DE3616467A1 - Verfahren und vorrichtung zum entgraten von werkstuecken - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum entgraten von werkstueckenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Entgraten von Werkstücken, wobei die Werkstücke einem
Luftstrom, dem ein Granulat beigemischt ist, ausgesetzt
sind. Derartige Entgratungsverfahren sind bekannt und
werden in der Praxis angewandt. Es hat sich jedoch herausgestellt,
daß diese Verfahren Nachteile haben. Diese
bestehen insbesondere darin, daß kompliziert geformte
Teile mit innenliegenden Kanälen, Sackbohrungen und
dergl. nur unzureichend behandelt werden können. Auch
können sich bei diesem Verfahren leicht Restspäne und
Schmutzteilchen sowie Teile des Granulats am Werkstück
festsetzen und dadurch dessen Funktion beeinträchtigen.
Ähnliche Nachteile ergeben sich bei dem gleichfalls bekannten
thermischen Entgraten. Bei diesem Verfahren ist
außerdem eine aufwendige Vor- und Nachbehandlung erforderlich.
Auch ist das thermische Entgraten für verschiedene
Werkstoffe und insbesondere auch für gehärtete Teile
ungeeignet.
Weitere bekannte Entgratungsverfahren, wie chemisches
Entgraten, elektrochemisches Entgraten, weisen ähnliche
Nachteile auf. Das chemische Entgraten ist ungeeignet für
feinbearbeitete Teile und das elektrochemische Entgraten
eignet sich nicht für verdeckte Gratstellen und ist
außerdem nur bei bestimmten Werkstoffen einsetzbar. Mechanisches
Entgraten bzw. Entgraten von Hand ist sehr
zeitraubend, außerdem teuer und ungenau. Bei Anwendung
dieser Entgratungsverfahren ist auch eine 100%ige Kontrolle
der Teile erforderlich, da nicht immer alle Grate
erfaßt werden und beim Entgraten durch die Werkzeuge neue
Gratstellen entstehen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken der
eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es
für Teile mit höchsten Reinheitsanforderungen und minimalen
Restverschmutzungen geeignet ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die
Werkstücke nach dem Luft/Granulatbestrahlen in einem weiteren
Verfahrensschritt mittels einer unter hohem Druck
stehenden Flüssigkeit, die insbesondere zumindest teilweise
aus Wasser besteht, gestrahlt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Verfahren zum
Entgraten von Werkstücken geschaffen, das sich allgemein
für alle Teile, die einen höchsten Reinheitsgrad und minimale
Restverschmutzung verlangen, eignet. Besonders
vorteilhaft läßt sich das Verfahren auch für Teile mit
verschiedener Gratgröße sowie für komplizierte Teile mit
innenliegenden Kanälen und Sackbohrungen einsetzen. Restspäne
und Verschmutzungen, die sich insbesondere in Sackbohrungen
leicht verkeilen, werden mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren sicher beseitigt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, daß die Werkstücke nach dem Hochdruck-Strahlen hochdruck-gespült
werden. Dadurch wird die Wirksamkeit des
erfindungsgemäßen Verfahrens noch weiter verbessert, so
daß auch Teile mit allerhöchsten Reinheitsanforderungen
behandelt werden können.
Es hat sich als besonders zweckmäßig herausgestellt, wenn
das Verfahren mit mehreren Hochdruck- bzw. Spül-Strahlen
gleichzeitig an verschiedenen Stellen erfolgt. Dadurch
wird die Bearbeitungszeit verringert. Mit Vorteil wird
hierbei das Hochdruck-Strahlen pulsierend bzw. intermittierend
ausgeführt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken
ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Einrichtung
vorgesehen ist, die einen Werkstückhalter aufweist
und die zumindest eine, insbesondere jedoch mehrere
Ejektoren aufweist, über die ein Granulat enthaltender
Luftstrom zuführbar ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung sehen vor,
daß die Ejektoren Mischeinrichtungen aufweisen, um das
Granulat dem Luftstrom beizumischen. Ferner weisen die
Ejektoren zweckmäßige Düsen unterschiedlicher geometrischer
Gestalt, insbesondere Flachstrahldüsen, Kegelstrahldüsen
und Rückstrahldüsen auf. Dadurch können unterschiedliche
Gratstellen zielgerichtet bearbeitet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung eine Hochdruck-
Strahl- bzw. Spül-Einrichtung aufweist, mit einem
Werkzeughalter und einer Hochdruckflüssigkeitszufuhr.
