DE202011104249U1 - Vorrichtung zum Erzeugen eines pulsierenden mit Druck beaufschlagten Fluidstrahls - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Erzeugen eines pulsierenden Fluidstrahls aus mit Druck beaufschlagtem Fluid mit einem Leitungssystem, das wenigstens eine Düse enthält, die einen Düsenmund hat, aus dem ein Fluidstrahl aus mit Druck beaufschlagtem Fluid austreten kann, und die eine Kammer hat, in der eine Druckwellenerzeugungseinrichtung für das Erzeugen von Fluid-Druckwellen ausgebildet ist, die mit dem Leitungssystem durch eine Austrittsöffnung für die erzeugten Fluid-Druckwellen kommuniziert.
- Eine derartige Vorrichtung ist aus der
WO 2006/097887 A1 - Um Werkstücke effizient mit Fluidstrahlen zu bearbeiten, z. B. mit Wasserstrahlen, müssen herkömmlich sehr hohe Drücke erzeugt werden, die 3000 bar betragen können oder noch hoher liegen. Das erfordert sehr viel Energie. Das Bearbeiten von Werkstücken mit Korund und Sand verursacht andererseits unerwünschte Rückstände. Im Vergleich zu den vorgenannten Bearbeitungsverfahren hat die spanabhebende, mechanische Bearbeitung mit Schneidwerkzeugen beispielsweise bei Werkstoffen mit hoher Härte insbesondere den Nachteil, dass Sie wegen des Verschleißes der Schneiden relativ teuer ist.
- Aufgabe der Erfindung ist es vor diesem Hintergrund, eine Vorrichtung für das effiziente Bearbeiten der Oberfläche von Werkstücken mit Fluidstrahlen bereitzustellen, die mit vergleichsweise niedrigen Fluiddrücken arbeiten kann. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der die Oberfläche von Werkstücken für das Beschichten aktiviert werden kann und/oder die ein Bearbeiten von auf Werkstücke aufgetragenen Beschichtungen ermöglicht wie z. B. das Abtragen von Overspray und/oder das Abtragen von Schichten auf Werkstücken ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die eine Einstelleinrichtung für das Justieren der Amplitude der Fluid-Druckwellen in dem Leitungssystem vor dem wenigstens einen Düsenmund enthält, mit der die aus dem Quotient der Weglänge L für die Fluid-Druckwellen zwischen der Austrittöffnung der Kammer und dem wenigstens einen Düsenmund der wenigstens einen Düse in dem Leitungssystem und der Wellenlänge λ der Fluid-Druckwellen in dem Leitungssystem gebildete Helmholtz-Zahl He := L/λ eingestellt werden kann.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere dazu, eine Werkstückoberfläche mit Fluid in Form von Waschlauge und/oder Wasser und/oder Emulsion, insbesondere Wasser-Öl-Emulsion und/oder Öl zu beaufschlagen.
- Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass sich durch Einkoppeln von Schwingungsenergie in Form von Druckwellen in einen Fluidstrahl, insbesondere in einen Fluidstrahl, der mit einem erhöhten Druck beaufschlagt ist, der 20 bar, 30 bar oder auch mehr betragen kann, Fluidpulse erzeugen lassen, bei denen die Schwingungsenergie in Bewegungsenergie umgewandelt ist. Eine Idee der Erfindung ist dabei, dass die durch Erzeugen von Druckwellen auf das Fluid übertragbare Bewegungsenergie maximiert werden kann, indem sichergestellt wird, dass die Reflexionen von Druckwellen in einem Leitungssystem für das Zuführen von mit Druck beaufschlagtem Fluid zu einer Düse die erzeugten Druckwellen nicht auslöschen sondern aufgrund von Interferenz verstärken. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann deshalb das Verhältnis der wirksamen Weglänge, welche die Druckwellen in dem Leitungssystem von der Austrittöffnung der Kammer bis an den Düsenmund einer Düse zurücklegen und der Wellenlänge der Fluid-Druckwellen, d. h. eine die Fluid-Druckwellen in dem Leitungssystem charakterisierende Helmholtz-Zahl eingestellt werden.
- Für das Einstellen dieser Helmholtz-Zahl kann das Leitungssystem ein erstes Leitungsstück enthalten und ein wenigstens teilweise in dem ersten Leitungsstück aufgenommenes und mit diesem kommunizierendes zweites Leitungsstück aufweisen, das relativ zu dem ersten Leitungsstück in dessen Längsrichtung verlagert werden kann. Von Vorteil ist es in diesem Fall, wenn das zweite Leitungsstück z. B. mit einem Gewinde an dem ersten Leitungsstück linearbeweglich geführt ist. Günstigerweise kann das zweite Leitungsstück an dem ersten Leitungsstück dann auch festgelegt werden.
- Um die Helmholtz-Zahl einzustellen, kann die Vorrichtung alternativ oder zusätzlich auch Frequenzeinstellmittel enthalten, die das Einstellen der Frequenz der erzeugten Fluiddruckwellen ermöglicht. Durch das Variieren der Frequenz der Fluid-Druckwellen wird nämlich auch deren Wellenlänge in dem Fluid verändert.
- Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können Werkstücke insbesondere ohne Abrasivzusätze aufgeraut und gereinigt werden.
- Das Leitungssystem weist in vorteilhafter Weise einen ersten Leitungssystemabschnitt mit einem Anschluss für eine Druckpumpe auf und hat einen zweiten Leitungssystemabschnitt mit einer Aufnahme für die Düse. Es ist von Vorteil, wenn der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt mit einem Drehgelenk verbunden sind. Indem der zweite Leitungssystemabschnitt in dem Drehgelenk relativ zu dem ersten Leitungssystemabschnitt um eine zu der Achse eines in dem zweiten Abschnitt ausgebildeten Fluidkanals koaxiale Achse oszillierend und/oder rotierend bewegt werden kann, ist es möglich, in der Oberfläche einer Werkstückbohrung regelmäßige oder unregelmäßige Strukturen zu erzeugen. Bevorzugt enthält die Vorrichtung für das Bewegen des zweiten Leitungssystemabschnitts einen motorischen Antrieb.
- Günstigerweise hat das Leitungssystem einen ersten Leitungssystemabschnitt mit einem Anschluss für eine Druckpumpe und weist einen zweiten Leitungssystemabschnitt auf, in dem mehrere Düsen mit jeweils einem Düsenmund angeordnet sind, die durch voneinander getrennte Leitungszweige mit Fluid beaufschlagbar sind. In den voneinander getrennten Leitungszweigen zu den Düsen ist jeweils eine in der Länge verstellbare Leitung für mit Druck beaufschlagtes Fluid angeordnet. Durch Verstellen der Leitung kann die Weglänge von in der Kammer erzeugten Fluid-Druckwellen zwischen dem Düsenmund und der Austrittsöffnung für Fluid-Druckwellen der Kammer justiert werden.
- Indem der wirksame Querschnitt der Leitungen in dem Leitungssystem zwischen der Austrittsöffnung für Fluid-Druckwellen der Kammer und dem Düsenmund der Düse vorzugsweise monoton abnimmt, wird gewährleistet, dass die Amplitude der Druckwellen in der Strömungsrichtung des Fluids zu dem Düsenmund hin ansteigt. Damit etwaige Luftblasen in der Kammer entfernt werden können, ist ein Entlüftungsventil von Vorteil. Bevorzugt ist dieses Entlüftungsventil so angeordnet, dass auch bei einem Verlagern der Vorrichtung diese Luftblasen entweichen können. Hierzu kann das Entlüftungsventil beispielsweise in einem oberen Deckenabschnitt der Kammer aufgenommen sein.
- Die Kammer kann eine von der Austrittsöffnung getrennte Öffnung für das Zuführen von Hochdruck-Fluid haben. Das ermöglicht ein effizientes Zuführen von Fluid in die Kammer. Um zu gewährleisten, dass die der Druckwellenerzeugungseinrichtung zugeführte Energie mit einem guten Wirkungsgrad in Druckwellen gewandelt wird, ist es von Vorteil, wenn sich die Druckwellenerzeugungseinrichtung in einem Totwassergebiet der Kammer befindet.
- Um die in das Fluid eingekoppelten Druckwellen zu verstärken, hat die Kammer einen Querschnitt, der in Richtung der Austrittöffnung trichterförmig verjüngt ist. Es ist von Vorteil, in der Kammer einen Sensor für das Erfassen von Druckwellen vorzusehen, damit die Druckwellenerzeugung dort überwacht werden kann.
