EP1570950A2 - Method and device for machining a workpiece - Google Patents
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- EP1570950A2 EP1570950A2 EP04030162A EP04030162A EP1570950A2 EP 1570950 A2 EP1570950 A2 EP 1570950A2 EP 04030162 A EP04030162 A EP 04030162A EP 04030162 A EP04030162 A EP 04030162A EP 1570950 A2 EP1570950 A2 EP 1570950A2
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- 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
- a basic idea of the invention is an ablation fluid through the longitudinal channel and the transverse channel at the point of intersection pass by, causing this material removed and this is rounded.
- the flow of Abtragungsfluids is doing in the transverse channel and alternating, i. alternately, either in the first Channel side or formed in the second channel side.
- Components with high quality rounding can be obtained according to the invention that the Abtragungsfluid in the longitudinal channel with a constant Flow rate is initiated that at least one the two channel sides measured a Abtragungsfluidyak and that the machining of the component on reaching a set pressure is terminated.
- the course of the ablation fluid pressure provides a measure of material removal
- the machining of the component but also timed terminated, wherein the Abtragungsfluiddruck horr then to control the ablation process and to serve a quality rating of the machined component can.
- a regulation of the Fluid pressure is also modified by the Fluid pressure.
- the adjusting device can in particular a control device for alternately operating the two pumping devices or to their alternately Unlock.
- the pumping means as common pumping means for Supplying ablation fluid to both channel sides and that the adjusting device at least one Valve, over which both channel sides with the common Pumping device are connected.
- the Valve to be a 4/2-way valve.
- the pumping device is designed as a piston pump.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Bauteils, insbesondere eines Kraftstoff-Injektorkörpers, mit mindestens einem Längskanal und mindestens einem Querkanal, welcher unter Ausbildung einer Verschneidungsstelle in den Längskanal mündet und diesen in eine erste Kanalseite und in eine zweite Kanalseite teilt, wobei ein Abtragungsfluid in den Längskanal und in den Querkanal eingeleitet und unter Materialabtragung an der Verschneidungsstelle in Strömung versetzt wird.The invention relates to a method for processing a Component, in particular a fuel injector body, with at least one longitudinal channel and at least one transverse channel, which under formation of a point of intersection opens into the longitudinal channel and this in a first channel side and dividing into a second channel side, wherein an ablation fluid introduced into the longitudinal channel and into the transverse channel and under material removal at the point of intersection is added in flow.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils, insbesondere eines Kraftstoff-Injektorkörpers, mit mindestens einem Längskanal und mindestens einem Querkanal, welcher unter Ausbildung einer Verschneidungsstelle in den Längskanal mündet und diesen in eine erste Kanalseite und in eine zweite Kanalseite teilt, mit mindestens einer Pumpeinrichtung, durch welche ein Abtragungsfluid in Strömung versetzbar ist, und einer Anschlusseinrichtung zum Verbinden der Pumpeinrichtung mit den Kanälen des Bauteils.The invention further relates to a device for processing a component, in particular a fuel injector body, with at least one longitudinal channel and at least one Cross channel, which forms a point of intersection opens into the longitudinal channel and this in a first channel side and into a second channel side divides, with at least one pumping device, through which a Abtragungsfluid is displaceable in flow, and a connection device for connecting the pumping device to the channels of the component.
Injektorkörper für Einspritzventile für Kraftstoffeinspritzsysteme sind beispielsweise und der DE 195 19 191 C2 bekannt. Derartige Injektorkörper weisen gewöhnlich eine Vielzahl von Kanälen zur Durchleitung von Kraftstoff mit einem Druck von bis zu 1800 bar oder darüber auf, die unter Ausbildung von Verschneidungszonen ineinander einmünden. Diese Verschneidungszonen oder -stellen bestimmen zu einem wesentlichen Teil die Hochdruckfestigkeit des Injektorkörpers. Zur Verringerung des Risikos einer vorzeitigen Bauteilermüdung ist insbesondere das Auftreten von Kanten und/oder Graten an den Verschneidungsstellen zu vermeiden. Dies gilt vor allem dann, wenn die Verschneidungsstellen an Laufflächen für bewegliche Bauteile, wie beispielsweise Kolben oder Düsennadeln, angeordnet sind. Zudem könnten sich Grate im Betrieb lösen und zu Blockierungen oder Verstopfungen in der Einspritzanlage führen. Es ist in vielen Fällen notwendig, die Verschneidungsstellen der Kanäle zu verrunden.Injector body for injection valves for fuel injection systems For example, and DE 195 19 191 C2 known. Such injector bodies usually have one Variety of channels for the passage of fuel with at a pressure of up to 1800 bar or above, under Formation of intersection zones merge into each other. These intersection zones or sites determine one essential part of the high pressure resistance of the injector body. To reduce the risk of premature component fatigue is in particular the occurrence of edges and / or Avoid burrs at the points of intersection. This applies especially when the points of intersection Treads for moving parts, such as Piston or nozzle needles are arranged. In addition, could Loosen burrs during operation and cause blockages or blockages in the injection system. It is in many Cases necessary to the intersections of the channels too Rounding.