Zweckmäßig weist hierbei der Werkstückhalter der Hochdruck-
Strahleinrichtung zumindest einen Dorn auf, um das
Werkstück aufzunehmen. Als besonders vorteilhaft hat es
sich erwiesen, wenn der Dorn einen Zufuhrkanal für die
Hochdruck- bzw. Spül-Flüssigkeit aufweist. Dadurch kann
über den Dorn und den darin angeordneten Zufuhrkanal, der
ggf. mehrere Zweigkanäle aufweisen kann, Hochdruck- bzw.
Spül-Flüssigkeit zugeführt werden. Zweckmäßig ist auch
ein Abführkanal für die Flüssigkeit im Dorn untergebracht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist die Hochdruck-Strahl-Einrichtung Abdeckelemente
für am Werkstück vorgesehene Öffnungen auf. Mit
diesen Abdeckelementen können die Öffnungen teilweise
oder ganz abgedeckt werden, so daß der Hochdruck- bzw.
Spülstrom im Werkstück entsprechend geführt werden kann.
In sehr zweckmäßiger Weise ist die Hochdruck-Strahl-Einrichtung
mit einer Ventile aufweisenden Steuereinrichtung
versehen. Die Ventile können von einer elektronischen
Steuereinheit angesteuert werden, um die Hochdruck-Spül-Strahlen
entsprechend zu beeinflussen.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin,
daß die behandelten Teile zuverlässig von Granulatresten
befreit werden. Restgrate, Mikrograte, Oxydschichten,
Graphitschichten, Siliciumschichten und dergl. werden
100%ig beseitigt. Verdeckte und unerreichbare Gratstellen
werden zuverlässig abgetragen. Feinbearbeitete Flächen,
die jedoch nicht gehärtet sind, können von Schleifgraten
und Mikrograten befreit werden. Mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren ist es möglich, an einem Werkstück verschiedene
Abtraggüten zu erzielen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen
sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden
beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Einrichtung mit
mehreren Luft/Granulat-Ejektoren und einem zu behandelnden
Werkstück;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Hochdruck-Strahl-
und Spüleinrichtung mit einem zu behandelnden
Werkstück; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung
für die Hochdruck-Strahl- und Spüleinrichtung.
Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein Werkstück
2 zeigt, das mit mehreren Hohlräumen bzw. Bohrungen
versehen ist, die in unterschiedlichen Richtungen zueinander
verlaufen. Die Mündungen der Bohrungen im Werkstück
sind mit 4, 6, 8, 10, 12 und 14 bezeichnet. Jeder dieser Bohrungsmündungen
ist ein Ejektor 16, 18, 20, 22, 24 und 26 zugeordnet.
Die Ejektoren sind im wesentlichen gleichartig
aufgebaut und unterscheiden sich nur dadurch, daß unterschiedliche
Düsen verwendet sind. Es ist daher im folgenden
nur der Aufbau des Ejektors 24 näher beschrieben. Der
Ejektor 24 weist einen Halter 28 auf, der einen Mischraum
30 bildet, in den ein erstes Rohr 32 mündet, über das
Druckluft zugeführt werden kann. Im spitzen Winkel dazu
mündet ein zweites Rohr 34 in den Mischraum 30, über das
Granulat zugeführt wird, wobei dieses beispielsweise
Glas, Nußschalen, Kugelgraphit usw. enthalten kann. In
den vorderen Teil des Halters 28 ist eine Düse 36 eingesetzt,
die hier als Rundstrahldüse ausgeführt ist. Der
Ejektor 16 weist eine Kegelstrahldüse 38 auf, wohingegen
die Düse 40 des Ejektors 20 eine zylindrische Mündung
aufweist. Die Form der Düse richtet sich hierbei nach der
zu behandelnden Gratstelle.