- Die wenigstens eine Düse kann eine Düsenkammer aufweisen, deren Querschnitt zu dem Düsenmund hin verjüngt ist. Umfangreiche Versuche haben ergeben, dass mit der Düse Fluidpulse mit einer sehr großen Bewegungsenergie erzeugt werden können, wenn die Düsenkammer vor dem Düsenmund einen konisch verjüngten Abschnitt mit einem stumpfen Öffnungswinkel α hat, vorzugsweise einem Öffnungswinkel α im Bereich 105° ≤ α ≤ 180°. Bevorzugt hat die wenigstens eine Düse eine zylinderförmige, vorzugsweise kreiszylinderförmige Düsenkammer mit einer stirnseitig angeordneten Öffnung in den Düsenmund. Die mit einer solchen Düse erzeugbaren Fluidpulse eignen sich besonders gut für den Materialabtrag bei Aluminiumwerkstoffen. Eine solche Düse ermöglicht aufgrund von Kavitation das Ausbilden von für das Abtragen von Material besonders gut geeigneten Fluid-Tropfen, die dann in dem pulsierenden Fluidstrahl enthalten sind.
- Indem eine Einrichtung für das Erzeugen eines den pulsierenden Fluidstahl wenigstens abschnittsweise umhüllenden Gasstroms vorgesehen ist, können mit dem pulsierenden Fluidstrahl in Flüssigkeit eingetauchte Werkstücke bearbeitet werden. Hier wird mit dem Gasstrom, der den Hochdruck-Fluidstrahl umgibt, gewährleistet, dass die Flüssigkeit, in die das Werkstück eingetaucht ist, den Fluidstrahl nicht abbremst. Die das Werkstück umgebene Flüssigkeit bewirkt dabei vorteilhaft das Abdämpfen von Geräuschen.
- Es ist von Vorteil, eine Anlage mit einer Vorrichtung für das Erzeugen eines Fluidstrahls mit einer Aufnahmeeinrichtung für Werkstücke auszubilden, in der die Werkstücke mit einem pulsierenden Fluidstrahl beaufschlagbar sind, und mit einer Fluid-Sammeleinrichtung, um von der Vorrichtung freigesetztes Fluid zu sammeln, die mit einer Druckpumpe verbunden ist, um das gesammelte Fluid in die Vorrichtung zurückzuführen. Indem die Anlage eine Messeinrichtung für das Erfassen von mit einem Fluidstrahl von einem Werkstück abgetragenen Material enthält, ist es möglich, den mit dem pulsierenden Fluidstrahl bewirkten Materialabtrag zu überwachen.
- Um für bestimmte Anwendungen die physikalischen Eigenschaften von Bauteilen zu modifizieren, etwa um deren mechanische und thermische Belastbarkeit in Brennkraftmaschinen zu erhöhen, werden diese an bestimmten Stellen mit hochwertigen Beschichtungen veredelt.
- Diese Beschichtungen erfordern im Regelfall, dass die Oberfläche dieser Baugruppen für das Beschichten vorbereitet wird, d. h. üblicherweise aufgeraut bzw. aktiviert wird. Hierzu ist es bekannt, die Werkstücke mit Korundstrahlen oder Sandstrahlen zu bearbeiten. Darüber hinaus kann die Oberfläche solcher Werkstücke zur Vorbereitung für das Beschichten auch spanabhebend mittels Schneidwerkzeugen mechanisch bearbeitet werden.
- Eine Idee der Erfindung vor diesem Hintergrund ist auch, dass mit einem pulsierenden Fluidstrahl in der Oberfläche eines Werkstücks Strukturen erzeugt werden können, die das Anhaften einer Beschichtung auf der Oberfläche verbessern und insbesondere ermöglichen, dass die Beschichtung mit sehr großen Scherkräften belastet werden kann.
- Es hat sich nämlich z. B. gezeigt, dass insbesondere durch das Beschichten von Aluminiumwerkstoffen mittels thermischer Spritzverfahren, wie etwa Flammspritzen, Plasmaspritzen, atmosphärisches Plasmaspritzen oder Lichtbogendrahtspritzen, insbesondere die tribologischen Eigenschaften von Aluminiumbaugruppen signifikant verbessert werden können. Das Lichtbogendrahtspritzen ermöglicht z. B., Aluminiumbaugruppen mit einer Eisenbasislegierung zu beschichten, die einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,8 und 0,9 Gewichtsprozent hat und die dispergierende reibungsmindernde Füllstoffe in Form von Graphit, Molybdändisulfid oder Wolframdisulfid enthält.
- Durch das Beschichten von Werkstoffen lässt sich auch das Gewicht von Motorkomponenten verringern, und es werden kompakte Bauformen ermöglicht, etwa Zylinderkurbelgehäuse, in denen die Zylinderbohrungen im Vergleich zu herkömmlichen Gehäusen einen verringerten Abstand voneinander haben.
- Es ist von Vorteil, eine oder auch mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen für das Erzeugen eines Fluidstrahls in einer Anlage für das Beaufschlagen von Werkstücken mit Fluid einzusetzen, die eine steuerbare Einrichtung für das Einstellen des Drucks von dem Leitungssystem zugeführtem Fluid enthält und die eine mit der Einrichtung für das Einstellen des Drucks und der Druckwellenerzeugungseinrichtung verbundene Rechnereinheit mit einem Datenspeicher hat, in dem ein Parameterkennfeld für das anwendungsspezifische Einstellen des Fluiddrucks und/oder der Amplitude und/oder der Frequenz der mit der Druckwellenerzeugungseinrichtung erzeugbaren Fluid-Druckwellen abgespeichert ist. In dem Paramterkennfeld kann auch eine günstige Düsen-Rotationsgeschwindigkeit in Abhängigkeit eines zu bearbeitenden Materials, insbesondere Substrats und/oder eine gegebene Werkstück-Geometrie und/oder eine Werkstück-Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere eine Werkstück-Oberflächenrauhigkeit, und/oder eine Art einer Werkstück-Verschmutzung und/oder ein Bearbeitungsabstand eines zu bearbeitenden Werkstücks von dem wenigstens einen Düsenmund der Vorrichtung abgespeichert sein. Darüber hinaus kann in dem Parameterkennfeld auch ein vorteilhafter Winkel eines mit einer entsprechenden Vorrichtung erzeugten pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls zu einer Werkstückoberfläche hinterlegt sein.
- Bevorzugt enthält eine solche Anlage einen Manipulator, um ein mit Fluid zu beaufschlagendes Werkstück relativ zu der Vorrichtung oder die Vorrichtung relativ zu dem Werkstück zu bewegen. Der Manipulator kann völlig freie Bewegungen, insbesondere lineare Bewegungen oder freie Kurvenbewegungungen vollführen. Insbesondere ist als Manipulator ein Knickarmroboter mit sechs Bewegungsachsen vorgesehen.
- Eine Idee der Erfindung ist auch, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Erzeugen eines pulsierenden Fluidstrahls eine Oberfläche eines Werkstücks für das Flammspritzen oder Plasmaspritzen oder Lichtbogendrahtspritzen zu aktivieren bzw. für ein Verkleben vorzubereiten. Außerdem ist es eine Idee der Erfindung, mit einem solchen pulsierenden Fluidstrahl eine mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen oder Lichtbogendrahtspritzen erzeugte Werkstückoberfläche zu bearbeiten.
- Eine Erkenntnis der Erfindung ist insbesondere, dass das Vorbereiten der Wandung einer Bohrung in einem Werkstück, insbesondere die Hafteigenschaften einer mittels Lichtbogendrahtspritzen erzeugten Werkstückoberfläche optimiert werden kann, wenn die Düse unter Erzeugen eines unter einem Winkel β mit 0° ≤ β ≤ 60°, vorzugsweise β ≈ 45°, zu der örtlichen Flächennormalen der Wandung geneigten Richtung mit einem pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahl beaufschlagt wird, und die Düse dabei relativ zu dem Werkstück um die Achse der Bohrung rotatorisch bewegt und in der Richtung der Achse der Bohrung translatorisch verlagert wird. Der Abstand der Düsenöffnung zur Werkstückoberfläche beträgt dabei günstiger Weise zwischen 10 mm und 150 mm.
- Die Erfinder haben insbesondere erkannt, dass mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Abschnitt eines Werkstücks veredeln lässt, indem auf das Werkstück in einem ersten Schritt eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht wird und bei dem in einem zweiten Schritt die Beschichtung dann mittels eines mit dieser Vorrichtung erzeugten pulsierenden Fluidstrahls bearbeitet und/oder partiell wieder abgetragen wird. Die Erfinder haben auch erkannt, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung das Aktivieren der Oberfläche eines Werkstücks mittels eines pulsierenden Fluidstrahls ermöglicht, um damit die Hafteigenschaften für die Beschichtung auf der Oberfläche und die mechanische bzw. thermische Belastbarkeit der Beschichtung zu steigern.