Aus der DE 100 15 875 C2 ist ein Verfahren zum abrasiven Bearbeiten von Durchflusskanälen eines Düsenelementes für Einspritzventile bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Abrasivmedium mit einer Trägerflüssigkeit und einem Tonmineral unter Materialabtragung durch die Durchflusskanäle geleitet.From DE 100 15 875 C2 is a method for abrasive Processing of flow channels of a nozzle element for Injectors known. In this known method is an abrasive medium with a carrier liquid and a Clay mineral with material removal through the flow channels directed.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bauteils, insbesondere eines Kraftstoff-Injektorkörpers, anzugeben, mit denen Bauteile mit besonders hoher Hochdruckfestigkeit und Lebensdauer besonders schnell und zuverlässig hergestellt werden können. The object of the invention is to specify a method and a device for processing a component, in particular a fuel injector body, with which components with a particularly high pressure resistance and service life can be produced particularly quickly and reliably.
Im Hinblick auf das Verfahren wird diese Aufgabe durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein
solches Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Strömung abwechselnd einerseits zwischen der ersten Kanalseite
und dem Querkanal und andererseits zwischen der zweiten
Kanalseite und dem Querkanal eingestellt wird.With regard to the method, this task is accomplished by a
Method solved with the features of
Ein Grundgedanke der Erfindung liegt darin, ein Abtragungsfluid durch den Längskanal und den Querkanal an der Verschneidungsstelle vorbeizuleiten, wodurch an dieser Material abgetragen und diese verrundet wird. Erfindungsgemäß wird die Strömung des Abtragungsfluids dabei im Querkanal und alternierend, d.h. wechselseitig, entweder in der ersten Kanalseite oder in der zweiten Kanalseite ausgebildet. Durch den erfindungsgemäßen Wechsel der durchströmten Kanalseite kann an der Verschneidungsstelle ein allseitig gleichmäßiger Materialabtrag und somit eine allseitig gleichmäßige Verrundung hergestellt werden, was zur Erhöhung der Hochdruckfestigkeit des Bauteils beiträgt. Gleichzeitig werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders hohe Abtragungsraten erzielt.A basic idea of the invention is an ablation fluid through the longitudinal channel and the transverse channel at the point of intersection pass by, causing this material removed and this is rounded. According to the invention the flow of Abtragungsfluids is doing in the transverse channel and alternating, i. alternately, either in the first Channel side or formed in the second channel side. By the inventive change of the flow-through channel side can be more uniform at the point of intersection Material removal and thus an all-round uniform Rounding be made, which helps to increase the high pressure resistance contributes to the component. At the same time With the method according to the invention particularly high removal rates achieved.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere geeignet zur Bearbeitung von metallischen Injektorkörpern, die bevorzugt bei piezo-gesteuerten Injektoren, geeigneterweise bei Piezo-Pumpe/Düse-Ventilen Verwendung finden können. Solche Injektoren oder Ventile können insbesondere für sogenannte Common-rail-Einspritzanlagen vorgesehen sein. Der Injektorkörper kann vorteilhafterweise für Einspritzdüsen ausgelegt sein, die zur Durchführung von mehreren, beispielsweise fünf bis sechs Einspritzungen pro Verbrennungstakt, d.h. für einen modulierten Einspritzvorgang vorgesehen sind. Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Verrundung von Verschneidungsstellen an Längskanälen, die zur Aufnahme eines Verschiebekörpers, insbesondere eines Kolbens oder einer Düsennadel, ausgebildet sind. Dieser Verschiebekörper kann Nuten aufweisen, die mit den Querkanälen korrespondieren und die zur Modulation der Einspritzung über die Querkanäle mit Druckmittel beaufschlagbar sind. Das Druckmittel, d.h. der Kraftstoff, kann insbesondere ein Dieselkraftstoff oder ein Benzinkraftstoff sein. Sofern ein Verschiebekörper vorgesehen ist, kann eine erfindungsgemäße Verrundung der Verschneidungsstelle insbesondere zur Vermeidung einer Beschädigung des Verschiebekörpers notwendig sein. Die Spaltmaße des Verschiebekörpers betragen vorteilhafterweise einige µm .The inventive method is particularly suitable for machining metallic injector bodies, which are preferred for piezo-controlled injectors, suitably can be used with piezo pump / nozzle valves. Such injectors or valves can be used in particular for so-called Common rail injection systems may be provided. Of the Injector body may advantageously for injectors be designed to carry out several, for example five to six injections per combustion cycle, i.e. for a modulated injection process are provided. The invention is particularly suitable Method of rounding off points of intersection on longitudinal channels, which receive a sliding body, in particular a piston or a nozzle needle, are formed. This sliding body may have grooves, which correspond to the cross channels and the for modulating the injection via the transverse channels with Pressure medium can be acted upon. The pressure means, i. of the Fuel, in particular a diesel fuel or a Be gasoline fuel. Provided a sliding body is, can be a rounding of the Verschneidungsstelle invention especially to avoid damage be necessary of the sliding body. The gap dimensions of the sliding body advantageously amount to some μm.
