DE3507923C2

DE3507923C2 -

Info

Publication number: DE3507923C2
Application number: DE19853507923
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Schlatter; Peter 7320 Goeppingen De Willems
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1985-03-06
Filing date: 1985-03-06
Publication date: 1989-04-13
Also published as: DE3507923A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Düsenstrahlkopf zum Behandeln von Werkstücken an der Innenseite nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie des Anspruches 4.The invention relates to a nozzle jet head for treatment of workpieces on the inside according to the generic term of Claim 1 and claim 4.

Verfahren zum Entgraten durch Hochdruckflüssigkeitstrahlen sind bekannt und zum Beispiel in den Zeitschriften "Aluminium 60 (1984) S. 351-356" sowie "wt-Z ind. Fertig. 73 (1983) S. 487-490" beschrieben. Die dabei verwendeten Ein richtungen sind mit Düsen zum Erzeugen eines vollen Rund- oder Flachstrahles ausgerüstet. Da der Querschnitt solcher Düsen klein sein muß, damit der Energiebedarf bzw. die Leistung der Hochdruckflüssigkeitspumpe innerhalb vertret barer Grenzen bleibt, kann von dem Strahl jeweils nur ein kleiner Teil der Werkstückoberfläche entgratet werden. Für das Entgraten größerer Flächen oder Strecken bedarf es einer Relativbewegung zwischen der Düse und dem Werkstück, was weniger effektiv und bezüglich Konstruktion und Bearbeitungs zeit aufwendig ist.Process for deburring by high pressure liquid jets are known and for example in the magazines "Aluminum 60 (1984) pp. 351-356" and "wt-Z ind. Fertig. 73 (1983) pp. 487-490 ". The Ein used here directions are provided with nozzles for generating a full round or flat jet. Because the cross section of such Nozzles must be small so that the energy requirement or Performance of the high pressure liquid pump is represented within remains boundaries, can only one of the beam small part of the workpiece surface can be deburred. For the deburring of larger areas or sections requires one Relative movement between the nozzle and the workpiece what less effective and in terms of construction and machining is time consuming.

Für ringförmige Entgratungszonen scheidet die Verwendung eines die gesamte Ringfläche erfassenden Vollstrahles wegen dessen meist großem Querschnitt und der damit erforder lichen Pumpleistung meist aus. Auch die zweidimensionale Relativbewegung des Düsenstrahlkopfes kann oft nicht ver wirklicht werden.The use does not apply to annular deburring zones because of a full jet covering the entire ring area its usually large cross section and the required mostly pump power. Even the two-dimensional Relative movement of the jet head can often not ver become real.

Der gattungsgemäße Düsenstrahlkopf gemäß der Zeitschrift "technica" Nr. 19 vom 26. 9. 1979, S. 1486 und 1487, Bild 7 hat einen zylindrischen Düsenkörper, der stirnseitig mit einem Stahlpilz verschlossen ist. Unmittelbar anschließend an diesen Stahlpilz sind die diametral einander gegenüber liegenden Düsenöffnungen vorgesehen. Der Stahlpilz ist mit einem konusförmigen Vorsprung versehen, der bis in den Be reich der Düsenöffnungen ragt und den Strahl aufteilt. Mit diesem Düsenstrahlkopf werden Innenräume oder Rohre innen gestrahlt. Die Strahlen treten wiederum nur als volle Rund strahlen aus. Ein Entgraten von Bohrungskreuzungen ist nicht vorgesehen.The generic jet head according to the magazine "technica" No. 19, September 26, 1979, pp. 1486 and 1487, image 7 has a cylindrical nozzle body with the front is closed by a steel mushroom. Immediately afterwards on this steel mushroom they are diametrically opposed to each other lying nozzle openings provided. The steel mushroom is with provided with a conical projection that extends into the Be protrudes from the nozzle openings and splits the jet. With This nozzle jet head turns interior spaces or pipes inside blasted. The rays in turn only appear as a full round radiate. Deburring of intersections is not intended.

