatz in Bewegungsrichtung R bzw. Längsrichtung L hat beim Ausführungsbeispiel eine Überlappung zwischen dem ersten Auftreffbereich U1 und dem zweiten Auftreffbereich U2. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wäre es auch möglich, dass die Auftreffbereiche U1, U2 in Bewegungsrichtung R bzw. in Längsrichtung L keine Überlappung aufweisen und entweder unmittelbar aneinander anschließen bzw. mit Abstand angeordnet sind. Dieser Abstand ist vorzugsweise maximal so groß wie die Dimension des ersten Auftreffbereichs U1 und/oder des zweiten Auftreffbereichs U2 in Bewegungsrichtung R bzw. Längsrichtung L.
Bei den in den Ausführungsbeispielen gemäß 2 bis 5 sind der erste Fluidstrahl F1 und der zweite Fluidstrahl F2 derart orientiert, dass sie in Längsrichtung L betrachtet unter einem Einwirkabstand W im Arbeitsbereich 25 auf den zu entfernenden Grat 12 auftreffen (räumlicher Phasenversatz). Der Einwirkabstand W ist der Abstand zwischen dem ersten Auftreffpunkt C1 und dem zweiten Auftreffpunkt C2 in Bewegungsrichtung R bzw. Längsrichtung L. Der Einwirkabstand W kann dabei auch abhängig von der Orientierung und der Position des Grats 12 im Arbeitsbereich 25 variieren.
Um diesen Einwirkabstand W zu erreichen, kann die erste Düsenöffnung 23 in Längsrichtung L mit einem Längsabstand dx von der zweiten Düsenöffnung 24 desselben Düsenpaares 22 angeordnet sein (4). Bei dieser Ausgestaltung ist es möglich, die erste Ausstoßrichtung B1 und die zweite Ausstoßrichtung B2 rechtwinklig zur Längsrichtung L auszurichten.
Zusätzlich oder alternativ kann die erste Ausstoßrichtung B1 und/oder die zweite Ausstoßrichtung B2 schräg zu einer Ebene orientiert sein, die rechtwinklig zur Längsrichtung L verläuft (5). Bei dieser Ausgestaltung kann auch dann ein Einwirkabstand W erreicht werden, wenn die erste Düsenöffnung 23 und die zweite Düsenöffnung 24 in Längsrichtung L ohne Abstand (Längsabstand dx = 0) angeordnet sind. Die beiden in den 4 und 5 veranschaulichten Möglichkeiten können auch miteinander kombiniert werden.
In den 4 und 5 ist ebenfalls zu erkennen, dass in Längsrichtung L auch zwei oder mehr Düsenpaare 22 mit Abstand zueinander angeordnet werden können. Vorzugsweise sind dabei sämtliche ersten Düsenöffnungen 23 entlang einer gemeinsamen Gerade und sämtliche zweiten Düsenöffnungen 24 entlang einer anderen gemeinsamen Geraden angeordnet, die sich parallel zur Längsrichtung L erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich durch den Düsenteil 16 eine Längsebene E, die eine Symmetrieebene darstellen kann. Die Düsenöffnungen 23, 24 eines gemeinsamen Düsenpaares 22 befinden sich dabei auf einer gemeinsamen Seite der Längsebene E. Die erste Düsenöffnung 23 hat einen ersten Abstand y1 von der Längsebene E, der kleiner ist als ein zweiter Abstand y2 der jeweils zweiten Düsenöffnung 24 von der Längsebene E. Dadurch ergibt sich ein Querabstand dy zwischen der ersten Düsenöffnung 23 und der zweiten Düsenöffnung 24 eines gemeinsamen Düsenpaares 22 (3).
In 3 ist außerdem zu erkennen, dass beim dargestellten Ausführungsbeispiel die erste Düsenöffnung 23 von der zweiten Düsenöffnung 24 eines gemeinsamen Düsenpaares 22 in Hochrichtung H mit einem Hochabstand dz zueinander angeordnet sind.
Durch den Hochabstand dz und/oder den Querabstand dy ist es möglich, den ersten Fluidstrahl F1 und den zweiten Fluidstrahl F2 von entgegengesetzten Seiten in den Arbeitsbereich 25 bzw. auf den zu entfernenden Grat 12 zu richten, der in dem Arbeitsbereich 25 angeordnet ist.
Während des Entgratens werden ein erster Fluidstrahl F1 und ein zweiter Fluidstrahl F2 zeitlich kontinuierlich oder intermittierend ausgestoßen, derart, dass ein zeitlicher und/oder räumlicher Phasenversatz der Einwirkung auf den Grat 12 erreicht ist. Der erste Fluidstrahl F1 erzeugt ein Biegemoment um den Fußbereich 14 des Grats 12, wohingegen der zweite Fluidstrahl F2 ein dem Biegemoment entgegengesetzt ausgerichtetes Gegenbiegemoment um den Fußbereich 14 erzeugt.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der zeitliche und/oder räumliche Phasenversatz ausreichend klein sein, wodurch aufgrund des Biegemoments und des Gegenbiegemoments eine Torsionswirkung im Fußbereich 14 des zu entfernenden Grats 12 erzeugt wird, was zum Abtrennen des Grats 12 von der Kante 12 des Werkstücks 11 führt.