Geeigneterweise wird das Verfahren zur Bearbeitung von Kanälen mit einem Durchmesser von einigen µm bis zu einigen mm verwendet. Grundsätzlich kann das Verfahren aber auch zur Bearbeitung von großvolumigen Bauteilen, wie beispielsweise Kraftstoffhochdruckspeichern, verwendet werden. Bevorzugt sind die Kanäle als Bohrungen ausgebildet.Conveniently, the method becomes for editing channels with a diameter of a few microns to some mm used. Basically, the process can also for processing large-volume components, such as High-pressure fuel storage can be used. Preferably, the channels are formed as bores.
Grundsätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Strömung des Abtragungsfluids sowohl vom Querkanal in den Längskanal als auch umgekehrt gerichtet vorgesehen werden. Auch eine alternierende Strömungsrichtung kann vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch, dass die Strömung des Abtragungsfluids vom Längskanal in den Querkanal gerichtet eingestellt wird. Eine solche Strömungsführung, bei der das Abtragungsfluid in den Längskanal eingeleitet und aus dem Querkanal ausgeleitet wird, ermöglicht eine besonders schnelle Verrundung der Verschneidungsstelle bei gleichzeitig geringer Tendenz zur Fehlerstellenbildung.Basically, in the inventive method the Flow of Abtragungsfluids both from the transverse channel in the Longitudinal channel as directed to be reversed. An alternating flow direction can also be provided be. However, it is particularly preferred that the flow of the ablation fluid directed from the longitudinal channel in the transverse channel is set. Such flow guidance, in the the ablation fluid is introduced into the longitudinal channel and out the cross channel is discharged, allows a special rapid rounding of the point of intersection at the same time low tendency to defect formation.
Grundsätzlich ist es nach der Erfindung möglich, dass pro Bauteil die beiden Kanalseiten bei der Bearbeitung jeweils nur einziges Mal mit Abtragungsfluid durchströmt werden. Geeigneterweise wird die Kanalseite für die Strömung jedoch mehrfach, insbesondere periodisch gewechselt. Eine besonders geeignete Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltfrequenz für einen Wechsel der Kanalseiten 0,01 bis 2 Hz, insbesondere 0,05 bis 1 Hz beträgt. Vorteilhafterweise erfolgt ein Wechsel der Kanalseiten für die Strömung kontinuierlich, d.h. ohne Unterbrechung der Strömung im Querkanal.Basically, it is possible according to the invention that per Component the two channel sides during processing respectively flow through only once with Abtragungsfluid. Suitably, however, the channel side for the flow becomes repeatedly, in particular periodically changed. A special suitable development of the invention is characterized in that a switching frequency for a change the channel sides 0.01 to 2 Hz, in particular 0.05 to 1 Hz is. Advantageously, a change of the channel sides takes place for the flow continuously, i. without interruption the flow in the cross channel.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass eine erste Strömungsdauer für die Strömung zwischen der ersten Kanalseite und dem Querkanal gleich einer zweiten Strömungsdauer für die Strömung zwischen der zweiten Kanalseite und dem Querkanal ist. Hierdurch kann eine symmetrische Abtragung und Verrundung an der Verschneidungsstelle erreicht werden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn der Querkanal im Wesentlichen rechtwinklig in den Längskanal mündet. Eine besonders geeignete Weiterbildung der Erfindung ist jedoch dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Strömungsdauer für die Strömung zwischen der ersten Kanalseite und dem Querkanal von der zweiten Strömungsdauer für die Strömung zwischen der zweiten Kanalseite und dem Querkanal unterscheidet. Eine derartige Verfahrensführung kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der Querkanal schräg in den Längskanal mündet und/oder wenn eine asymmetrische Abtragung und Verrundung der Verschneidungsstelle bezüglich der beiden Kanalseiten erwünscht ist. Sofern die Kanalseite für die Strömung mehrfach gewechselt wird, kann es sich bei den Strömungsdauern insbesondere um Gesamtströmungsdauern handeln.In principle, it can be provided that a first flow duration for the flow between the first channel side and the transverse channel equal to a second flow time for the flow between the second channel side and the transverse channel is. This allows a symmetrical removal and Rounding off at the point of intersection can be achieved is particularly advantageous if the transverse channel in Essentially perpendicularly opens into the longitudinal channel. A However, a particularly suitable development of the invention is characterized in that the first flow duration for the flow between the first channel side and the Cross channel of the second flow duration for the flow between the second channel side and the cross channel. Such a procedure can in particular then be advantageous if the transverse channel at an angle the longitudinal channel opens and / or if an asymmetric Removal and rounding of the point of intersection with respect to the two channel sides is desired. Unless the channel side For the flow is changed several times, it can be the flow times in particular by total flow periods act.