- Insbesondere ist es eine Erkenntnis der Erfinder, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Oberfläche eines wenigstens teilweise aus Aluminium bestehenden Werkstücks aktiviert werden kann, um auf dieser mittels thermischer Spritzverfahren (Lichtbogendrahtspritzen, LDS, Plasmaspritzen usw.) eine Oberflächenbeschichtung aus eisenhaltigem Material aufzutragen und dann mit einem pulsierenden Fluidstrahl aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu bearbeiten. Eine Erkenntnis der Erfinder ist auch, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Oberfläche eines wenigstens teilweise aus Stahl oder Grauguss bestehenden Werkstücks aktiviert werden kann, um auf dieser mittels Laserdrahtschweißen eine Oberflächenbeschichtung aus nickelhaltigem Material aufzutragen und diese Beschichtung dann mit einem pulsierenden Fluidstrahl aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu bearbeiten.
- Insbesondere kann vorgesehen sein, eine Oberflächenbeschichtung zuerst großflächig aufzutragen und nachfolgend in Randbereichen kleinflächig wieder zu entfernen.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine Anlage mit einer Vorrichtung für das Erzeugen eines pulsierenden Fluidstrahls mit einem Werkstück; -
2 eine Kammer für das Erzeugen von Fluid-Druckwellen in der Vorrichtung; -
3 eine in der Länge verstellbare Leitung der Vorrichtung für mit Druck beaufschlagtes Fluid; -
4 eine in der Vorrichtung einsetzbare Düse; -
5 eine weitere in der Vorrichtung einsetzbare Düse; -
6 eine in der Vorrichtung einsetzbare Düse mit einem Strahlrichter; -
7 einen Schnitt der in6 gezeigten Düse entlang der Linie VII-VII; -
8 eine Vorrichtung für das Erzeugen eines pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls mit in einem Revolver angeordneten Düsen; -
9 einen Abschnitt einer Vorrichtung für das Erzeugen eines in einen Gasstrom eingehüllten pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls; -
10 einen Abschnitt einer weiteren Vorrichtung für das Erzeugen eines in einen Gasstrom eingehüllten pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls mit einer Düse; -
11 eine Vorrichtung für das erzeugen eines pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls mit einem Düsenrechen; und -
12 einen Schnitt der in der11 gezeigten Vorrichtung entlang der Linie XII-XII. - Die Anlage
10 in1 ist für das Aktivieren der Oberfläche12 einer zylinderförmigen Ausnehmung14 in einem Werkstück15 mittels pulsierender Fluidstrahlen16 ,18 aus Wasser ausgelegt. - Für das Erzeugen der Fluidstrahlen
16 ,18 hat die Anlage10 eine Vorrichtung20 mit einer Kammer22 , in der eine Einrichtung24 für das Erzeugen von Fluid-Druckwellen32 ausgebildet ist. Die Einrichtung24 ist an einen steuerbaren Frequenzgenerator31 angeschlossen. Die Einrichtung24 enthält einen Piezokristall28 , der als elektromechanischer Wandler wirkt und mit einer Sonotrode30 verbunden ist. Wenn die Kammer22 mit Wasser gefüllt ist, können mit der Sonotrode30 in dem Wasser Druckwellen32 mit einer Frequenz v erzeugt werden, die bevorzugt in dem Bereich 10 kHz ≤ v ≤ 50 kHz liegt. - Für das Erzeugen von Druckwellen wird der Piezokristall
28 mit einer hochfrequenten Wechselspannung aus einem Frequenzgenerator31 beaufschlagt. Der Frequenzgenerator31 ist für das Erzeugen von Ultraschallfrequenzen ausgelegt, bevorzugt Ultraschallfrequenzen in dem Bereich 10 kHz ≤ v ≤ 50 kHz. Durch Einstellen der Frequenz v und der Amplitude AP der mit dem Frequenzgenerator31 erzeugten Wechselspannung kann die Wellenlänge λ der Druckwellen32 in dem Leitungssystem36 variiert werden. - Die Kammer
22 ist bevorzugt auf einen Wellenlängenbereich der mit der Sonotrode30 erzeugbaren Fluid-Druckwellen32 abgestimmt. Für Fluid-Druckwellen32 in diesem Wellenlängenbereich wirkt die Kammer22 dann als Resonanzkammer. - Die Kammer
22 hat eine Austrittsöffnung34 zu einem Leitungssystem36 , das die Kammer22 mit Düsen38 ,40 verbindet. Das Leitungssystem36 hat einen kammerseitigen Abschnitt42 und umfasst einen düsenseitigen Abschnitt44 . Der kammerseitige Abschnitt42 und der düsenseitige Abschnitt44 sind mittels eines Drehgelenks46 verbunden. In dem Drehgelenk46 kann der düsenseitige Abschnitt44 mittels eines motorischen Drehantriebs48 um eine zu dem Fluidkanal50 koaxiale Achse52 oszillierend und/oder rotierend mittels eines Antriebsmotors54 motorisch bewegt werden. - Die Düsen
38 ,40 befinden sich in dem düsenseitigen Abschnitt44 des Leitungssystems36 in Leitungszweigen56 ,58 , die voneinander getrennt sind. - Der in dem düsenseitigen Abschnitt
44 ausgebildete Fluidkanal60 ist in die Leitungszweige56 ,58 verzweigt. - In dem Leitungszweig
56 und dem Leitungszweig58 gibt es jeweils einen Leitungsabschnitt mit einer in der Länge verstellbaren Leitung62 ,64 . Die verstellbare Leitung62 ,64 enthält ein erstes Leitungsstück66 ,68 und hat ein wenigstens teilweise in dem ersten Leitungsstück66 ,68 aufgenommenes und mit diesem kommunizierendes zweites Leitungsstück70 ,72 . Das zweite Leitungsstück70 ,72 kann relativ zu dem ersten Leitungsstück66 ,68 in der Längsrichtung74 ,76 entsprechend dem Doppelpfeil78 ,80 koaxial verlagert werden. - In dem zweiten Leitungsstück
70 ,72 ist jeweils eine der Düsen38 ,40 aufgenommen. Durch Verlagern des zweiten Leitungsstücks70 ,72 relativ zu dem ersten Leitungsstück66 ,68 kann die wirksame Weglänge26 für Druckwellen32 zwischen der Austrittsöffnung34 und der dem Werkstück abgewandten Seite des Düsenmunds82 ,84 der Düsen38 ,40 justiert werden. Das Bewegungsspiel für das Leitungsstück70 ,72 ist dabei auf die Wellenlänge der Druckwellen32 abgestimmt. Das Bewegungsspiel beträgt günstigerweise mindestens eine halbe Wellenlänge der Druckwellen32 . Es liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 40 mm und 300 mm. Auch in dem Abschnitt42 des Leitungssystems36 kann die Leitung43 mittels einer Verstelleinrichtung47 relativ zu der Leitung45 koaxial translatorisch verlagert werden. Die Verstelleinrichtung47 ermöglicht ein Einstellen der wirksamen Weglänge26 für die Druckwellen32 in dem Leitungssystem36 . Die Verstelleinrichtung47 kann mittels eines (elektro)motorischen Antriebs (nicht dargestellt) eingestellt werden. Durch Verstellen der wirksamen Weglänge26 der Druckwellen32 in dem Leitungssystem36 lässt sich erreichen, dass die Druckwellen32 unmittelbar vor der dem Werkstück abgewandten Öffnung des Düsenmunds der Düsen38 ,40 einen Schwingungsbauch haben. - Die Verstelleinrichtung
47 wirkt damit als Einstelleinrichtung für das Justieren, d. h. Einstellen der Amplitude AP der Fluid-Druckwellen22 in dem Leitungssystem36 vor dem wenigstens einen Düsenmund125 . Mit der Verstelleinrichtung47 kann eine aus dem Quotienten der Weglänge L für die Fluid-Druckwellen32 zwischen der Austrittöffnung34 der Kammer22 und dem wenigstens einen Düsenmund125 der wenigstens einen Düse38 ,40 in dem Leitungssystem36 und der Wellenlänge λ der Fluid-Druckwellen22 in dem Leitungssystem36 gebildete Helmholtz-Zahl He := L/λ eingestellt werden. Auch die verstellbaren Leitungen62 ,64 wirken jeweils als Einstelleinrichtung für das Steuern der Amplitude AP von Fluid-Druckwellen32 vor dem entsprechenden Düsenmund der Düse38 ,40 . - In einem modifizierten Ausführungsbeispiel sind der kammerseitige Abschnitt und der düsenseitige Abschnitt einstückig ausgeführt. In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel ist der düsenseitige Abschnitt translatorisch verschiebbar an dem kammerseitigen Abschnitt gelagert, ohne das ein Drehgelenkt mit einem Drehantrieb vorgesehen ist. Die Translationsbewegung des düsenseitigen Abschnitts wird dabei manuell und/oder mittels Federkraft, mittels eines Elektromagneten und/oder mittels eines elektrischen Linearmotors realisiert.