Wird der zeitliche und/oder räumliche Phasenversatz ausreichend groß gewählt kann dadurch eine Wechselbiegebelastung des Grats 12 um den Fußbereich 14 erreicht werden. Der Grat 12 wird durch das Biegemoment in eine Richtung um den Fußbereich 14 gebogen, während er durch das Gegenbiegemoment in die entgegengesetzte Richtung um den Fußbereich 14 gebogen wird. Wenn der zeitliche und/oder räumliche Phasenversatz ausreichend groß ist und der Grat 12 genügend Zeit hat sich aufgrund des erzeugten Biegemoments und Gegenbiegemoments zu Bewegen bzw. Verformen, wird durch diese Wechselbiegebelastung der Grat 12 von der Kante 13 abgetrennt.
Die beschriebenen Effekte der Torsionsbelastung und Wechselbiegebelastung des Grates 12 können alternativ zueinander verwendet werden oder es können auch beide Effekte wirken, abhängig vom eingestellten Betrag des zeitlichen und/oder räumlichen Phasenversatzes.
Während des Entgratens werden das Fluidwerkzeug 15 und das Werkstück 11 relativ zueinander bewegt, so dass sich eine Relativbewegung zwischen dem Düsenteil 16 und dem Werkstück 11 entlang der Bahn P ergibt. Die Bahn P kann beispielsweise entlang einer oder mehrerer Kanten 13 verlaufen, wie es schematisch in 1 dargestellt ist. Während dieser Bewegung kann optional auch die Orientierung des Düsenteils 16 gegenüber der Werkzeugachse A verändert werden, wenn dies erforderlich ist. Die Bahn P kann einen beliebigen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Verlauf aufweisen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 und ein Verfahren zum Entgraten eines Werkstücks 11 unter Verwendung eines Fluidwerkzeugs 15, das einen Düsenteil 16 mit wenigstens einem Düsenpaar 22 aufweist. Jedes Düsenpaar 22 hat eine erste Düsenöffnung 23 und eine zweite Düsenöffnung 24, die gegenüber einem Arbeitsbereich 25 auf im Wesentlichen entgegengesetzten Seiten angeordnet sind. Die erste Düsenöffnung 23 stößt einen ersten Fluidstrahl F1 in einer ersten Ausstoßrichtung B1 in den Arbeitsbereich 25 aus. Die zweite Düsenöffnung 24 stößt einen zweiten Fluidstrahl F2 in einer zweiten Ausstoßrichtung B2 in den Arbeitsbereich 25 aus. In dem Arbeitsbereich 25 ist der zu entfernende Grat 12 angeordnet, der durch die Fluidstrahlen F1, F2 ein Biegemoment und ein Gegenbiegemoment in entgegengesetzte Richtungen erfährt, wodurch ein verbessertes Abtrennen des Grats 12 mit geringerem Druck möglich ist.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
11: Werkstück
12: Grat
13: Kante
14: Fußbereich
15: Fluidwerkzeug
16: Düsenteil
17: Schaftteil
18: Gelenkverbindung
22: Düsenpaar
23: erste Düsenöffnung
24: zweite Düsenöffnung
25: Arbeitsbereich
29: Fluidquelle
30: Fluidleitung
31: Positionieranordnung
35: Fluidkreis
36: erste Fluidleitung
37: zweite Fluidleitung
38: erstes Ventil
39: zweites Ventil
40: Steuereinrichtung
α: erster Winkel
β: zweiter Winkel
φ: Phasenwinkel
A: Werkzeugachse
B1: erste Ausstoßrichtung
B2: zweite Ausstoßrichtung
C1: erster Auftreffpunkt
C2: zweiter Auftreffpunkt
dx: Längsabstand
dy: Querabstand
dz: Hochabstand
E: Längsebene
F1: erster Fluidstrahl
F2: zweiter Fluidstrahl
H: Hochrichtung
L: Längsrichtung
P: Bahn
Q: Querrichtung
R: Bewegungsrichtung
U1: erster Auftreffbereich
U2: zweiter Auftreffbereich
W: Einwirkabstand
y1: erster Abstand
y2: zweiter Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007006661 B4 [0002]
EP 2716374 A2 [0003]

Claims

Verfahren zum Entgraten eines Werkstücks (11) unter Verwendung einer Vorrichtung (10) aufweisend ein Fluidwerkzeug (15), das einen Düsenteil (16) hat, an dem wenigstens ein Düsenpaar (22) aufweisend eine erste Düsenöffnung (23) und eine zweite Düsenöffnung (24) angeordnet ist, die mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei ein erster Fluidstrahl (F1) aus der ersten Düsenöffnung (23) in einer ersten Ausstoßrichtung (B1) einen zu entfernenden Grat (12) am Werkstück (11) ausgestoßen wird, so dass der Grat (12) um einen Fußbereich (14) mit einem Biegemoment beaufschlagt wird, wobei ein zweiter Fluidstrahl (F2) aus der zweiten Düsenöffnung (24) in einer zweiten Ausstoßrichtung (B2) auf den zu entfernenden Grat (12) am Werkstück (11) ausgestoßen wird, so dass der Grat (12) um den Fußbereich (14) mit einem entgegengesetzt zum Biegemoment gerichteten Gegenbiegemoment beaufschlagt wird, und wobei der erste Fluidstrahl (F1) und der zweite Fluidstrahl (F2) zeitlich und/oder räumlich mit Phasenversatz zueinander von entgegengesetzten Seiten auf den Grat (12) auftreffen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Düsenteil (16) und das Werkstück (11) während des Entgratens relativ zueinander entlang einer Bahn (P) bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bahn (P) entlang des zu entfernenden Grates (12) und/oder einer den zu entfernenden Grat (12) aufweisenden Kante (13) des Werkstücks (11) verläuft.