Ein besonders gut definiertes Strömungsbild und somit eine besonders gut definierte Abtragung kann erfindungsgemäß dadurch erzielt werden, dass bei einer Strömung des Abtragungsfluids zwischen einer der Kanalseiten und dem Querkanal die jeweils andere Kanalseite gesperrt wird. A particularly well-defined flow pattern and thus a Particularly well-defined removal can according to the invention thereby be achieved that at a flow of Abtragungsfluids between one of the channel sides and the cross channel the other channel side is blocked.
Grundsätzlich kann als Abtragungsfluid ein beliebiges Fluid verwendet werden, das beim Vorbeifließen an der Verschneidungsstelle eine Material abtragende Wirkung zeigt. Unter einem Fluid wird hierbei jedes fließfähige Kontinuum verstanden. Beispielsweise kann als Abtragungsfluid ein Dielektrikum verwendet werden, welches bei Stromdurchleitung aufgrund elektrochemischer Reaktionen Material abträgt. In diesem Fall kann das erfindungsgemäße Bearbeitungsverfahren als elektrochemische Bearbeitung (ECM) bezeichnet werden. Da derartige Dielektrika jedoch häufig zur Bildung von Rost oder sonstiger Korrosionsprodukte führen können, ist bei deren Verwendung auf eine gründliche Reinigung des Bauteils zu achten, da sonst insbesondere die Laufflächen für die Verschiebeteile beschädigt werden können. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist jedoch dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragrungsfluid eine Trägerflüssigkeit mit Abrasivpartikeln aufweist. Geeigneterweise ist eine Viskosität des Abtragungsfluids dabei größer als eine Viskosität des Kraftstoffs für den Injektorkörper. Insbesondere kann die Viskosität des Abtragungsfluids 10 bis 10000 mm2 /s betragen. Geeigneterweise wird ein Abtragungsfluid mit einer Viskosität gewählt, die sich im Bereich typischer Viskositäten von Hydraulikölen befindet. Das Abtragungsfluid kann auch ein magnetorheologisches, ein elektrorheologisches und/oder ein thixotropes Fluid sein.In principle, any fluid can be used as the ablation fluid which, when it passes by the point of intersection, exhibits a material-removing effect. In this case, a fluid is understood as meaning any flowable continuum. For example, a dielectric can be used as the ablation fluid, which removes material when carrying current through electrochemical reactions. In this case, the machining method according to the invention may be referred to as electrochemical machining (ECM). However, since such dielectrics can often lead to the formation of rust or other corrosion products, care must be taken when using them on a thorough cleaning of the component, otherwise the running surfaces for the sliding parts can be damaged. However, a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the erosion fluid has a carrier liquid with abrasive particles. Suitably, a viscosity of the ablation fluid is greater than a viscosity of the fuel for the injector body. In particular, the viscosity of the ablation fluid may be 10 to 10,000 mm 2 / s. Suitably, an ablation fluid having a viscosity which is within the range of typical viscosities of hydraulic oils is selected. The ablation fluid may also be a magnetorheological, an electrorheological and / or a thixotropic fluid.
Eine besonders schnelle und zugleich hochwertige Verrundung kann erfindungsgemäß dadurch erzielt werden, dass das Abtragungsfluid mit einem Druck zwischen 10 und 500 bar, insbesondere mit einem Druck zwischen 50 und 150 bar, in die Kanäle eingeleitet wird. Bevorzugt wird ein Druck von etwa 100 bar gewählt. A particularly fast and at the same time high quality rounding can be achieved according to the invention characterized in that the Abtragungsfluid with a pressure between 10 and 500 bar, in particular with a pressure between 50 and 150 bar, in the Channels is initiated. Preference is given to a pressure of about 100 bar chosen.