Auch beim Düsenstrahlkopf nach der US-PS 37 69 752 werden nur volle Rundstrahlen erzeugt.Even with the jet head according to US-PS 37 69 752 only full omnidirectional rays generated.

Es ist zwar schon bekannt, Düsenstrahlkörper so auszubilden, daß sie ringförmige Hohlstrahlen erzeugen (DE-PS 6 55 286). In diesem Falle befindet sich im Düsenkörper ein Kernstück, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Düsenkörpers. Dadurch wird ein Ringraum gebildet, durch den der Strahl nach außen strömt. Der Austritt der Düsen öffnung befindet sich an der Stirnseite des Düsenkörpers. Darum kann mit diesem Düsenstrahlkopf die Innenseite eines Werkstückes nicht bearbeitet werden.It is already known to design nozzle jet bodies in such a way that they produce annular hollow jets (DE-PS 6 55 286). In this case there is a core in the nozzle body, whose outside diameter is smaller than the inside diameter of the nozzle body. This creates an annulus through which the beam flows outwards. The outlet of the nozzles The opening is on the front of the nozzle body. That is why the inside of a can be used with this jet head Workpiece are not processed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Düsenstrahlkopf, mit dem die Werkstücke an der Innenseite be handelt werden können, so auszubilden, daß an den beiden dia metral einander gegenüberliegenden Düsenöffnungen mit ein fachen baulichen Mitteln jeweils Ringstrahlen erzeugt werden können.The invention has for its object the generic Nozzle jet head with which the workpieces are on the inside can be acted so that the two dia metrically opposite nozzle openings constructional means, ring beams are generated can.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Düsenstrahlkopf er findungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des An spruches 1 sowie des Anspruches 4 gelöst.This task is performed with the generic jet head according to the invention with the characteristic features of the An award 1 and claim 4 solved.

Beim erfindungsgemäßen Düsenstrahlkopf gemäß Anspruch 1 werden mit Hilfe der Kernstücke an den beiden Düsenöffnungen je weils Ring- bzw. Hohlstrahlen erzeugt. Die beiden Kernstücke lassen sich über den Zapfen in konstruktiv einfacher Weise am Vorsprung befestigen. Es muß lediglich der Zapfen in die Querbohrung des Vorsprunges eingesetzt werden. Dadurch ist auch eine einfache Fertigung des erfindungsgemäßen Düsen strahlkörpers gewährleistet. Die Hochdruckflüssigkeit ge langt zunächst in den Ringraum bzw. die Zuströmkanäle, in denen sich die Flüssigkeit über den Umfang der Kernstücke gleichmäßig verteilen kann. Dadurch ist sichergestellt, daß gleichmäßige Ringstrahlen entstehen, mit denen die Bohrungs kreuzungen einwandfrei entgratet werden können. Der Düsen strahlkörper zeichnet sich durch eine konstruktiv einfache Ausbildung aus, wobei der Zapfen mit den Kernstücken ein ein fach zu fertigender und zu montierender Bauteil ist. Er kann beispielsweise bei Verschleiß ohne Schwierigkeiten ausge tauscht werden.In the inventive jet head according to claim 1 with the help of the core pieces at the two nozzle openings each because generated ring or hollow rays. The two core pieces can be constructively simple via the pin attach to the ledge. It only has to be the pin in the Cross bore of the projection are used. This is also a simple manufacture of the nozzle according to the invention radiator guaranteed. The high pressure fluid first reaches the annular space or the inflow channels, in which the liquid spreads over the circumference of the core pieces can distribute evenly. This ensures that uniform ring beams are created with which the bore crossings can be deburred perfectly. The nozzles radiant body is characterized by a structurally simple Training from, the pin with the core pieces one component to be manufactured and assembled. He can for example, worn out without difficulty be exchanged.