Mit der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung wird das
Werkstück 2 in einem Granulat enthaltenden trockenen
Luftstrom behandelt. Die Ejektoren 16, 18, 20, 22, 24 und 26
sind hierbei genau auf die zu behandelnden Gratstellen
ausgerichtet, so daß eine gezielte Bearbeitung gewährleistet
ist. Da mit der Einrichtung unterschiedliche Werkstücke
behandelt werden sollen, ist eine (in Fig. 3 dargestellte)
Steuereinrichtung vorgesehen, mit der die einzelnen
Ejektoren getrennt ansteuerbar sind, so daß sowohl
der Luftdruck als auch die Strahlzeit, falls erforderlich,
unterschiedlich gesteuert werden können. Auf relativ
engem Raum können hierbei mehrere Ejektoren bzw.
Düsen angeordnet sein, ohne daß sie sich gegenseitig stören.
Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß die Anordnung
der Düsen so vorgenommen ist, daß keine im Schatten
einer anderen Düse liegt.
Es wird sodann auf Fig. 2 Bezug genommen, die das mit der
Einrichtung gemäß Fig. 1 vorbehandelte Werkstück 2 zeigt,
welches in einer Hochdruck-Strahl-Einrichtung 42 angeordnet
und gehalten ist. Die Hochdruck-Strahl-Einrichtung 42
weist zwei parallel nebeneinander angeordnete Dorne 44, 46
auf, deren vordere Abschnitte in Hohlräume des Werkstückes
2 eingeführt sind und dieses halten. Entsprechend
der Geometrie des jeweils zu bearbeitenden Werkstückes
können ggf. auch mehr als zwei Dorne oder nur ein Dorn
verwendet werden. Der Dorn 44 ist länger ausgeführt als
der Dorn 46 und durchragt das Werkstück 2 vollständig.
Jeder der Dorne 44, 46 weist einen Halteabschnitt 48 bzw.
50 auf und einen Trägerabschnitt 52 bzw. 54. Die Halteabschnitte
48, 50 sind im Durchmesser größer ausgeführt als
die Trägerabschnitte 52, 54, so daß am Übergang vom Halteabschnitt
zum Trägerabschnitt jeweils eine Ringfläche 56
bzw. 58 gebildet ist, die beim Einführen des Trägerabschnittes
52, 54 in die entsprechenden Bohrungen des Werkstückes
den die Bohrungen begrenzenden Stirnflächen des
Werkstückes gegenüberliegend angeordnet wird bzw. an diesen
zur Anlage kommt. Jeder der Dorne 44, 46 weist einen
Druckmittelanschluß 60, 62 auf, der im Halteabschnitt
48, 50 radial angeordnet ist und in den jeweils ein Druckmittelhauptkanal
64, 66 mündet. Die Druckmittelhauptkanäle
64, 66 weisen jeweils einen radial verlaufenden Abschnitt
68, 70 auf sowie einen davon abzweigenden, sich axial erstreckenden
Abschnitt 72, 74. Die axial verlaufenden Abschnitte
72, 74 sind bezüglich der Mittelachse außermittig
angeordnet. Ausgehend sowohl von den radial verlaufenden
Abschnitten 68, 70 als auch den axial verlaufenden Abschnitten
72, 74 erstrecken sich mehrere Kanalabschnitte,
an die jeweils Düsen 76, 78, 80, 82, 84 und 86 angeschlossen
sind. Die Düsen sind in den Dornen 44, 46 so angeordnet,
daß sie bei in das Werkstück eingeführtem Dorn so nahe
wie möglich an der zu bearbeitenden Stelle angeordnet
sind. Die Düsen sind zweckmäßig an den entsprechenden
Stellen der Dorne eingeschraubt und können sich, je nach
Lage der zu bearbeitenden Stelle, radial, axial oder
schräg verlaufend erstrecken. Das vordere Ende des Dornes
44 weist eine Führungsspitze 88 auf, die aus dem Gehäuse
2 hervorsteht. Gegenüber der Gehäuseöffnung, aus der die
Führungsspitze 88 vorsteht, und weiteren Gehäuseöffnungen
bzw. Bohrungen, die radial verlaufend angeordnet sind,
sind mit geringem Abstand von etwa einem Millimeter Gegenstücke
90, 92 angeordnet. Das Gegenstück 90 weist hierbei
eine Ausnehmung 94 auf, in der die Führungsspitze 88
des Dornes 44 angeordnet ist. Entsprechend der Gehäusegeometrie
sind die Trägerabschnitte 52, 54 der Dorne gestuft
ausgeführt. In zweckmäßiger Weise wird das Werkstück
geometrisch in zwei oder mehrere Kammern geteilt.