- Der einstellbare Frequenzgenerator
31 ist ebenfalls eine solche Einstelleinrichtung. Durch Variieren der Frequenz v der mittels des Frequenzgenerators31 erzeugten Wechselspannung ist es möglich, die Wellenlänge λ der Druckwellen32 in dem Leitungssystem36 und damit die Amplitude AP der Fluid-Druckwellen22 in dem Leitungssystem36 z. B. vor dem Düsenmund125 einzustellen. - Ausgehend von der Austrittsöffnung
34 der Kammer22 nimmt der wirksame Leitungsquerschnitt86 ,88 der Leitungen in dem Leitungssystem36 zu dem Düsenmund82 ,84 der Düsen38 ,40 hin monoton ab. Dies bewirkt, dass die Schwingungsamplitude für den Druck einer Druckwelle32 in der Richtung des entsprechend dem Pfeil90 durch das Leitungssystem36 geführten Fluidstroms zu den Düsen38 ,40 hin ansteigt. - Es sei bemerkt, dass die Vorrichtung
20 in einer weiteren modifizierten Ausführungsform mit nur einer Düse oder auch mit einer Vielzahl von Düsen ausgebildet werden kann. - In einer weiteren modifizierten Ausführungsform kann die Vorrichtung
20 mit einem Frequenzgenerator31 ausgeführt werden, dessen Frequenz v variierbar ist, ohne dass das Leitungssystem in der Länge verstellbare Leitungen enthält. - Die Anlage
10 enthält eine Druckpumpe91 und umfasst einen Behälter92 mit einem trichterförmigen Auslass93 für das Sammeln von Fluid, das aus den Düsen38 ,40 auf das Werkstück15 gelangt. Mit der Druckpumpe91 wird das Fluid für das Erzeugen von pulsierenden Fluidstrahlen in der Anlage10 in einem Kreislauf umgewälzt. Die Druckpumpe91 ist so ausgelegt, dass damit in Kammer22 ein Fluiddruck in dem Bereich zwischen 40 bar und 150 bar und vorzugsweise ein Fluiddruck in der Größenordnung von 100 bar erzeugt und eingestellt werden kann. Durch Einstellen des Fluiddrucks in der Kammer22 , der Frequenz v und der Amplitude AP der Druckwellen kann die Größe und der gegenseitige Abstand von Flüssigkeitströpfchen in aus der Düse38 ,40 austretenden Fluidstrahlen16 ,18 variiert werden. - In einer modifizierten Ausführungsform kann die Anlage
10 anstelle der Druckpumpe91 auch eine Einrichtung mit einer Hochdruckpumpe für das Zuführen von mit Hochdruck beaufschlagtem Fluid in das Leitungssystem36 der Vorrichtung enthalten, die einen Fluiddruck gewährleistet, der bis zu 3000 bar betragen kann. Um das Fluid in der Anlage mit hohem Druck zu beaufschlagen, ist insbesondere eine Hochdruckpumpe geeignet, die einen Fluiddruck zwischen 300 bar und 600 bar zur Verfügung stellt. - Die
2 zeigt die Kammer22 für das Erzeugen der Fluid-Druckwellen32 in der Vorrichtung10 . Die Kammer22 hat eine Öffnung94 für das Zuführen von mit Druck beaufschlagtem Fluid aus der Hochdruckpumpe91 . Die Öffnung94 ist von der Austrittsöffnung34 getrennt in einem seitlichen Abschnitt der Kammer22 angeordnet. Die Kammer22 kann durch eine Öffnung96 mit einem steuerbaren Entlüftungsventil98 entlüftet werden. - Die Sonotrode
30 befindet sich in der Kammer22 in einem Totwassergebiet33 in Abstand von der Strömung35 des durch die Öffnung94 in die Kammer22 zugeführtes Fluids in die Richtung der Austrittöffnung34 . - Zu der Austrittöffnung
34 ist die Kammer22 in dem Abschnitt99 mit einem trichterförmig verjüngten Querschnitt ausgebildet. In dem Abschnitt99 wird die Amplitude AP der mit der Sonotrode30 der Einrichtung24 erzeugten Druckwellen32 verstärkt. Die Grafik100 in2 zeigt mit der Kurve101 die Amplitude des Drucks einer Druckwelle32 in der Kammer22 in Abhängigkeit des Abstands z von der Fläche26 der Sonotrode28 . - Durch das Einstellen des Drucks P und der Amplitude AP der Druckwellen in der Kammer
22 kann die Strömungsgeschwindigkeit und die Gestalt des mit den Düsen38 ,40 erzeugten pulsierenden Fluidstrahls eingestellt werden. - In der Kammer
22 befindet sich günstiger Weise ein Drucksensor102 . Der Drucksensor102 ist in dem Abschnitt99 der Kammer22 angeordnet. Der Drucksensor102 ist mit einer Messeinrichtung103 verbunden, die eine Anzeigeeinheit105 hat. Mit dem Drucksensor102 können die Druckschwankungen erfasst werden, die von den in der Kammer22 erzeugten Druckwellen32 in dem Abschnitt99 hervorgerufen werden. Die Anzeigeeinheit105 ermöglicht damit einer Bedienperson, die Funktion der Vorrichtung20 zu überwachen. Alternativ oder zusätzlich kann die Anlage10 für die Funktionsüberwachung der Vorrichtung20 auch einen mit der Messeinrichtung103 verbundenen Leitrechner134 enthalten, der die Einrichtung24 für das Erzeugen von Fluid-Druckwellen32 und die Druckpumpe91 in Abhängigkeit des mit dem Drucksensor102 erfassten Druckschwankungssignals steuert. - Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Funktion der Vorrichtung
20 in der Anlage10 zu überwachen, indem z. B. der pulsierende Fluidstrahl16 ,18 , der aus den Düsen38 ,40 austritt, einer Erosionsmesseinrichtung zugeführt wird (nicht gezeigt). Diese Erosionsmesseinrichtung enthält eine Testmembran, auf die der Fluidstrahl gerichtet wird. Bei einer einwandfreien Funktion der Vorrichtung20 wird von dieser Testmembran eine bestimmte Materialmenge pro Zeiteinheit abgetragen. Um den Materialabtrag von dieser Testmembran zu erfassen, enthält die Erosionsmesseinrichtung einen Tastsensor. - Weiter alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, an einem Bypass zum Ablauf
93 eine Messeinrichtung zu installieren, die abgeschiedene bzw. abgetragene Partikel detektiert (z. B. ein magnetischer oder optischer Partikelzähler), so dass auf diese Weise die Funktion der Vorrichtung20 überwacht werden kann. - Es ist außerdem von Vorteil, wenn der Leitrechner
134 einen Datenspeicher135 enthält, in dem ein Parameterkennfeld136 für das anwendungsspezifische Einstellen des Fluiddrucks P und/oder der Amplitude AP und/oder der Frequenz v der mit der Druckwellenerzeugungseinrichtung erzeugbaren Fluid-Druckwellen32 und/oder einer Düsen-Rotationsgeschwindigkeit aufgrund einer über eine Eingabeeinheit137 der Rechnereinheit136 eingegebene werkstückspezifische Anwendung der Vorrichtung20 abgelegt ist. Das Parameterkennfeld136 stellt insbesondere Informationen über einen z. B. empirisch ermittelten Zusammenhang zwischen den vorgenannten Betriebskennzahlen und wenigstens einem der folgenden Anwendungsparameter ein:
Art des zu bearbeitenden Materials oder Substrats, Werkstück-Geometrie, Soll-/Ist-Werkstück-Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere Werkstück-Oberflächenrauhigkeit, Art einer Werkstück-Verschmutzung (z. B. chemische Zusammensetzung oder Härte), Bearbeitungsabstand eines zu bearbeitenden Werkstücks für einen bestimmten Düsendurchmesser von dem Düsenmund der Düsen38 ,40 . - Um die Anlage
10 zu steuern, ist der Leitrechner134 über eine Steuerleitung138 mit der Druckpumpe91 verbunden und über Leitungen139 ,140 an die Messeinrichtung103 und den Frequenzgenerator31 angeschlossen. Mit dem Leitrechner134 kann z. B. der mit der Druckpumpe erzeugbare Druck so geregelt werden, dass ein Verschleiß der in der Vorrichtung20 eingesetzten Düsen durch Erhöhen des Pumpendrucks ausgeglichen wird. - Die
3 zeigt den Abschnitt III der1 mit der in der Länge verstellbaren Leitung62 in der Vorrichtung20 in einer vergrößerten Ansicht. Das zweite Leitungsstück70 ist in ein Gewinde104 an dem ersten Leitungsstück66 eingeschraubt. Das Gewinde104 ist ein Feingewinde. In dem Gewinde104 kann das zweite Leitungsstück70 relativ zu dem ersten Leitungsstück66 entsprechend dem Doppelpfeil106 koaxial verlagert werden. Das zweite Leitungsstück70 kann mit einer auf dem als Feingewinde ausgeführten Gewinde108 des zweiten Leitungsstücks70 angeordneten Kontermutter110 an dem ersten Leitungsstück66 festgelegt werden. Das zweite Leitungsstück70 durchgreift einen in dem ersten Leitungsstück66 angeordneten Dichtring112 , der das Austreten von Fluid zwischen dem ersten Leitungsstück66 und dem zweiten Leitungsstück70 verhindert. - An dem zweiten Leitungsstück
70 ist die Düse36 aufgenommen. Die Düse36 hat einen außenseitigen Flansch114 , der mittels einer Überwurfmutter116 gegen einen an der Stirnseite118 des zweiten Leitungsstücks70 angeordneten Dichtungsring119 gedrückt wird. - Die
4 zeigt eine weitere Düse39 für den Einsatz in der Vorrichtung. Die Düse39 hat einen Düsenkörper120 mit einer Düsenkammer122 und einem Düsenmund125 . Der Düsenmund125 hat eine Länge LM, die bevorzugt etwa 6 mm beträgt. Der Düsenmund125 hat günstigerweise die Form eines Hohlzylinders. Der Hohlzylinder hat einen Durchmesser DM, der bevorzugt in dem Bereich zwischen 0,5 mm und 3 mm liegt und vorteilhafterweise 1 mm beträgt. In dem zu dem Düsenmund125 weisenden Abschnitt126 ist die Düsenkammer122 mit einem zu dem Düsenmund125 konisch verjüngten Querschnitt ausgebildet. Der Öffnungswinkel α des Konus in dem Abschnitt126 mit konisch verjüngtem Querschnitt ist stumpf. Vorzugsweise gilt für den Öffnungswinkel α: 105° ≤ α ≤ 180°. Mit einem nahe bei 180° liegenden Öffnungswinkel des Konus in dem Abschnitt126 kann der pulsierende Hochdruck-Fluidstrahl mit Fluidtröpfchen erzeugt werden, die eine für das Abtragen von Material besonders günstige Form haben. Mit der Düse39 können dann schon bei einem Fluiddruck in einem Bereich zwischen 300 bar und 600 bar Hochdruck-Fluidstrahl-Pulse mit Flüssigkeitstropfen erzeugt werden, deren Bewegungsenergie so groß ist, dass damit insbesondere an metallischen Werkstoffen ein effizienter Materialabtrag möglich ist. - In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel ist der Öffnungswinkel α größer als 180°, insbesondere bis 240° gewählt. In diesem Fall entsteht im Düsenmund verstärkt Kavitation, was wiederum eine Tropfenbildung am Düsenaustritt besonders begünstigt.
