EP1123176A1 - Verfahren zur erosiven vergrösserung von übergangsradien miteinander verbundener flüssigkristallkanäle, insbesondere zum runden scharfkantiger bohrungsverschneidungen in einspritzlagen von brennkraftmachinen - Google Patents
Verfahren zur erosiven vergrösserung von übergangsradien miteinander verbundener flüssigkristallkanäle, insbesondere zum runden scharfkantiger bohrungsverschneidungen in einspritzlagen von brennkraftmachinenInfo
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- EP1123176A1 EP1123176A1 EP00967517A EP00967517A EP1123176A1 EP 1123176 A1 EP1123176 A1 EP 1123176A1 EP 00967517 A EP00967517 A EP 00967517A EP 00967517 A EP00967517 A EP 00967517A EP 1123176 A1 EP1123176 A1 EP 1123176A1
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- EP
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B31/00—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor
- B24B31/10—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work
- B24B31/116—Machines or devices designed for polishing or abrading surfaces on work by means of tumbling apparatus or other apparatus in which the work and/or the abrasive material is loose; Accessories therefor involving other means for tumbling of work using plastically deformable grinding compound, moved relatively to the workpiece under the influence of pressure
Definitions
- Flusstechnikskanale especially for rounding sharp-edged bore intersections in injection systems of internal combustion engines
- the invention relates to a method according to the preamble of the claim
- the method according to the invention is characterized by the following advantageous features
- 1 a holding body (partially shown) of an injection system for diesel engines, in vertical section,
- FIG. 2 The detail "A”, shown enlarged compared to Fig 1, in the still unround condition of the bore intersection, and
- the holding body contains several bores, of which, however, only two bores which are connected to one another and numbered 11 and 12 are relevant in connection with the present invention 11, 12 different diameters or cross sections and are arranged inclined at an obtuse angle to each other.
- the bore 11 of larger diameter has a conical taper 13, which results in a stepped
- the sharp-edged bore transition 14 (FIG. 2) must be rounded (see FIG Fig. 3, reference numeral 15)
- the rounding 15 is brought about by lowering a liquid mixed with abrasive grains through the bores 11, 12, preferably in the direction of the arrows 16, 17 (FIG. 1)
- Viscosity preferably a mineral oil
- the liquid pressure should be at least 60 bar.
- the direction of flow (arrows 16, 17) of the liquid mixed with abrasive grains therefore preferably runs from hole 11 with a larger cross-section to hole 12 with a smaller cross-section due to the high pressure of the
- Liquid (at least 60 bar) results in a correspondingly high liquid velocity when flowing through the bores 11, 12
- the sharp-edged material (14, FIG. 2) is removed at the transition between the two bores 11, 12 by the abrasive material contained in the liquid until an evenly rounded transition (15, FIG. 3) In this way, 15 transition radii of 1 mm and more can be achieved
- the required mixing of the low-viscosity carrier material (liquid, preferably 01) with the abrasive grains can be easily maintained in terms of flow mechanics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Es wird ein Verfahren zur erosiven Vergrösserung von Übergangsradien miteinander verbundener Flüssigkeitskanäle (11, 12) vorgeschlagen, bei dem ein ungebundene Schleifkörner enthaltendes fliessfähiges Trägermaterial durch die Übergangsstelle (13, 14, 15) der Flüssigkeitskanäle (11, 12) gedrückt wird. Als Trägermaterial wird eine niedrigviskose Flüssigkeit verwendet, die mit Schleifkörnern vermischt ist. Die Flüssigkeit wird mit hoher Geschwindigkeit und unter hohem Durck durch die miteinander verbundenen Flüssigkeitskanäle (11, 12) gepumpt, derart, dass die Durchmischung Flüssigkeit/Schleifkörner strömungsmechanisch aufrechterhalten wird.
Description
Verfahren zur erosiven Vergrößerung von Ubergangsradien miteinander verbundener
Flussigkeitskanale. insbesondere zum Runden scharfkantiger Bohrungsverschneidungen in Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1
Scharfkantige Verschneidungen von Flussigkeitsbohrungen stellen vornehmlich dann ein großes Festigkeitsproblem dar, wenn das geforderte Stromungsmedium unter extrem hohem Druck steht So fallen in Einspritzanlagen von Dieselmotoren bereits Einspritzdrucke bis 1 800 bar an Die Tendenz ist weiter steigend Bei derartig hohen Flussig- keitsdrucken bilden die Bohrungsverschneidungen Schwachstellen, weil dort durch die Kerbwirkung von scharfkantigen Übergängen entsprechend hohe Spannungen auf- treten, die nicht selten zum vorzeitigen Bruch des betreffenden Bauteils fuhren
Unter der Bezeichnung "AFM- Verfahren" (AFM = Abrasive Flow Machining) ist es bekannt, scharfkantige Bohrungsverschneidungen erosiv zu runden Bei diesem bekannten Verfahren wird ein hochviskoses Tragermaterial (auf Silikonbasis) mit ungebundenen Schleifkornern durch die zu verrundende Bohrungsverschneidung gedruckt Das Tragermedium hat die Eigenschaft, sich bei Druck (an den engsten Stellen der Bohrungsverschneidung) zu verdichten und somit dem ungebundenen Schleifkorn eine Kraftkomponente in Richtung Bohrungsaußenwand zu verleihen An den engsten Stellen (Bohrungsubergangen) wird das scharfkantige Material abgetragen und der Bohrungsubergang somit verrundet
Eine Vorrichtung zur Durchfuhrung dieses erosiven Glättungsverfahrens, auch unter der Bezeichnung "Fließschleifen" oder "Strömungsschleifen" bekannt, zeigt die EP 0 345 335 B 1.