Der erfindungsgemäße Düsenstrahlkopf gemäß Anspruch 4 zeich net sich dadurch aus, daß zur Erzeugung der Ringstrahlen kein Kernstück verwendet wird. Vielmehr wird die Hochdruck flüssigkeit über die Zuströmkanäle tangential in die als Drallkammern ausgebildeten Ringräume eingeleitet. Dadurch erhält die Flüssigkeit einen Drall, so daß sie auch ohne Kernstück in oder nach dem Verlassen der Düse als Hohl strahl austritt. Der Düsenstrahlkopf weist keine Verschleiß teile mehr auf, so daß er sich durch eine lange Gebrauchs dauer auszeichnet.The inventive jet head according to claim 4 net is characterized in that to generate the ring beams no core is used. Rather, the high pressure liquid via the inflow channels tangentially into the as Swirl chambers trained annular spaces initiated. Thereby the liquid gets a swirl, so that it also without The centerpiece in or after leaving the nozzle as a hollow beam emerges. The jet head shows no wear divide more so that it can be used for a long time duration.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen darge stellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by some in the drawings illustrated embodiments explained. It shows

Bild 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Düsen strahlkopf mit zwei Düsenöffnungen im Bereich einer Bohrungskreuzung in einem Werkstück, Figure 1 schematically shows a nozzle according to the invention jet head having two nozzle openings in the region of a bore intersection in a workpiece,

Bild 2 die konstruktive Gestaltung des Düsen strahlkopfes gemäß Bild 1, Figure 2 the structural design of the jet head according to Figure 1,

Bild 3 eine andere Ausbildung eines erfindungs gemäßen Düsenstrahlkopfes, Figure 3 illustrates another embodiment of a modern jet head fiction,,

Bild 4 einen erfindungsgemäßen Düsenstrahlkopf, dessen Düsen als Dralldüsen ausgeführt sind. Figure 4 shows a nozzle jet head according to the invention, the nozzles of which are designed as swirl nozzles.

Der in Bild 1 dargestellte Düsenstrahlkopf 1′ dient zum Ent graten von Bohrungskreuzungen, die durch in eine Hauptbohrung 7 eines Werkstückes 4′ mündende Querbohrungen 5′ gebildet werden. Dazu wird der Düsenstrahlkopf 1′ mittels einer starren, als Zuleitung für die Hochdruckflüssigkeit ausgebildeten Lanze 8 in die Werkstückhauptbohrung 7 eingeführt und durch Verschieben und Drehen der Lanze so positioniert, daß die zu einander diagonal angeordneten Ringdüsen 2′ den Querbohrungen 5′ genau gegenüberliegen.The nozzle jet head 1 shown in Figure 1 ' serves to burr Ent intersections, which are formed by a main bore 7 of a workpiece 4' opening transverse bores 5 ' . For this purpose, the nozzle jet head 1 'is inserted into the workpiece main bore 7 by means of a rigid lance 8 designed as a supply line for the high-pressure liquid and is positioned by moving and rotating the lance so that the ring nozzles 2' arranged diagonally to one another are exactly opposite the transverse bores 5 ' .

Das erstmalige Positionieren des Düsenstrahlkopfes 1′ in der Hauptbohrung 7 kann nach den Maßangaben für die Bohrungen in der Werkstückszeichnung durch Markierungen an der Lanze 8 und am Ende der Hauptbohrung 7 geschehen. Wenn es die baulichen Verhältnis se gestatten, kann das Justieren auch mittels optischer Beobach tung einer der Ringdüsen 2′ durch die zugehörige Querbohrung 5′ erfolgen.The first positioning of the jet head 1 ' in the main bore 7 can be done according to the dimensions for the bores in the workpiece drawing by markings on the lance 8 and at the end of the main bore 7 . If the structural relationship allows se, the adjustment can also be done by means of optical observation one of the ring nozzles 2 ' through the associated transverse bore 5' .

Bei rohrförmigen Werkstücken ist die Einstellung des Düsen strahlkopfes 1′ schließlich auch dadurch möglich, daß die Ringdüse 2′ mit Wasser geringen Druckes beaufschlagt und das Auftreffen des Niederdruck-Hohlstrahles auf die Ober fläche des Werkstückes beobachtet wird.In the case of tubular workpieces, the setting of the nozzle jet head 1 'is finally also possible in that the annular nozzle 2' is pressurized with water at low pressure and the impact of the low-pressure hollow jet on the upper surface of the workpiece is observed.