- Die
5 zeigt eine Düse150 , die einen Düsenkörper151 mit einer als Kreiszylinder ausgebildete Düsenkammer152 aufweist. Die Düsenkammer152 hat eine axial angeordnete stirnseitige Öffnung154 in den Düsenmund156 . Der Düsenmund156 ist als Bohrung gestaltet. Der Durchmesser DB der Bohrung des Düsenmunds beträgt etwa 1/3 des Durchmessers DZ der Düsenkammer. Der Düsenmund156 hat eine Länge LM, die etwa 6 mm beträgt. Der Einsatz einer solchen Düse in der vorstehend beschriebenen Vorrichtung20 ermöglicht schon bei einem Fluiddruck in der Größenordnung von 60 bar das Erzeugen von pulsierenden Fluidstrahlen aus Wasser, mit denen metallische Werkstoffe bei einem schnellem Materialabtrag bearbeitet werden können. - Als Düsen für den Einsatz in der Vorrichtung
20 eignen sich grundsätzlich auch sogenannte Flachstrahldüsen, Sterndüsen, Quadratdüsen, Dreiecksdüsen oder auch Düsen, die einen Fluidstrahl in Form eines Rundstrahls erzeugen. - Ein Vorteil der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist, dass bei einem Betrieb mit Hochdruck-Flüssigkeit in den Düsen keine oder nur geringe Kavitation auftritt, so dass dann der Verschleiß von Düsen in der Vorrichtung vergleichsweise gering ist.
- Die
6 zeigt eine weitere Düse170 für den Einsatz in der Vorrichtung. Die Düse170 hat einen Düsenkörper171 mit einer Düsenkammer172 und einem Düsenmund173 . Der Düsenmund hat eine Länge LM, die etwa 6 mm beträgt und einen Durchmesser DH ≈ 1 mm. In dem zu dem Düsenmund173 weisenden Abschnitt174 ist die Düsenkammer172 mit einem zu dem Düsenmund173 konisch verjüngten Querschnitt ausgebildet. Der Öffnungswinkel α des Konus in dem Abschnitt173 mit konisch verjüngtem Querschnitt ist spitz. Ein günstiger Wert für den Öffnungswinkel α des Konus ist: α ≈ 58°. Die Düse170 enthält einen Strahlrichter175 . Der Strahlrichter175 unterbindet Verwirbelungen in dem mit Druck beaufschlagtem Fluid in der Düsenkammer172 . - Die
7 zeigt einen Schnitt der Düse170 entlang der Linie VII-VII in6 . Der Strahlrichter175 trennt die Düsenkammer172 in dem Abschnitt176 in vier voneinander getrennte Strömungskanäle177 . - In der in
1 gezeigten Anlage10 gibt es eine Einrichtung130 für ein Aufbereiten des in die Kammer22 mit der Druckpumpe91 zugeführten Fluids. In der Einrichtung130 wird das in der Anlage10 umgewälzte Fluid von Schmutzpartikeln befreit. Von einem Werkstück15 abgelöste Partikel und Beschichtungsteile werden in der Anlage10 mit Spüleinrichtungen (nicht dargestellt) aus dem Werkstück ausgespült und zusammen mit dem Fluid in einem Schmutztank in der Einrichtung130 aufgefangen. Die Einrichtung130 enthält ein Filtersystem. Mit diesem Filtersystem können aus dem der Einrichtung130 zugeführten Fluid die von dem Werkstück abgelösten Partikel und Schmutzstoffe entfernt werden, damit die Vorrichtung20 für das Erzeugen eines pulsierenden Fluidstrahls nicht beschädigt wird. - Die
8 zeigt eine Anlage210 für das Aktivieren der Oberfläche212 von Zylinderkopfbohrungen214 in einem Zylinderkurbelgehäuse215 mittels pulsierender Hochdruck-Wasserstrahlen216 . Die Baugruppen in der Anlage210 , die Baugruppen in der anhand der1 bis5 beschriebenen Anlage10 entsprechen, sind in der8 mit um die Zahl200 erhöhten Zahlen-Bezugszeichen kenntlich gemacht. In der Anlage210 gibt es mehrere zueinander benachbart angeordnete Vorrichtungen220 für das Erzeugen eines pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls. - In jeder der Vorrichtungen
220 ist das Leitungssystem236 mit einem Werkzeugabschnitt202 mit einem Werkzeugkopf204 ausgebildet, in dem mehrere Düsen238 ,240 aufgenommen sind. Der Werkzeugabschnitt202 ist mittels einer automatisch betätigbaren Kupplungseinrichtung206 in dem Leitungssystem236 angeordnet. Die Kupplungseinrichtung206 ermöglicht das automatische Auswechseln des Werkzeugabschnitts202 mit einer Schnellwechseleinrichtung (nicht gezeigt), die ein Revolvermagazin hat, in dem unterschiedliche Werkzeugköpfe bereitgestellt werden, die in einer Vorrichtung220 eingesetzt werden können. - Die Düsen
238 ,240 können z. B. eine anhand der4 ,5 ,6 und7 beschriebene Geometrie haben. Der Werkzeugabschnitt258 mit dem Werkzeugkopf204 kann mittels eines nicht weiter gezeigten Antriebs um die Achse229 rotiert werden. Die Düsen238 ,240 werden mit Wasser beaufschlagt, das der Vorrichtung220 mit einer Hochdruckpumpe291 zugeführt wird. Für das Einstellen der wirksamen Weglänge für in der Kammer222 erzeugte Druckwellen enthält das Leitungssystem236 der Vorrichtung220 eine Verstelleinrichtung247 . - In der Anlage
210 gibt es einen Industrieroboter211 . Der Industrieroboter211 ist ein Mehrachssystem-Manipulator für das Bewegen eines Werkstücks in Form eines Zylinderkurbelgehäuses215 relativ zu der Vorrichtung220 . in einer alternativen Ausführungsform der Anlage210 kann vorgesehen sein, mit einem solchen Industrieroboter die Vorrichtung220 für das Erzeugen von pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahlen mittels einer Handhabungseinrichtung, insbesondere einem Industrieroboter, relativ zu dem Werkstück zu bewegen. - Mit dem Industrieroboter
211 werden die Zylinderkurbelgehäuse215 zu der Vorrichtung220 entsprechend dem Doppelpfeil217 auf- und abgesenkt. Mit den pulsierenden Hochdruck-Wasserstrahlen216 aus den in dem Revolver227 angeordneten Düsen wird die Oberfläche des Materials in der Wandung der Zylinderkopfbohrungen214 für eine Lichtbogen-Plasmabeschichtung aktiviert, indem in diese Oberfläche eine Haftstruktur eingebracht wird. Es hat sich gezeigt, dass wenn der Hochdruck-Wasserstrahl mit einem unter dem Winkel β mit 0° ≤ β ≤ 60°, vorzugsweise β ≈ 45° zu der örtlichen Flächennormalen der Wandung geneigten Richtung mit einem pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahl beaufschlagt wird und dabei der Werkzeugkopf204 in der Zylinderkopfbohrung214 entsprechend dem Pfeil221 rotatorisch bewegt und gleichzeitig in der Richtung der Achse der Bohrung entsprechend dem Doppelpfeil223 translatorisch verlagert wird, Strukturen, etwa helixförmige Gewindestrukturen erzeugt werden können, auf denen eine mittels Flammspritzen, Plasmaspritzen oder Lichtbogendrahtspritzen in einer Zylinderkopfbohrung erzeugte Schicht besonders gut haftet. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auf besonders einfache Weise unterschiedliche Rauheitsgrade an unterschiedlichen bzw. benachbarten Stellen eines Werkstücks erzeugt werden. Insbesondere können auch mehr oder weniger gleitende Übergänge zwischen Bereichen unterschiedlicher Rauhigkeit erzeugt werden. - Die
9 zeigt einen Abschnitt einer Vorrichtung320 für das Erzeugen eines pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls316 , der in einen Gasstrom317 eingehüllt ist. Die Baugruppen in der Vorrichtung320 , die Baugruppen in der anhand der1 bis4 beschriebenen Vorrichtung20 entsprechen, sind in der6 mit um die Zahl300 erhöhten Zahlen-Bezugszeichen kenntlich gemacht. - Das Einhüllen des pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls
316 in dem Gasstrom317 ermöglicht das Bearbeiten von Werkstücken mit dem Hochdruck-Fluidstrahl316 , die in ein Flüssigkeitsbad eingetaucht sind. - Die Vorrichtung
320 hat eine an einem Leitungsstück370 ausgebildete Düse336 . Das Leitungsstück370 ist in dem Leitungsstück366 linearbeweglich geführt. Es kann entsprechend dem Doppelpfeil378 verlagert werden, damit die wirksame Weglänge von Druckwellen zwischen einer Kammer für das Erzeugen von Druckwellen (nicht gezeigt) und der dem Werkstück abgewandten Seite des Düsenmunds325 eingestellt werden kann. - Das Leitungsstück
370 ist in einer Düse369 mit einer Düsenkammer371 angeordnet, die eine Öffnung373 für das Zuführen von mit Druck beaufschlagtem gasförmigen Medium aus einer Leitung375 hat und die eine Austrittöffnung377 aufweist, aus welcher der Gasstrom317 austritt. Die Düsenkammer369 und das Leitungsstück370 können entsprechend dem Doppelpfeil379 zueinander verlagert werden. Durch das Verlagern der Düse369 relativ zu der Düse336 ist es möglich, die Form der Fluidtröpfchen in einem mit der Vorrichtung320 erzeugten pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahl316 einzustellen. - Die
10 einen Abschnitt einer weiteren Vorrichtung380 für das Erzeugen eines in einen Gasstrom eingehüllten pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls390 mit einer Düse382 . Die Düse382 hat eine Düsenkammer384 mit einer axial angeordneten stirnseitigen Öffnung386 in den Düsenmund388 . Der Düsenmund388 ist als Bohrung gestaltet. Der Durchmesser DB der Bohrung des Düsenmunds beträgt etwa 1 mm. An der stirnseitigen Öffnung386 in der Düsenkammer384 hat der Düsenmund388 eine vorzugsweise gerundete Phase mit dem Krümmungsradius r < 0,1 mm. - Der zu dem Werkstück weisende Abschnitt
381 der Düse382 ist als Kelch bzw. Trichter gestaltet, der sich in der Richtung eines aus dem Düsenmund388 austretenden pulsierenden Fluidstrahls390 erweitert und der den Öffnungswinkel β ≈ 60° hat. - Die Form des zu dem Werkstück weisenden Abschnitts
381 der Düse382 bewirkt, dass ein an der äußeren Wandung393 der Düse382 entlangstreichender Gasstrom bei einem Einsatz der Düse in einem Flüssigkeitsbad (nicht dargestellt) die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades aus dem Bereich395 vor dem trichterförmigen Abschnitt entfernt, so dass ein pulsierender hochdruck-Fluidstrahl aus dem Düsenmund388 ungehindert austreten und auf ein in der Nähe der Düse382 angeordnetes Werkstück treffen kann. - Die
11 zeigt eine Vorrichtung420 für das Erzeugen eines pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls416 ,417 ,418 und419 . Die Vorrichtung420 hat eine Kammer422 mit einer Einrichtung424 für das Erzeugen von Fluid-Druckwellen432 . Die Vorrichtung420 hat ein Leitungssystem436 mit einem kammerseitigen Abschnitt442 und einem düsenseitigen Abschnitt444 . Für das Einstellen der Weglänge für die Fluid-Druckwellen432 in dem Leitungssystem436 kann der düsenseitige Abschnitt444 relativ zu dem kammerseitigen Abschnitt442 mit einer Verstelleinrichtung447 entsprechend dem Doppelpfeil448 verlagert werden. - Die
12 zeigt einen Schnitt der Vorrichtung420 entlang Linie XII-XII in11 . In dem düsenseitigen Abschnitt444 des Leitungssystems436 gibt es eine in der Form eines Rechens verzweigte Leitung438 mit vier Düsen, die in die Leitung438 integriert sind. Die in die Leitung438 integrierten Düsen haben jeweils einen entsprechend dem Doppelpfeil460 verlagerbaren Düsenkörper450 ,452 ,454 und456 mit einem Düsenmund. Durch Verlagern der Düsenkörper450 ,452 ,454 und456 ist es möglich, die aus dem Quotienten der Weglänge L450, L452, L454 und L456 für die Fluid-Druckwellen zwischen der Austrittöffnung der Kammer422 und dem betreffenden Düsenmund der Düse in dem Leitungssystem436 und der Wellenlänge λ der Fluid-Druckwellen422 in dem Leitungssystem436 gebildeten Helmholtz-Zahlen Hen := Ln/λ so einzustellen, dass die Amplitude AP einer in der Kammer422 erzeugten Fluid-Druckwelle vor dem betreffenden Düsenmund in den Düsenkörpern450 ,452 ,454 und456 maximal ist. - Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen und Anlagen eignen sich für das Bearbeiten der Oberfläche von Werkstücken, für das Aktivieren der Oberfläche von Werkstücken für das Beschichten, für das Bearbeiten und Entfernen von Beschichtungen auf Werkstücken und für das Reinigen von Werkstücken.
- Die beschriebenen Vorrichtungen und Anlagen eignen sich insbesondere für das Aktivieren einer Werkstückoberfläche, damit diese mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen oder Lichtbogendrahtspritzen beschichtet werden kann. Die Erfinder haben nämlich erkannt, dass die mittels eines entsprechenden pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahles in der Oberfläche von Werkstücken Mikrostrukturen mit Hinterschneidungen erzeugt werden können. Thermische Beschichtungen, die auf eine solche Oberfläche aufgetragen werden, haften hier besonders gut, weil die schmelzflüssigen Partikel beim Beschichten aufgrund der kinetischen Energie und aufgrund der Kapillarwirkung in diese Mikrostrukturen gut eindringen können, dann aber dort erstarren. Eine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Anlage aktivierte Werkstückoberfläche aufgetragene Beschichtung hat deshalb insbesondere eine hohe Haftzugfestigkeit, die durchaus 30 MPa oder mehr betragen kann.
- Um zu gewährleisten, dass die auf ein Werkstück aufgetragene Beschichtung gut haftet, ist es von Vorteil, wenn die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks nach dem Aktivieren in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder Anlage getrocknet wird, etwa durch Auskübeln, durch Lufttrocknung oder durch Vakuumtrocknung.
- Die Erfinder haben insbesondere erkannt, dass eine besonders gute Haftung für eine mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen oder Lichtbogendrahtspritzen auf die Oberfläche eines Werkstücks aufgetragene Schicht dadurch erreicht werden, dass die Oberfläche des Werkstücks zunächst mit einem pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahl in einer erfindungsgemäßen Anlage beaufschlagt wird, um diese Oberfläche aufzurauen, und im Anschluss die aufgeraute Oberfläche des Werkstücks mit einem definierten Anpressdruck zu Walzen. Die Erfinder haben nämlich festgestellt, dass durch das Walzen die mesoskopischen Erhebungen einer aufgerauten Oberfläche so deformiert und gestaucht werden können, dass hierbei Mikrostrukturen mit Hinterschneidungen entstehen, die eine hohe mechanische Stabilität haben und in welche die schmelzflüssigen Partikel beim Beschichten gut eindringen können.