Bei Anwendung des bekannten Verfahrens haben sich jedoch noch erhebliche Nachteile gezeigt, die insbesondere bei der Serienfertigung von Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen stark ins Gewicht fallen. So entstehen zum einen hohe Werkzeugkosten (Mediumskosten in der Größenordnung von 1,00 DM/Werkstück) und lange Prozeßzeiten (zwischen 18 und 60 Minuten für 20 Werkstücke). Ferner fallen hohe Abschreibungs- und Reparaturkosten an. Die angestrebte Radiusbildung an den
Bohrungsübergängen ist trotz langer Prozeßzeiten gleichwohl nur schwach ausgeprägt. Schließlich besteht auch noch ein hohes Qualitätsrisiko, weil die Anwendung des bekannten Verfahrens zur Zeit noch nicht beherrschbar ist. Zur Absicherung der Qualität wäre eine Kontrolle des Mengenflusses notwendig. Diese ist jedoch auf Grund der hohen Abrasivität des Schleifmediums nicht möglich.
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren nach dem OberbegrifFdes Patentanspruchs 1 so zu verbessern, daß es - unter kontrollierbarer Qualtitätsabsicherung und Ver- meidung hoher Werkzeugkosten und Prozeßzeiten - auch in der Serienfertigung profitabel eingesetzt werden kann.
Vorteile der Erfindung
Durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 entnehmbare und durch die Merkmale der Patentansprüche 2 - 5 vorteilhaft ausgestaltete erfindungsgemäße Lösung ist ein Verfahren zur erosiven Vergrößerung von Übergangsradien miteinander verbundener Flüssigkeitskanäle realisiert worden, mit dem es möglich ist, innerhalb kurzer Bearbeitungszeit (ca. 60 sec./Werkstück) alle notwendigen und nachstehend angegebenen Kriterien, die eine hochdruckfeste Bohrung und
Bohrungsverschneidung charakterisieren, zu erfüllen bzw. zu verbessern:
- großer Radius an der Bohrungsverschneidung (größer als bei anderen Verfahren und ohne unerwünschte Bildung von Druckkammern) - Entfernung von Graten
- Korrektur der Verschneidung
- Verbesserung der Oberflachentopografie im gesamten Bereich der den kleineren Querschnitt aufweisenden Bohrung
Gegenüber dem oben geschilderten AFM- Verfahren (sowie auch gegenüber anderen bekannten Verfahren zum Runden scharfkantiger Bohrungsubergange, wie zum Beispiel dem ECM- Verfahren) zeichnet sich das erfindungsgemaße Verfahren also durch folgende vorteilhafte Merkmale aus
- Optimales Prozeßergebnis (s o ) - Beherrschbarer Prozeß (alle Prozeßparameter kontrollierbar)
- Geringe Werkzeugkosten
- Geringe Abschreibungs- und Reparaturkosten
- Geringe Prozeßzeiten
Zeichnungen
Zur Veranschaulichung und zur näheren Erläuterung der Arbeits- und Wirkungsweise des erfindungsgemaßen Verfahrens dient ein Ausführungsbeispiel, das aus der Zeichung ersichtlich und im folgenden beschrieben ist Es zeigt
Fig 1 Einen Haltekorper (teilweise dargestellt) einer Einspritz- anla -*oge^ für Dieselmotoren, im Vertikalschnitt,
Fig 2 Die Einzelheit "A", gegenüber Fig 1 vergrößert dargestellt, in noch ungerundetem Zustand der Bohrungsverschneidung, und
Fig 3 Die Einzelheit "A", in Darstellung entsprechend Fig 2, jedoch in gerundetem Zustand der Bohrungsverschneidung
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Es bezeichnet 10 einen (teilweise dargestellten) Haltekorper einer Einspritzanlage für Dieselmotoren Der Haltekorper enthalt mehrere Bohrungen, von denen jedoch im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nur zwei miteinander verbundene und mit 11 und 12 bezifferte Bohrungen relevant sind Wie insbesondere Fig 1 zeigt, haben die Bohrungen 11, 12 unterschiedlich große Durchmesser bzw Querschnitte und sind unter einem stumpfen Winkel zueinander geneigt angeordnet Im Ubergangsbereich der beiden Bohrungen 11, 12 weist die Bohrung 11 größeren Durchmessers eine konische Verjüngung 13 auf, wodurch ein stufenförmiger
