DE10318064B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsbohrung zwischen einer Hauptbohrung und einer Nebenbohrung durch ECM-Senken - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsbohrung zwischen einer Hauptbohrung und einer Nebenbohrung durch ECM-Senken Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum ECM-Senken, um eine Nebenbohrung über eine Verbindungsbohrung mit einer Hauptbohrung zu verbinden, gekennzeichnet durch eine rechtwinklig an einem Rohr angeordnete Hohlelektrode, wobei das Rohr und die Hohlelektrode von einem Elektrolyt durchflossen und außen mit einem Isoliermaterial beschichtet sind, während ein Kopf der Hohlelektrode frei von dem Isoliermaterial ist, wobei ferner eine Steuerung vorgesehen ist, die den Vortrieb beim Senkvorgang durch den elektrischen Stromfluss, der zwischen Hohlelektrode und Werkstück über den Elektrolyten erfolgt, steuert oder regelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum ECM-Senken und ein ECM-Senkverfahren, um eine Nebenbohrung mit einer Hauptbohrung innerhalb eines Werkstückes zu verbinden.
  • Es gibt verschiedene Verfahren zum Verbinden einer Nebenbohrung mit einer Hauptbohrung innerhalb eines Werkstückes.
  • Ein bekanntes Verfahren ist, die Nebenbohrung schräg zur Hauptbohrung zu bohren. Dadurch entsteht ein spitzer Winkel zwischen den beiden Bohrungen. Wenn durch die Bohrungen Flüssigkeiten mit hohem Druck fließen, entstehen Risse in dem Material des Teils des Werkstücks, welches den spitzen Winkel zwischen den Bohrungen bildet.
  • Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die Nebenbohrung parallel zur Hauptbohrung ausgeführt, die Verbindung zwischen den beiden Bohrungen wird durch eine dazu senkrechte Stichbohrung von außen durch das Werkstück hergestellt. Danach muss der Teil der Stichbohrung, der sich zwischen Nebenbohrung und Außenwand des Werkstücks befindet, anschließend wieder durch Material aufgefüllt werden, um diesen Teil der Stichbohrung zu verschließen. Auch bei diesem Verfahren entsteht eine Schwachstelle, falls eine Flüssigkeit mit hohem Druck durch die Bohrung fließt, denn dabei könnte das Material, das zum Verfüllen des Teils der Stichbohrung verwendet wird, aus der Bohrung hinaus gedrückt werden. Außerdem benötigt das Verfüllen der Stichbohrung zusätzliche Arbeitsschritte.
  • Aus DE 4111798 A1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen einer Verbindungsbohrung mittels Funkenerodieren oder Lichtbogenerodieren bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Röhrchenelektrode mit einer senkrecht davon abstehenden Elektrode, die ebenfalls als Röhrchenelektrode ausgeführt sein kann.
  • Die DE 1933455 A beschreibt Elektroden mit porösem Einsatz zur elektrolytischen Bearbeitung. Einige der gezeigten Elektroden sind teilweise isoliert.
  • Die DE 69006168 T2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Einspritzventils, bei dem zur elektrochemischen Bearbeitung eine Elektrode mit abgewinkeltem Ende zum Einsatz kommt. Bei einem der beschriebenen Ausführungsbeispiele wird eine biegsame Elektrode durch eine abgewinkelte feste Isolierhülse nachgeführt, um den Verschleiß des Elektrodenkopfes zu kompensieren.