In jeweils einer Kammer ist ein Dorn vorgesehen.
In den Halteabschnitten 48, 50 sind auch Anschlüsse 96, 98
untergebracht, in die Sammelleitungen 100 bzw. 102 münden.
Die Sammelleitungen 100, 102 weisen radial verlaufende
Abschnitte und axial verlaufende Abschnitte auf, wobei
die axial verlaufenden Abschnitte 104, 106 Mündungen bilden,
die zumindest teilweise innerhalb des Querschnittes
der Öffnungen des Gehäuses 2 liegen, durch die die Dorne
in das Gehäuse eingeführt sind, so daß das Druckmittel
über die Sammelleitungen 100, 102 abgeführt werden kann.
Es wird sodann auf Fig. 3 Bezug genommen, die ein Prinzipbild
der Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken
zeigt. Das Werkstück 2 ist auf den Dornen 44, 46 gehalten.
Die Düsen 76, 78, 80, 82, 84 und 86 sind unabhängig von ihrer
tatsächlichen Lage nur schematisch angedeutet. Entsprechendes
gilt für die Sammelleitungen 100 bzw. 102. Ausgehend
von einem Behälter 108, der etwa drei Kubikmeter
Flüssigkeit (Wasser/Emulsion) aufnehmen kann, führt eine
Leitung über ein Rückschlagventil 110 und ein Filter
(30 µ) 112 zu einer von einem Motor angetriebenen Pumpe
114 (220 bar, 32 L/min). Ausgehend von der Pumpe führen
zwei Leitungen 116, 118 zu den Druckmittelanschlüssen
60, 62. In die Leitungen 116, 118 ist jeweils ein 2/2-Wegeventil
120, 122 geschaltet, die zweckmäßig elektromagnetisch
betätigbar sind. Von den Anschlüssen 96, 98 führen
Leitungen 124, 126 über Filter (70 µ) 128, 130 sowie
Drosseln 132, 134 und 2/2-Wegventile 136, 138 zu einer
Sammelleitung 140, die vor dem Filter 112 in die zur Pumpe
führende Leitung mündet. Ein weiterer Behälter 142
faßt etwa 500 l Flüssigkeit. Von diesem Behälter führt
eine Leitung 144 zum Behälter 108. In die Leitung 144 ist
ein Filter (100 µ) 144 sowie eine motorgetriebene Pumpe
146 (117 bar, 170 L/min) geschaltet.
Im folgenden ist die Arbeitsweise der Entgratungsvorrichtung,
wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, beschrieben.
Nachdem das Werkstück 2 von den Dornen 44, 46 aufgenommen
ist, und die Gegenstücke 90, 92 in ihre Position gebracht
sind, in der sie die Ausgänge nicht vollständig abdichten,
wird die Pumpe 114 eingeschaltet. Die Ventile
120, 122 öffnen und schließen wechselseitig etwa fünf bis
30 Sekunden lang. Das Werkstück wird dann durch weiteres
Anlegen der Gegenstücke 90, 92 noch stärker abgedichtet.
Danach öffnen alle Ventile 120, 122, 136, 138 etwa fünf Sekunden
lang. Es folgt dann eine weitere Behandlungsstufe,
in der die Ventile 120 und 138 geöffnet und die Ventile
122, 136 geschlossen sind. Dieser Vorgang dauert etwa fünf
Sekunden. Daran schließt sich ein entsprechender Vorgang
an, in dem die Ventile 122, 136 fünf Sekunden lang offen
sind, während die Ventile 120, 138 geschlossen sind. Dieser
Wechselvorgang, der ein Strahlen über die Ventile
120, 122 und ein Umlaufspülen bei offenen Ventilen 136, 138
beinhaltet, kann sich mehrere Male wiederholen.