- Die beschriebenen Vorrichtungen und Anlagen eignen sich auch für das Bearbeiten von Werkstück-Beschichtungen, etwa für das Entfernen von Overspray auf Werkstücken, die einem Beschichtungsprozess unterzogen wurden. Indem der Anstellwinkel des pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls, dessen Austrittsgeschwindigkeit aus einem Düsenmund und die Frequenz der Druckwellen, d. h. die Repititionsrate für den Hochdruck-Fluidstrahl eingestellt wird, können insbesondere die Kanten von Beschichtungsabschnitten auf einem Werkstück definiert bearbeitet werden. Insbesondere können so Kanten erzeugt werden, die mit der Werkstückoberfläche einen 45°-Winkel bilden.
- Eine Erkenntnis der Erfinder ist auch, dass mit einem pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahl in die Beschichtung von Werkstücken, etwa einer mittels lichtbogendrahtspritzen (LDS) erzeugten Beschichtung an den Zylinderkopfflächen von Brennkraftmaschinen eine Fase eingebracht werden kann, ohne dass hier wie bei der Bearbeitung mit Schneidwerkzeugen die Gefahr besteht, dass sich diese Beschichtung bei der Bearbeitung mit den pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahlen von dem Werkstück ablöst.
- Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Anlagen eignen sich insbesondere für das Bearbeiten einer mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen oder Lichtbogendrahtspritzen erzeugten Werkstückoberfläche und/oder für das Entgraten eines Werkstücks und/oder für das Entfernen von Schmutz von einem Werkstück und/oder für das Abtragen von Schichten an einem Werkstück. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Anlagen eignen sich auch für das Aufrauen von Werkstückoberflächen, um diese für ein stoffschlüssiges Fügen (Verkleben, Schweißen, Löten) vorzubereiten.
- Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Anlagen können z. B. mit Fluid in Form von Waschlauge und/oder Wasser und/oder Emulsion, insbesondere Wasser-Öl-Emulsion und/oder Öl betrieben werden. Um die Korrosion der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Anlagen zu vermeiden, ist es von Vorteil, dem für das Bearbeiten von Werkstücken eingesetzten Fluid Korrosionsschutzmittel beizumischen.
- Erfindungsgemäß können mit den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen und Anlagen Abschnitte von Werkstücken oder Werkstücke veredelt werden, die wenigstens teilweise aus Aluminium oder Magnesium bestehen, wobei die Oberflächenbeschichtung mittels Laserdrahtschweißen aufgetragenes eisenhaltiges Material ist oder des Werkstück wenigstens teilweise aus Stahl oder aus Grauguss besteht und die Oberflächenbeschichtung mittels Laserdrahtschweißen aufgetragenes nickelhaltiges Material ist.
- Erfindungsgemäß kann mit den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen und Anlagen die Oberfläche von Werkstücken durch das Beaufschlagen des Werkstücks mit einem pulsierenden Fluidstrahl auch verdichtet werden. Die Erfinder haben insbesondere erkannt, dass durch das Behandeln von Zylinderkurbelgehäusen aus Aluminiumdruckguss die eine Beschichtung im Bereich der Zylinderlaufflächen störenden Lunker mit einem pulsierenden hochdruck-Fluidstrahl aus Wasser verschlossen werden können.
- Zusammenfassend sind insbesondere folgende bevorzugte Merkmale der Erfindung festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
20 für das Erzeugen eines pulsierenden Fluidstrahls16 ,18 aus mit Druck beaufschlagtem Fluid. Die Vorrichtung20 enthält ein Leitungssystem36 , das wenigstens eine Düse38 ,40 aufweist, die einen Düsenmund125 hat, aus dem ein pulsierender Fluidstrahl aus mit Druck beaufschlagtem Fluid austreten kann. Die Vorrichtung20 hat eine Kammer22 , in der eine Druckwellenerzeugungseinrichtung24 für das Erzeugen von Fluid-Druckwellen32 ausgebildet ist. Die Kammer22 kommuniziert mit dem Leitungssystem36 durch eine Austrittsöffnung34 für die erzeugten Fluid-Druckwellen32 . Die Vorrichtung20 enthält eine Einstelleinrichtung31 ,47 ,62 ,64 für das Steuern der Amplitude AP der Fluid-Druckwellen22 in dem Leitungssystem36 vor dem wenigstens einen Düsenmund125 . Mit Einstelleinrichtung31 ,47 ,62 ,64 kann eine aus dem Quotient der Weglänge L für die Fluid-Druckwellen22 zwischen der Austrittöffnung34 der Kammer22 und dem wenigstens einen Düsenmund125 der wenigstens einen Düse38 ,40 in dem Leitungssystem36 und der Wellenlänge λ der Fluid-Druckwellen22 in dem Leitungssystem (36 ) gebildete Helmholtz-Zahl He := L/λ eingestellt werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- WO 2006/097887 A1 [0002]
Claims (32)
- Vorrichtung (
20 ) für das Erzeugen eines pulsierenden Fluidstrahls (16 ,18 ) aus mit Druck beaufschlagtem Fluid mit einem Leitungssystem (36 ), das wenigstens eine Düse (38 ,40 ) enthält, die einen Düsenmund (125 ) hat, aus dem ein pulsierender Fluidstrahl (16 ,18 ) aus mit Druck beaufschlagtem Fluid austreten kann, und mit einer Kammer (22 ), in der eine Druckwellenerzeugungseinrichtung (24 ) für das Erzeugen von Fluid-Druckwellen (32 ) ausgebildet ist, die mit dem Leitungssystem (36 ) durch eine Austrittsöffnung (34 ) für die erzeugten Fluid-Druckwellen (32 ) kommuniziert, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (31 ,47 ,62 ,64 ) für das Steuern der Amplitude AP der Fluid-Druckwellen (22 ) in dem Leitungssystem (36 ) vor dem wenigstens einen Düsenmund (125 ) enthält, mit der eine aus dem Quotient der Weglänge L für die Fluid-Druckwellen (22 ) zwischen der Austrittsöffnung (34 ) der Kammer (22 ) und dem wenigstens einen Düsenmund (125 ) der wenigstens einen Düse (38 ,40 ) in dem Leitungssystem (36 ) und der Wellenlänge λ der Fluid-Druckwellen (22 ) in dem Leitungssystem (36 ) gebildete Helmholtz-Zahl He := L/λ eingestellt werden kann. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung wenigstens eine in dem Leitungssystem (
36 ) angeordnete in der Länge verstellbare Leitung (62 ,64 ) für mit Druck beaufschlagtes Fluid (41 ) umfasst, mit dem die Weglänge (26 ) von in der Kammer (22 ) erzeugten Fluid-Druckwellen (32 ) zwischen dem wenigstens einen Düsenmund (125 ) der wenigstens einen Düse (38 ,40 ) und der Austrittsöffnung (34 ) für Fluid-Druckwellen (32 ) der Kammer (22 ) justiert werden kann. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbare Leitung (
62 ,64 ) ein erstes Leitungsstück (66 ,68 ) enthält und ein wenigstens teilweise in dem ersten Leitungsstück (66 ,68 ) aufgenommenes und mit diesem kommunizierendes zweites Leitungsstück (70 ,72 ) hat, das relativ zu dem ersten Leitungsstück (66 ,68 ) in dessen Längsrichtung verlagert werden kann. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Leitungsstück (
70 ) mit einem Gewinde (104 ) an dem ersten Leitungsstück (66 ) linearbeweglich geführt ist und eine Festlegeinrichtung (110 ) für das Festlegen des zweiten Leitungsstücks (70 ) an dem ersten Leitungsstück (66 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung Mittel (
31 ) für das Einstellen der Frequenz der mit der Druckwellenerzeugungseinrichtung (24 ) erzeugten Fluid-Druckwellen (32 ) umfasst. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (
36 ) einen ersten Leitungssystemabschnitt (42 ) mit einer Öffnung für das Zuführen von Fluid aus einer Hochdruckpumpe (91 ) aufweist und einen zweiten Leitungssystemabschnitt (44 ) mit der wenigstens einen Düse (38 ) hat, wobei der erste Abschnitt (42 ) und der zweite Abschnitt (44 ) mit einem Drehgelenk (16 ) verbunden sind. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leitungssystemabschnitt (
42 ) in dem Drehgelenk (16 ) relativ zu dem ersten Leitungssystemabschnitt (42 ) um eine zu der Achse (52 ) eines in dem zweiten Abschnitt (42 ) ausgebildeten Fluidkanals (60 ) koaxiale Achse oszillierend und/oder rotierend bewegt werden kann. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem einen ersten Leitungssystemabschnitt (
42 ) mit einer Öffnung (34 ) für das Zuführen von Flüssigkeit einer Hochdruckpumpe (91 ) aufweist und einen zweiten Leitungssystemabschnitt (44 ) mit mehrere Düsen (38 ,40 ) aufweist, die durch voneinander getrennte Leitungszweige (56 ,58 ) mit Fluid (41 ) beaufschlagbar sind. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den voneinander getrennten Leitungszweigen (