  • Die DE 2943418 A1 beschäftigt sich mit einem Elektrodenwerkzeug zur elektrochemischen Erzeugung von hinterschnittenen pilzförmigen Hohlräumen. Das Werkzeug umfasst eine flexible Bandelektrode, die mittels einer speziellen Führung in einem gewissen Radius seitlich aus einer rohrförmigen Halterung ausgefahren werden kann. Die Elektrode kann mit einem isolierenden Film versehen sein.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbinden einer Nebenbohrung mit einer Hauptbohrung anzugeben, bei dem die oben aufgeführten Probleme vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt einen schnellen Vortrieb beim Senkvorgang, wobei mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung nahezu zylindrische Verbindungsbohrungen hergestellt werden können. Dabei werden Kurzschlüsse selbst bei tieferen Bohrungen wirksam unterbunden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Hohlelektrode um ihre Längsachse rotierbar, damit eine exakte Zylinderform entsteht.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Hohlelektrode telekopierbar, damit die Verbindungsbohrung länger sein kann als die Hauptbohrung breit ist.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Hohlelektrode biegsam und verschiebbar in einem Rohr gelagert, um eine beliebige Länge der Verbindungsbohrung zu ermöglichen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat der Kopf der Hohlelektrode eine beliebige Querschnittsform, um für das erforderliche Fließverhalten die geeignete Querschnittsform der Verbindungsbohrung zu erreichen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Führung der Hohlelektrode an eine Zeitsteuerung angeschlossen, um eine kostengünstige Steuerung zu ermöglichen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Vortrieb durch Messen des Durchflusses des Elektrolyten und/oder des Druckes des Elektrolyten gesteuert.
  • Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7 gelöst.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen entnehmbar.
  • Die Erfindung wird nachfolgend näher erläutert.
  • Eine Hohlelektrode wird mit einem Rohr in eine Hauptbohrung eingeführt, bis sie die Position erreicht, an der eine Verbindungsbohrung zur Nebenbohrung im Werkstück gesenkt werden soll. Dabei fließt durch die Hohlelektrode und das Rohr ein Elektrolyt, der durch die Hauptbohrung abfließt. Die Hohlelektrode und das Rohr sind mit Ausnahme des Kopfes der Hohlelektrode mit einem Isolationsmaterial beschichtet. Dies gewährleistet eine zylindrische Verbindungsbohrung.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum ECM-Senken, um eine Nebenbohrung über eine Verbindungsbohrung mit einer Hauptbohrung zu verbinden, gekennzeichnet durch eine rechtwinklig an einem Rohr angeordnete Hohlelektrode, wobei das Rohr und die Hohlelektrode von einem Elektrolyt durchflossen und außen mit einem Isoliermaterial beschichtet sind, während ein Kopf der Hohlelektrode frei von dem Isoliermaterial ist, wobei ferner eine Steuerung vorgesehen ist, die den Vortrieb beim Senkvorgang durch den elektrischen Stromfluss, der zwischen Hohlelektrode und Werkstück über den Elektrolyten erfolgt, steuert oder regelt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlelektrode um ihre Längsachse rotierbar angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlelektrode teleskopierbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlelektrode biegsam ist und verschiebbar im Rohr gelagert ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Form des Kopfes der Hohlelektrode die Form der Bohrung beeinflusst werden kann.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ferner eine Zeitsteuerung umfasst.
  7. Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsbohrung zwischen einer Hauptbohrung und einer Nebenbohrung durch ECM-Senken in einem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass eine rechtwinkelig an einem Rohr angeordnete Hohlelektrode in die Hauptbohrung bis zu einer Position eingeführt wird, an der die Verbindungsbohrung zur Nebenbohrung durch ein Werkstück gesenkt werden soll und Starten des Senkvorganges für die Verbindungsbohrung durch Herstellen eines elektrischen Stromflusses zwischen der Hohlelektrode und dem Werkstück über den Elektrolyten, wobei das Rohr und die Hohlelektrode von einem Elektrolyt durchflossen und außen mit einem Isoliermaterial beschichtet sind, während ein Kopf der Hohlelektrode frei von dem Isolatiermaterial ist, wobei der Vortrieb beim Senkvorgang durch den elektrischen Stromfluss, der zwischen Hohlelektrode und Werkstück über den Elektrolyten erfolgt, gesteuert oder geregelt wird.
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