- Bezugszeichenliste
2 Werkstück
4 Bohrungsmündung
6 Bohrungsmündung
8 Bohrungsmündung
10 Bohrungsmündung
12 Bohrungsmündung
14 Bohrungsmündung
16 Ejektor
18 Ejektor
20 Ejektor
22 Ejektor
24 Ejektor
26 Ejektor
28 Halter
30 Mischraum
32 Rohr
34 Rohr
36 Düse
38 Düse
40 Düse
42 Hochdruck-Strahleinrichtung
44 Dorn
46 Dorn
48 Halteabschnitt
50 Halteabschnitt
52 Trägerabschnitt
54 Trägerabschnitt
56 Ringfläche
58 Ringfläche
60 Druckmittelanschluß
62 Druckmittelanschluß
64 Druckmittelhauptkanal
66 Druckmittelhauptkanal
68 Abschnitt
70 Abschnitt
72 Abschnitt
74 Abschnitt
76 Düse
78 Düse
80 Düse
82 Düse
84 Düse
86 Düse
88 Führungsspitze
90 Gegenstück
92 Gegenstück
94 Ausnehmung
96 Anschluß
98 Anschluß
100 Sammelleitung
102 Sammelleitung
104 Abschnitt
106 Abschnitt
108 Behälter
110 Rückschlagventil
112 Filter
114 Pumpe
116 Leitung
118 Leitung
120 2/2-Wegventil
122 2/2-Wegventil
124 Leitung
126 Leitung
128 Filter
130 Filter
132 Drossel
134 Drossel
136 2/2-Wegventil
138 2/2-Wegventil
140 2/2-Wegventil
142 Behälter
144 Filter
146 Pumpe
Claims (15)
1. Verfahren zum Entgraten von Werkstücken, wobei die
Werkstücke einem Luftstrom, dem ein Granulat beigemischt
ist, ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstücke nach dem
Strahlvorgang mittels Luft und Granulat in einem weiteren
Verfahrensschritt mittels einer unter hohem
Druck stehenden Flüssigkeit, die insbesondere zumindest
teilweise aus Wasser besteht, gestrahlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Hochdruck-Strahlen
ein Hochdruck-Spülvorgang erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruck-Strahlen
bzw. Hochdruck-Spülen mittels mehrerer
Strahlen bzw. Spülströme gleichzeitig erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruck-Strahlen
bzw. -Spülen pulsierend bzw. intermittierend
erfolgt.
5. Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken, wobei die
Werkstücke einem Luftstrom, dem Granulat beigemischt
ist, ausgesetzt werden, insbesondere nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Einrichtung mit einem
Werkstückhalter vorgesehen ist, die zumindest einen,
insbesondere jedoch mehrere Ejektoren (16, 18, 20,
22, 24, 26) aufweist, über die ein Granulat enthaltender
Luftstrom zuführbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ejektoren (16, 18, 20, 22, 24,
26) Mischeinrichtungen (30) aufweisen, um das Granulat
dem Luftstrom beizumischen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ejektoren (16, 18,
20, 22, 24, 26) Düsen (36, 38, 40) unterschiedlicher geometrischer
Gestalt, insbesondere Flachstrahldüsen,
Kegelstrahldüsen und Rundstrahldüsen aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
eine zweite Einrichtung mit einem Werkstückhalter
(44, 46) aufweist und eine Hochdruck-Strahl-
bzw. Spül-Einrichtung mit einer Hochdruck-Flüssigkeitszufuhr.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Werkstückhalter der Hochdruck-
Strahl-Einrichtung zumindest einen Dorn (44, 46)
aufweist, um das Werkstück (2) aufzunehmen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn (44, 46) zumindest einen
Zufuhrkanal (64, 66) für eine Hochdruck-Flüssigkeit
aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn (44, 46) zumindest einen
Abfuhrkanal (100) für die Flüssigkeit aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß vom Zufuhrkanal
(64, 66) mehrere Zweigkanäle ausgehen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zufuhrkanal
(64, 66) bzw. die Zweigkanäle mit Düsen (76, 78,
80, 82, 84, 86) versehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hochdruck-
Strahl-Einrichtung zumindest ein Abdeckelement
(Gegenstück 90 bzw. 92) für im Werkstück vorgesehene
Öffnungen aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hochdruck-
Strahl-Einrichtung eine Ventile (120, 122, 136,
138) aufweisende Steuereinrichtung aufweist.
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3616467A1 true DE3616467A1 (de) | 1987-11-19 |
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ID=6300946
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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