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Relativbewegung zwischen dem Düsenteil (16) und das Werkstück (11) während des Entgratens stillstandslos ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ausstoßrichtung (B1) am Grat (12) einen ersten Auftreffpunkt (C1) markiert und die zweite Ausstoßrichtung (B2) am Grat (12) einen zweiten Auftreffpunkt (C2) markiert, wobei der erste Auftreffpunkt (C1) und der zweite Auftreffpunkt (C2) in einer Längsrichtung (L) des Düsenteils (16) und/oder in einer Bewegungsrichtung (R) einer Relativbewegung zwischen dem Düsenteil (16) und dem Grat (12) betrachtet unter einem Einwirkabstand (W) auf den zu entfernenden Grat (12) auftreffen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Einwirkabstand (W) maximal 10 mm oder maximal 5 mm beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Fluidstrahl (F1) in einen räumlichen ersten Auftreffbereich (U1) auf den Grat (12) auftrifft und/oder der zweite Fluidstrahl (F2) in einen räumlichen zweiten Auftreffbereich (U2) auf den Grat (12) auftrifft und sich der erste Auftreffbereich (U1) und der zweite Auftreffbereich (U2) in einer Längsrichtung (L) des Düsenteils (16) und/oder in einer Bewegungsrichtung (R) einer Relativbewegung zwischen dem Düsenteil (16) und dem Grat (12) betrachtet überlappen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Fluidstrahl (F1) und der zweite Fluidstrahl (F2) während des Entgratens intermittierend ausgestoßen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Fluidstrahl (F1) und der zweite Fluidstrahl (F2) während des Entgratens mit zeitlichem Phasenversatz ausgestoßen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Fluidstrahl (F1) und/oder der zweite Fluidstrahl (F2) während des Entgratens unterbrechungslos ausgestoßen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Düsenöffnung (23) und die zweite Düsenöffnung (24) in einer Längsrichtung (L) des Düsenteils (16) mit einem Längsabstand (dx) zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung (10) zum Entgraten eines Werkstücks (11) aufweisend ein Fluidwerkzeug (15), wobei das Fluidwerkzeug (15) einen Düsenteil (16) aufweist an dem wenigstens ein Düsenpaar (22) aufweisend eine erste Düsenöffnung (23) und eine zweite Düsenöffnung (24) angeordnet ist, wobei die erste Düsenöffnung (23) und die zweite Düsenöffnung (24) in einer Hochrichtung (H) des Düsenteils (16) mit einem Hochabstand (dz) und/oder in einer Querrichtung (Q) des Düsenteils (16) mit einem Querabstand (dy) zueinander angeordnet sind, wobei die erste Düsenöffnung (23) dazu eingerichtet ist, einen ersten Fluidstrahl (F1) in einer ersten Ausstoßrichtung (B1) schräg zur Querrichtung (Q) und/oder schräg zur Hochrichtung (H) in einen Arbeitsbereich (25) auszustoßen, und wobei die zweite Düsenöffnung (24) dazu eingerichtet ist, einen zweiten Fluidstrahl (F2) in einer zweiten Ausstoßrichtung (B2) schräg zur Querrichtung (Q) und schräg zur Hochrichtung (H) in einen Arbeitsbereich (25) auszustoßen und wobei der Arbeitsbereich (25) in Hochrichtung (H) und in Querrichtung (Q) zwischen der ersten Düsenöffnung (23) und der zweiten Düsenöffnung (24) desselben Düsenpaars (22) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, aufweisend einen Positionieranordnung (31), die dazu eingerichtet ist, das Fluidwerkzeug (15) derart zu bewegen, dass sich der Düsenteil (16) entlang einer Bahn (P) bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die erste Düsenöffnung (23) und die zweite Düsenöffnung (24) in einer Längsrichtung (L) des Düsenteils (16) mit einem Längsabstand (dx) zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei wenigstens zwei Düsenpaare (22) vorhanden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, außerdem aufweisend eine Steuereinrichtung (40), die dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.