Bauteile mit qualitativ besonders hochwertigen Verrundungen können erfindungsgemäß dadurch erhalten werden, dass das Abtragungsfluid in den Längskanal mit einer konstanten Durchflussrate eingeleitet wird, dass an zumindest einer der beiden Kanalseiten ein Abtragungsfluiddruck gemessen wird und dass die Bearbeitung des Bauteils bei Erreichen eines Soll-Drucks beendet wird. Der Verlauf des Abtragungsfluiddrucks stellt dabei ein Maß für die Materialabtragung dar. Alternativ kann die Bearbeitung des Bauteils aber auch zeitgesteuert beendet werden, wobei die Abtragungsfluiddruckmessung dann zur Kontrolle des Abtragungsvorgangs und zu einer Qualitätseinstufung des bearbeiteten Bauteils dienen kann. Neben einer Prozesskontrolle erlaubt eine Abtragungsfluiddruckmessung schließlich auch eine Regelung des Fluiddrucks.Components with high quality rounding can be obtained according to the invention that the Abtragungsfluid in the longitudinal channel with a constant Flow rate is initiated that at least one the two channel sides measured a Abtragungsfluiddruck and that the machining of the component on reaching a set pressure is terminated. The course of the ablation fluid pressure provides a measure of material removal Alternatively, the machining of the component but also timed terminated, wherein the Abtragungsfluiddruckmessung then to control the ablation process and to serve a quality rating of the machined component can. In addition to a process control allows a Abtragungsfluiddruckmessung Finally, a regulation of the Fluid pressure.
Eine insbesondere für komplexe Bauteile vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass mehrere Querkanäle im Bauteil vorgesehen werden und dass die Querkanäle nacheinander zum Durchleiten des Abtragungsfluids geöffnet werden, wobei die Kanalseite für die Strömung bei jedem geöffneten Querkanal jeweils mehrmals abgewechselt wird. Alternativ ist es auch möglich, die Querkanäle bei gleichbleibender Kanalseite für die Strömung nacheinander zu öffnen, dann die Kanalseite zu wechseln und die Querkanäle erneut nacheinander zu öffnen.A particularly advantageous for complex components training the process of the invention is that a plurality of transverse channels are provided in the component and that the transverse channels successively for passing the Abtragungsfluids be opened, with the channel side for the flow at each open cross channel several times is alternated. Alternatively, it is also possible to Cross channels with the same channel side for the flow open one after the other, then change the channel side and to open the cross channels again one after the other.
Im Hinblick auf die Vorrichtung wird die oben genannte Aufgabe
durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
10 gelöst. Eine solche Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass eine Stelleinrichtung zum Ausbilden einer abwechselnden
Strömung des Abtragungsfluids zwischen den beiden
Kanalseiten und dem Querkanal vorgesehen ist. Die Vorrichtung
kann insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dienen. With regard to the device, the above object is achieved
by a device having the features of the
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtung eine erste Zuleitung zum Zuführen von Abtragungsfluid von der Pumpeinrichtung zur ersten Kanalseite, eine zweite Zuleitung zum Zuführen von Abtragungsfluid von der Pumpeinrichtung zur zweiten Kanalseite und/oder eine Ableitung zum Abführen von Abtragungsfluid aus dem Querkanal aufweist. Eine derartige Anordnung ermöglicht es, die Strömung so einzustellen, dass Abtragungsfluid aus dem Längskanal in den Querkanal hineinströmt.A particularly advantageous embodiment of the invention Device is characterized in that the connection device a first supply line for supplying ablation fluid from the pumping means to the first channel side, a second feed line for supplying ablation fluid from the pumping means to the second channel side and / or a Discharge for removing ablation fluid from the transverse channel having. Such an arrangement allows the Adjust flow so that ablation fluid from the Longitudinal channel flows into the transverse channel.
Zum Zuführen von Abtragungsfluid in die beiden Kanalseiten ist es grundsätzlich möglich, zwei getrennte Pumpeinrichtungen vorzusehen, von denen eine die erste Kanalseite und die andere die zweite Kanalseite mit Abtragungsfluid beströmt. In diesem Fall kann die Stelleinrichtung insbesondere eine Steuereinrichtung zum wechselweisen Betätigen der beiden Pumpeinrichtungen oder zu ihrem wechselweisen Entsperren aufweisen. Besonders bevorzugt ist es jedoch, dass die Pumpeinrichtung als gemeinsame Pumpeinrichtung zum Zuführen von Abtragungsfluid an beide Kanalseiten ausgebildet ist und dass die Stelleinrichtung mindestens ein Ventil aufweist, über welches beide Kanalseiten mit der gemeinsamen Pumpeinrichtung verbunden sind. In diesem Falle ist leidiglich eine einzige Pumpeinrichtung erforderlich, die beide Kanalseiten, insbesondere über die beiden Zuleitungen, mit Abtragungsfluid versorgt. Vorzugsweise kann das Ventil ein 4/2-Wegeventil sein. Alternativ können jedoch auch zwei 2/2-Wegeventile vorgesehens sein. Geeigneterweise ist die Pumpeinrichtung als Kolbenpumpe ausgebildet.For supplying ablation fluid into the two channel sides In principle it is possible to use two separate pumping devices provide, one of which the first channel side and the other the second channel side flows with Abtragungsfluid. In this case, the adjusting device can in particular a control device for alternately operating the two pumping devices or to their alternately Unlock. However, it is particularly preferred that the pumping means as common pumping means for Supplying ablation fluid to both channel sides and that the adjusting device at least one Valve, over which both channel sides with the common Pumping device are connected. In this case is a single pump device required, the two channel sides, in particular via the two supply lines, supplied with ablation fluid. Preferably, the Valve to be a 4/2-way valve. Alternatively, however, can also two 2/2-way valves be provided. suitably the pumping device is designed as a piston pump.