Der Entgratvorgang kann im Rahmen einer Serienfertigung an einer Vielzahl gleicher Werkstücke durchgeführt werden. Das Positionieren des Düsenstrahlkopfes kann dann automatisch mit Hilfe von Skalen, Anschlageinrichtungen oder von entsprechend programmierten Handhabungsgeräten nach einmaliger Einstellung jederzeit wiederholt werden.The deburring process can be carried out as part of a series production a large number of identical workpieces can be carried out. The The nozzle jet head can then be positioned automatically Using scales, anchor devices or equivalent programmed handling devices after a single setting can be repeated at any time.

Bild 2 zeigt eine Ausführungsform des Düsenstrahlkopfes 1′ zum Entgraten der Bohrungskreuzungen nach Bild 1. Der Düsen strahlkopf 1′ besteht aus einem rohrförmigen Düsenkörper 9 mit Innengewinde zum Aufschrauben auf die Lanze 8. Der Düsenkörper 9 weist zwei einander gegenüberliegende konische Düsenöffnungen 10 auf. An seiner Stirnseite ist ein Ver schlußstück 11 eingeschraubt, das mit einem kegeligen Vor sprung 12 in den hohlen Düsenkörper 9 ragt und mit seiner Stirnseite einen Boden des Düsenkörpers 9 bildet. Der Vor sprung 12 ist im Bereich der Düsenöffnung 10 mit einer Quer bohrung 13 versehen, die einen zylindrischen Zapfen 14 mit konischen Kern stücken 15 aufnimmt, die zusammen mit den Wänden der Düsen öffnungen 10 die Ringdüsen 2′ bilden. Figure 2 shows an embodiment of the nozzle jet head 1 ' for deburring the intersections of holes according to Figure 1. The nozzle jet head 1' consists of a tubular nozzle body 9 with an internal thread for screwing onto the lance 8th The nozzle body 9 has two conical nozzle openings 10 lying opposite one another. On its end face a Ver is screwed 11 , which projects with a conical jump 12 into the hollow nozzle body 9 and forms a bottom of the nozzle body 9 with its end face. Before the jump 12 is provided in the region of the nozzle opening 10 with a transverse bore 13 which receives a cylindrical pin 14 with conical core pieces 15 , which together with the walls of the nozzle openings 10 form the annular nozzles 2 ' .

Bei der Ausführungsform nach Bild 3 bildet der Düsenkörper 9′ mit dem Verschlußstück 11′ und dem Vorsprung 12′ eine Einheit, die nach dem Einarbeiten von Zuströmkanälen 16 und Ringräumen 17 vor den Ringdüsen 2′′ aus den symmetrischen Hälften 9′ a und 9′ b zusammengeschweißt wird. Erst dann werden die Querbohrung 13 und die Bohrungen für das Innengewinde 18 herausgearbeitet. Im übrigen entspricht der Aufbau des Düsenstrahlkopfes dem Ausführungsbeispiel nach Bild 2.In the embodiment according to Figure 3, the nozzle body 9 ' with the closure piece 11' and the projection 12 'forms a unit which, after the incorporation of inflow channels 16 and annular spaces 17 in front of the ring nozzles 2'' from the symmetrical halves 9' a and 9 ' b is welded together. Only then are the transverse bore 13 and the bores for the internal thread 18 worked out. Otherwise, the structure of the jet head corresponds to the embodiment shown in Figure 2.