56 ,58 ) zu den Düsen (38 ,40 ) jeweils eine in der Länge (62 ,64 ) verstellbare Leitung für mit Druck beaufschlagtes Fluid angeordnet ist, mit dem die Weglänge (26 ) von in der Kammer (22 ) erzeugten Fluid-Druckwellen (32 ) zwischen einem Düsenmund (125 ) der über den Leitungszweig (56 ,58 ) mit Fluid (41 ) beaufschlagbaren Düse (38 ,40 ) und der Austrittsöffnung (34 ) für Fluid-Druckwellen (32 ) der Kammer (22 ) justiert werden kann. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wirksame Querschnitt der Leitungen in dem Leitungssystem (
36 ) zwischen der Austrittsöffnung (34 ) für Fluid-Druckwellen (32 ) der Kammer (22 ) und dem Düsenmund (125 ) der Düse (38 ,40 ) abnimmt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für das Entlüften der Kammer (
22 ) ein Entlüftungsventil (98 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (
22 ) eine von der Austrittsöffnung (34 ) beabstandete Öffnung (94 ) für das Zuführen von Hochdruck-Fluid (41 ) hat und das der Düse (38 ,40 ) zugeführte Fluid (41 ) durch die Kammer (22 ) geführt ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwellenerzeugungseinrichtung (
24 ) in einem Totwassergebiet (33 ) der Kammer (22 ) positioniert ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (
22 ) einen Abschnitt (99 ) mit einem sich zu der Austrittöffnung (34 ) trichterförmig verjüngenden Querschnitt hat. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (
102 ) für das Erfassen von in der Kammer (22 ) erzeugten Fluid-Druckwellen (32 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abschnitt (
99 ) der Kammer (22 ) mit dem zu der Austrittsöffnung (34 ) trichterförmig verjüngenden Querschnitt ein Drucksensor (102 ) für das Erfassen von in der Kammer (22 ) erzeugten Fluid-Druckwellen (32 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düse (
38 ,40 ,170 ) eine Düsenkammer (122 ,172 ) hat, die einen Abschnitt (126 ,174 ) mit einem sich zu dem Düsenmund (125 ,173 ) hin verjüngenden Querschnitt aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (
126 ) der Düsenkammer (122 ) mit einem stumpfen Öffnungswinkel α konisch verjüngt ist, vorzugsweise mit einem Öffnungswinkel, α für den gilt: 105° ≤ α ≤ 180°. - Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt (
174 ) der Düsenkammer (172 ) mit einem spitzen Öffnungswinkel α konisch verjüngt ist, der vorzugsweise α ≈ 58° beträgt, wobei in der Düsenkammer (172 ) ein Strahlrichter (75 ) für das Vermeiden oder Reduzieren von Verwirbelungen angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düse (
150 ) eine zylinderförmige, vorzugsweise kreiszylinderförmige Düsenkammer (152 ) mit einer stirnseitig angeordneten Öffnung (154 ) in den Düsenmund (156 ) hat. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (
369 ,370 ) für das Erzeugen eines den pulsierenden Fluidstahl (316 ) wenigstens abschnittsweise umhüllenden Gasstroms (317 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düse (
382 ) einen kelchförmigen zu dem Werkstück weisenden Abschnitt (381 ) hat, in dem der pulsierende Fluidstrahl (390 ) aus dem Düsenmund (388 ) austritt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düse ein mehrere Düsenmünder (
172 ) aufweisender Düsenrechen (170 ) ist. - Anlage (
10 ) mit einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildeten Vorrichtung (20 ) für das Erzeugen eines Fluidstrahls (16 ,18 ) aus mit Druck beaufschlagtem Fluid gekennzeichnet durch eine Aufnahmeeinrichtung (92 ) für Werkstücke (15 ), in der die Werkstücke (15 ) mit einem pulsierenden Fluidstrahl (16 ,18 ) beaufschlagbar sind und eine Fluid-Sammeleinrichtung (93 ), um von der Vorrichtung (20 ) freigesetztes Fluid (41 ) zu sammeln, die mit einer Druckpumpe (91 ) verbunden ist, um das gesammelte Fluid (41 ) in die Vorrichtung (20 ) zurückzuführen. - Anlage nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung (
132 ) für das Erfassen von mittels eines Fluidstrahls von einem Werkstück abgetragenem Material. - Anlage (
10 ) mit einer insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildeten Vorrichtung (20 ) für das Erzeugen eines Fluidstrahls (16 ,18 ) aus mit Druck beaufschlagtem Fluid, insbesondere nach Anspruch 22 oder 23, gekennzeichnet durch eine steuerbare Einrichtung für das Einstellen des Drucks von dem Leitungssystem (36 ) zugeführtem Fluid und eine mit der Einrichtung (91 ) für das Einstellen des Drucks P und der Druckwellenerzeugungseinrichtung (24 ) verbundenen Rechnereinheit (134 ), die einen Datenspeicher (135 ) hat, in dem ein Parameterkennfeld (136 ) für das anwendungsspezifische Einstellen des Fluiddrucks P und/oder der Amplitude AP und/oder der Frequenz v der mit der Druckwellenerzeugungseinrichtung (24 ) erzeugbaren Fluid-Druckwellen (32 ) und/oder einer Düsen-Rotationsgeschwindigkeit in Abhängigkeit eines zu bearbeitenden Materials, insbesondere Substrats und/oder in Abhängigkeit einer Werkstück-Geometrie und/oder einer Werkstück-Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere einer Werkstück-Oberflächenrauhigkeit, und/oder einer Art einer Werkstück-Verschmutzung und/oder eines Bearbeitungsabstands eines zu bearbeitenden Werkstücks von dem wenigstens einen Düsenmund (120 ) abgespeichert ist. - Anlage (
10 ) mit einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildeten Vorrichtung (20 ) für das Erzeugen eines Fluidstrahls (16 ,18 ) aus mit Druck beaufschlagtem Fluid, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 24 bis 26, gekennzeichnet durch einen Manipulator (211 ) für das Bewegen eines Werkstücks (215 ) relativ zu der Vorrichtung (220 ) oder für das Bewegen der Vorrichtung relativ zu einem Werkstück. - Verwendung einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildeten Vorrichtung oder einer gemäß einem der Ansprüche 24 bis 26 ausgebildeten Anlage für das Aktivieren einer Werkstückoberfläche (
212 ), damit diese mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen oder Lichtbogendrahtspritzen beschichtet werden kann und/oder für das Bearbeiten einer mittels Flammspritzen oder Plasmaspritzen oder Lichtbogendrahtspritzen erzeugten Werkstückoberfläche und/oder für das Entgraten eines Werkstücks und/oder für das Entfernen von Schmutz von einen Werkstück und/oder für das Abtragen von Schichten an einem Werkstück. - Verwendung einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildeten Vorrichtung oder einer gemäß einem der Ansprüche 24 bis 26 ausgebildeten Anlage für das Beaufschlagen einer Werkstückoberfläche mit Fluid in Form von Waschlauge und/oder Wasser und/oder Emulsion, insbesondere Wasser-Öl-emulsion und/oder Öl.
- Verwendung einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildeten Vorrichtung oder einer gemäß einem der Ansprüche 24 bis 26 ausgebildeten Anlage für das Verdichten einer Werkstückoberfläche durch das Beaufschlagen der Werkstückoberfläche mit Fluid, insbesondere mit Wasser.
- Verwendung einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildeten Vorrichtung für das Bearbeiten der Wandung (
212 ) einer Bohrung (214 ) in einem Werkstück (215 ), wobei die Wandung (212 ) der Bohrung mit einem pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahl aus einer Düse beaufschlagt wird, der unter einem Winkel β im Bereich 0° ≤ β ≤ 60°, vorzugsweise einem Winkel β ≈ 45° zu der örtlichen Flächennormalen der Wandung geneigt ist, wobei die Düse relativ zu dem Werkstück um die Achse (229 ) der Bohrung (214 ) rotatorisch bewegt und in der Richtung der Achse (229 ) der Bohrung translatorisch verlagert wird. - Gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23 ausgebildete Vorrichtung, die für das Veredeln eines Abschnitts eines Werkstücks ausgelegt ist, wobei auf den Abschnitt des Werkstücks eine Oberflächenbeschichtung aufgebracht wird und wobei in einem zweiten Schritt die Beschichtung mittels eines pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls bearbeitet wird, wobei der Abschnitt des Werkstücks vor dem Aufbringen der Oberflächenbeschichtung mittels eines pulsierenden Hochdruck-Fluidstrahls aktiviert wird.
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