Um hohe Differenzdrücke an dem mindestens einen Ventil und somit einen hohen Ventilverschleiß durch das Abtragungsfluid beim Öffnen und Schließen des mindestens einen Ventils weitestgehend zu vermeiden ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass mit dem mindestens einen Ventil die Durchflussrate und/oder der Druck des Abtragungsfluid kontinuierlich einstellbar ist. Insbesondere kann ein 4/2-Wegeventil als überlappendes Ventil ausgebildet werden, das in Analogie zu einem Kugelhahn kontinuierlich umschaltet.To high differential pressures at the at least one valve and thus a high valve wear by the Abtragungsfluid when opening and closing the at least one valve as far as possible to avoid it is according to the invention preferred that with the at least one valve, the flow rate and / or the pressure of the ablation fluid continuously is adjustable. In particular, a 4/2-way valve be designed as an overlapping valve, the in Analogous to a ball valve continuously switches.
Um eine Verschleppung des Abtragungsfluids nach der Bearbeitung des Bauteiles zu minimieren ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dass eine Druckluft-Spüleinrichtung zum Ausspülen des Abtragungsfluids aus den Kanälen vorgesehen ist. Hierdurch kann eine besonders einfache und effektive Vorreinigung des Bauteils erreicht werden. Insbesondere kann die Druckluft-Spüleinrichtung zum Erzeugen einer wechselseitigen Druckluftstörmung zwischen der ersten Kanalseite und dem Querkanal einerseits und zwischen der zweiten Kanalseite und dem Querkanal andererseits vorgesehen sein.To carry over the ablation fluid after processing to minimize the component, it is according to the invention advantageous in that a compressed air rinsing device for rinsing of the ablation fluid is provided from the channels. This allows a particularly simple and effective pre-cleaning of the component can be achieved. In particular, can the compressed air rinsing device for generating a reciprocal Compressed air injection between the first channel side and the cross channel on the one hand and between the second channel side and the cross channel on the other hand.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert, die schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. Hierin zeigen:
- Fig. 1
- Querschnittansichten eines Bauteils mit einem Längskanal und mindestens einem hierin einmündenden Querkanal bei einseitiger Beströmung mit Abtragungsfluid in den Längskanal;
- Fig. 2
- Querschnittansichten des Bauteils aus Fig. 1 bei beidseitiger, gleichzeitiger Beströmung in den Längskanal;
- Fig. 3
- Querschnittansichten des Bauteils aus den Fig. 1 und 2 bei beidseitiger, abwechselnder Beströmung in den Längskanal gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 4
- den Druckverlauf des Abtragungsfluid in einer Kanalseite bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit konstanter Durchflussrate;
- Fig. 5
- eine schematische Querschnittansicht eines Bauteils mit schräg einmündendem Querkanal zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- Fig. 6
- den Leitungsverlauf einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- Fig. 1
- Cross-sectional views of a component with a longitudinal channel and at least one transverse channel opening in here in one-sided flow with Abtragungsfluid in the longitudinal channel;
- Fig. 2
- Cross-sectional views of the component of Figure 1 with double-sided, simultaneous flow in the longitudinal channel.
- Fig. 3
- Cross-sectional views of the component of Figures 1 and 2 in two-sided, alternating flow in the longitudinal channel according to the present invention.
- Fig. 4
- the pressure profile of the ablation fluid in a channel side in carrying out the method according to the invention with a constant flow rate;
- Fig. 5
- a schematic cross-sectional view of a component with obliquely opening transverse channel for carrying out the method according to the invention; and
- Fig. 6
- the line course of a device according to the invention.
Die Fig. 1a) bis 1c) zeigen ein Bauteil 1 mit einem Längskanal
13. In den Längskanal 13 münden zwei Querkanäle 14,
14' unter einem in etwa rechten Winkel ein. Der Querkanal
14 teilt hierdurch den Längskanal 13 in eine in der Figur
rechtsseitig dargestellte, erste Kanalseite 11 und in eine
in der Figur linksseitig dargestellte, zweite Kanalseite
12. An der Einmündung des Querkanals 14 in den Längskanal
13 ist eine Verschneidungsstelle 15 ausgebildet, die zur
Erhöhung der Druckfestigkeit des Bauteils 1 zu verrunden
ist.FIGS. 1a) to 1c) show a
Wie durch die Pfeile angedeutet ist, wird bei der in Fig.