Übergang von der Bohrung 11 größeren Durchmessers in die kleinerkalibrige Bohrung 12 vermieden wird
Dennoch ergibt sich, wie insbesondere Fig 2 erkennen laßt, bei der Vorbear- beitung, d h beim Einbringen der Bohrungen 11, 12 in das Halteteil 10, an der
Verschneidung der beiden Bohrungen 11, 12 ein scharfkantiger Übergang, der in Fig. 2 mit 14 beziffert ist
Um Beschädigungen beim (spateren) Betrieb des Halteteils 10, die durch extrem hohe Drucke (1 800 bar und darüber) des die Bohrungen 11, 12 durchströmenden Kraftstoffes auftreten konnten, zu vermeiden, muß der scharfkantige Bohrungsubergang 14 (Fig 2) gerundet werden (s Fig 3, Bezugszeichen 15) Die Rundung 15 wird vorliegend dadurch bewirkt, daß durch die Bohrungen 11, 12, vorzugsweise in Pfeilrichtungen 16, 17 (Fig 1), eine mit Schleifkornern vermischte Flüssigkeit niedriger
Viskosität, vorzugsweise ein Mineralöl, gepumpt wird Der Flussigkeits- druck sollte hierbei mind 60 bar betragen Vorzugsweise verlauft also die Forderrichtung (Pfeile 16, 17) der mit Schleifkornern versetzen Flüssigkeit von der Bohrung 11 größeren Querschnitts zur Bohrung 12 kleineren Querschnitts Aufgrund des hohen Forderdruckes der
Flüssigkeit (mind 60 bar) ergibt sich eine entsprechend hohe Flussig- keitsgeschwindigkeit beim Durchströmen der Bohrungen 11, 12
Infolge des hohen Druckes und der hohen Geschwindigkeit der Flüssigkeit wird das scharfkantige Material (14, Fig 2) am Übergang der beiden Bohrungen 11, 12 durch die in der Flüssigkeit enthaltenen Schleifkomer abgetragen, bis sich schließlich ein gleichmaßig gerundeter Übergang (15, Fig 3) ergibt Es können hierdurch bei 15 Ubergangsradien von 1 mm und mehr erreicht werden
Die erforderliche Durchmischung des niedrigviskosen Tragermaterials (Flüssigkeit, vorzugsweise 01) mit den Schleifkornern laßt sich in einfacher Weise rein stromungsmechanisch aufrechthalten
Claims
Ansprüche
1 Verfahren zur erosiven Vergrößerung von Ubergangsradien mit einander verbundener Flussigkeitskanale (11, 12), insbesondere zum Runden scharfkantiger Bohrungsverschneidungen (14) in Einspritzanlagen (10) von Brennkraftmaschinen, vornehmlich Dieselmotoren, wobei ein ungebundenes, Schleifkomer enthaltendes fließfahiges Tragermaterial durch die Übergangsstelle (13,14) der Flussigkeits- kanale (11, 12) gedruckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Tragermaterial eine niedrigviskose Flüssigkeit verwendet wird, die mit Schleifkornern vermischt ist, und daß die mit Schleifkornern versetzte Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit und unter hohem Druck durch die miteinander verbundenen Flussigkeitskanale (11, 12) gepumpt wird, derart, daß die Durchmischung Flussigkeit/Schleifkomer stromungsmechanisch aufrechterhalten wird
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als niedrigviskoses Tragermaterial ein mineralisches Ol verwendet wird
3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit
Schleifkornern vermischte niedrigviskose Tragermaterial unter einem Druck von mindestens 60 bar durch die Verbindungsstelle (13, 14, 15) der Flussigkeitskanale (11, 12) gepumpt wird
4 Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei Flussigkeitskanale verschieden großer Querschnitte miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromungsrichtung (16, 17) der mit Schleifkornern vermischten Flüssigkeit von dem Flussigkeitskanal (11) größeren Querschnitts über die Verbindungsstelle (13, 14, 15) zu dem Flussigkeitskanal (12) kleineren Querschnitts verlauft (Fig 1)
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Forderung des mit Schleifkornern vermischten medrogviskosen Tragermaterials durch die Verbindungsstelle (13, 14, 15) der Flussigkeitskanale (11, 12) mit einer Membranpumpe vorgenommen wird.
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