In Aufbau und Wirkungsweise unterschiedlich zu den bisher erläuterten Düsenstrahlköpfen ist die Ausführungsform nach Bild 4. Der Hohlstrahl wird hierbei nicht mittels einer mit einem massiven Kern versehenen Ringdüse erzeugt, sondern da durch, daß einer kernlosen zylindrischen oder konischen Düse 19 eine koaxiale, im Querschnitt kreisrunde Drallkammer 20 vorgeschaltet ist, der die Hochdruckflüssigkeit über Zuström kanäle 21 tangential zugeführt wird. Durch den so erzeugten Drall der Flüssigkeit bildet sich auch ohne festen Kern in oder nach Verlassen der Düse 19 ein Hohlstrahl aus. Auch bei dieser Ausführungsform besteht der Düsenstrahlkopf aus zwei symmetrischen, in der Längsmittelebene verschweißten Hälften, in welche die Hälften der Drallkammern 20, der Düse 19 und der Zuströmkanäle 21 zum Beispiel durch Funkenerosion bzw. durch Bohren eingearbeitet sind.The embodiment according to Figure 4 is different in structure and mode of operation from the previously explained nozzle jet heads. The hollow jet is not generated here by means of an annular nozzle provided with a solid core, but because a coreless cylindrical or conical nozzle 19 has a coaxial circular cross section Swirl chamber 20 is connected upstream, to which the high-pressure liquid is supplied tangentially via inflow channels 21 . Due to the swirl of the liquid generated in this way, a hollow jet is formed in or after leaving the nozzle 19 even without a solid core. In this embodiment too, the jet head consists of two symmetrical halves welded in the longitudinal center plane, into which the halves of the swirl chambers 20 , the nozzle 19 and the inflow channels 21 are incorporated, for example by spark erosion or by drilling.

Bei den Ausführungsformen nach den Bildern 1 bis 3 beträgt der Kegelwinkel jeder Ringdüse 2′, 2′′ vorzugsweise weniger als etwa 10°. Die axiale Länge des Ringspaltes der Ring düse 2′, 2′′ beträgt ein Mehrfaches der Spaltbreite, die über die Spaltlänge konstant ist oder abnimmt. Vorzugs weise beträgt der Abstand der Ringdüse 2′′ von der zu ent gratenden Werkstückzone weniger als etwa 5 mm.In the embodiments according to Figures 1 to 3, the cone angle of each ring nozzle 2 ', 2''is preferably less than about 10 °. The axial length of the annular gap of the ring nozzle 2 ', 2'' is a multiple of the gap width, which is constant or decreases over the gap length. Preferably, the distance between the ring nozzle 2 '' of the workpiece zone to be de-ent ent less than about 5 mm.

Claims

1. Nozzle jet head for deburring bore intersections, consisting of a hollow, cylindrical nozzle body, which has a bottom with a projection that divides the jet, is laterally provided with two diametrically opposed nozzle openings, and at its rear end with a high-pressure liquid supplying in the bore is connected to the longitudinally displaceable lance, characterized by the features that

a) a corresponding cylindrical or conical core piece ( 15 ) for forming an annular nozzle ( 2 ', 2'' ) is arranged in the cylindrical or conically enlarged nozzle openings ( 10 ),
b) the two core pieces ( 15 ) are connected by a cylindrical pin ( 14 ),
c) the pin ( 14 ) sits in a transverse bore ( 13 ) of the projection ( 12, 12 ' ),
d) around or in the projection ( 12, 12 ' ) an annular space ( 17 ) or inflow channels ( 16 ) are provided.

2. jet head according to claim 1, characterized in that the bottom ( 11 ) with the projection ( 12 ) is screwed into the tubular nozzle body ( 9 ).

3. jet head according to claim 1, characterized in that the bottom ( 11 ' ) and the projection ( 12' ) are made in one piece with the nozzle body ( 9 ' ) divided in its middle plane and that in the parting surfaces of the nozzle body halves ( 9' a , 9 ' b) each of the halves of the projection ( 12' ) and nozzle body ( 9 ' ) formed inflow channels ( 16 ) and of the ring nozzles ( 2', 2 '' ) coaxial annular spaces ( 17 ) are incorporated.

4. Nozzle jet head for deburring bore intersections, consisting of a hollow nozzle body, which is laterally provided with two diametrically opposed nozzle openings, which are separated by an intermediate wall and connected via separate inflow channels at the rear end to a lance that supplies a high-pressure liquid and is longitudinally displaceable in the bore are characterized in that the inflow channels ( 21 ) open tangentially into the annular spaces designed as swirl chambers ( 20 ) in front of the coreless nozzles ( 19 ).