1b) dargestellten Verfahrensführung Abtragungsfluid von
außen in die erste Kanalseite 11 des Längskanals 13 eingeleitet
und durch den Querkanal 14 aus dem Bauteil 1 hinausgeleitet.
An der zweiten Kanalseite 12 ist der Längskanal
13 hingegen mittels einer Sperreinrichtung 4 für einen
Durchgang des Abtragungsfluids gesperrt. Gesperrt ist auch
der Querkanal 14', wofür eine Querkanalsperreinrichtung 5
vorgesehen ist. Experimente haben ergeben, dass sich bei
dieser Verfahrensführung an der Verschneidungsstelle 15 eine
ungleichmäßige Materialabtragungs- und Verrundungsrate
einstellt. Während auf der der Strömung zugewandten Seite
(rechtsseitig in Fig. 1) der Verschneidungsstelle 15 eine
hohe Materialabtragungsrate beobachtet wurde, stellte sich
auf der entgegengesetzten, strömungsabgewandten Seite
(linksseitig in Fig. 1) eine geringe Abtragungsrate ein.
Darüber hinaus wurde beobachtet, dass durch den Abtragungsfluidstrom
im Querkanal 14 unterstromig von der Verschneidungsstelle
15 eine als taschenförmige Vertiefung 19 ausgebildete
Fehlerstelle abgetragen wurde.As indicated by the arrows, in the case of FIG.
1b) shown Ablation fluid of
outside introduced into the
Die Fig. 2a) bis 2c) zeigen das Bauteil 1 aus Fig. 1 bei
einer alternativen Verfahrensführung. Wie durch die Pfeile
dargestellt, wird hierbei Abtragungsfluid sowohl auf der ersten
Kanalseite 11 als auch auf der zweiten Kanalseite 12
in den Längskanal 13 eingeleitet und aus dem Querkanal 14
ausgeleitet. Die Einleitung von außen in die beiden Kanalseiten
11, 12 erfolgt dabei gleichzeitig. Experimente ergaben
bei dieser Verfahrensführung eine lediglich sehr geringe
Abtragungsrate an der Verschneidungsstelle 15.FIGS. 2 a) to 2 c) show the
Eine Verfahrensführung gemäß der Erfindung ist schematisch
in Fig. 3b) dargestellt. Wie durch die unterbrochenen Pfeile
angedeutet, wird dabei die Verschneidungsstelle 15 wiederum
beidseitig sowohl von der ersten Kanalseite 11 als
auch von der zweiten Kanalseite 12 beströmt. Im Gegensatz
zu dem in Fig. 2b) dargestellten Verfahren erfolgt die
Beströmung jedoch alternierend, d.h. wechselseitig, bezüglich
der ersten und der zweiten Kanalseite 11, 12. Während
zunächst beispielsweise das Abtragungsfluid auf der ersten
Kanalseite 11 eingeleitet wird, wird nach einer gewissen
Zeit die Kanalseite 11, 12 gewechselt und eine Strömung auf
der zweiten Kanalseite 12 eingeleitet. Bei dieser erfindungsgemäßen
Verfahrensführung ergaben Experimente eine
verglichen mit der in Fig. 2b) dargestellten Verfahrensführung
stark erhöhte Abtragungsrate bei lediglich geringer
Tendenz zur Ausbildung unerwünschter taschenförmiger Vertiefungen
19 im Querkanal 14 (siehe Fig. 3a) und 3c)).A process control according to the invention is schematic
in Fig. 3b). Like the broken arrows
indicated, the
Während es bei dem in Fig. 3 dargestellten Bauteil 1 mit
senkrecht im Längskanal 13 mündendem Querkanal 14 zum Erzielen
einer symmetrisch abgerundeten Verschneidungsstelle
vorteilhaft sein kann, eine erste Strömungsdauer für die
Strömung des Abtragungsfluids durch die erste Kanalseite
11 und eine zweite Strömungsdauer für die Strömung des Abtragungsfluids
durch die zweite Kanalseite 12 gleich zu
wählen, kann es bei einem in Fig. 5 dargestellten Bauteil
1 mit schräg einmündendem Querkanal 14 vorteilhaft sein,
diese Strömungsdauern unterschiedlich zu wählen. Beispielsweise
kann es bei dem in Fig. 5 dargestellten Bauteil 1 vorteilhaft
sein, die Strömungsdauer durch die erste Kanalseite
11 länger als die Strömungsdauer durch die zweite Kanalseite
12 zu wählen, da sich bei der an der zweiten Kanalseite
12 angeordneten, im Querschnitt spitzwinkligen Seite der
Verschneidungsstelle 15 eine höhere Materialabtragungsrate
ergeben kann als bei der an der ersten Kanalseite 11 angeordneten,
im Querschnitt stumpfwinkligen Seite der Verschneidungsstelle
15.While it is in the illustrated in Fig. 3
Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Druckes p1 des
Abtragungsfluids in einer ersten Zuleitung 31 zur ersten Kanalseite
11 des Längskanals 13 bei der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens bei konstanter Durchflussrate
des Abtragungsfluids. Während einer ersten Strömungsdauer
T1 , bei der das Druckfluid über die erste Kanalseite 11
in den Querkanal 14 geleitet wird, stellt sich der Druck
p1 auf einen Arbeitsdruck ein. Während der anschließen-den
Strömungsdauer T2 , bei der das Abtragungsfluid über
die zweite Kanalseite 12 in das Bauteil geleitet wird, wird
die erste Zuleitung 31 drucklos geschaltet. Der Wechsel der
Kanalseiten 11, 12 wird mit einer Umschaltfrequenz wiederholt.
Mit zunehmender Materialabtragung und Abrundung an
der Verschneidungsstelle 15 nimmt der Druck p1 aufgrund
des verbesserten Strömungsverhaltens an der Verschneidungsstelle
15 ab. Der Druck p1 und/oder eine Druckdifferenz
Δ p1, die sich beim Abtragen einstellt, können somit
als ein Maß für den Materialabtrag an der Verschneidungsstelle
15 dienen. Insbesondere kann bei Erreichen und/oder
Unterschreiten eines Soll-Druckes die Bearbeitung abgebrochen
werden.4 shows the time profile of a pressure p 1 of the ablation fluid in a
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt.
Die Vorrichtung dient zum Bearbeiten eines Bauteils
1 mit einem Längskanal 13 und zwei Querkanälen 14, 14'.A device according to the invention is shown in FIG.
The device is used to edit a
Zum Erzeugen einer vom Längskanal 13 in die Querkanäle 14,
14' gerichteten Abtragungsfluidströmung ist eine gemeinsame
Pumpeinrichtung 20 vorgesehen. Die gemeinsame Pumpeinrichtung
20 steht über ein als 4/2-Wegeventil ausgebildetes
Ventil 42 mit einer ersten Zuleitung 31 und einer zweiten
Zuleitung 32 einer Anschlusseinrichtung 30 in Verbindung,
wobei die erste Zuleitung 31 zu einer ersten Kanalseite 11
des Längskanals 13 und die zweite Zuleitung 32 zu einer
zweiten Kanalseite 12 des Längskanals 13 führt. Das Ventil
42 ist so ausgelegt, dass entweder die erste Zuleitung 31
oder die zweite Zuleitung 32 mit der gemeinsamen Pumpeinrichtung
20 in Strömungsverbindung steht. Zum Erzeugen einer
kontinuierlichen Strömung oder eines kontinuierlichen
Drucks weist die gemeinsame Pumpeinrichtung 20 zwei Kolbenpumpen
22, 22' auf, die über Pumpenventile 23, 23' wechselweise
mit dem Ventil 42 in Strömungsverbindung gebracht
werden können. For generating a from the
Der Querkanal 14 ist mit einer Ableitung 34 und der Querkanal
14' mit einer Ableitung 34' zum drucklosen Abführen
des Abtragungsfluids aus dem Bauteil 1 verbunden. Über Ableitungsventile
35, 35' können die Ableitungen 34, 34' dabei
einzeln zum Durchleiten des Abtragungsfluids geöffnet
oder gesperrt werden.The
Zum Vorreinigen des Bauteils 1 vom Abtragungsfluid nach erfolgter
Bearbeitung ist eine Druckluft-Spüleinrichtung vorgesehen.
Die Druckluft-Spüleinrichtung weist einen ersten
Spülkanal 51 auf, der über ein erstes Spülventil 53 mit der
ersten Zuleitung 31 in Verbindung steht. Die Druckluft-Spüleinrichtung
weist ferner einen zweiten Spülkanal 52
auf, der über ein zweites Spülventil 54 mit der zweiten Zuleitung
32 in Verbindung steht. Durch wechselseitiges Betätigen
der Spülventile 53, 54 kann das Bauteil 1 wechselseitig
über die erste Kanalseite 11 und die zweite Kanalseite
12 mit Druckluft durchspült werden, wobei das ausgeblasene
Abtragungsfluid über die Ableitungen 34, 34' aus den Querkanälen
14, 14' abgeführt wird.For pre-cleaning of the
Claims (14)
dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung abwechselnd einerseits zwischen der ersten Kanalseite (11) und dem Querkanal (14, 14') und andererseits zwischen der zweiten Kanalseite (12) und dem Querkanal (14, 14') eingestellt wird.Method for processing a component (1), in particular a fuel injector body, with at least one longitudinal channel (13) and at least one transverse channel (14, 14 ') which opens into the longitudinal channel (13) to form a point of intersection (15) dividing into a first channel side (11) and a second channel side (12), wherein an ablation fluid is introduced into the longitudinal channel (13) and into the transverse channel (14, 14 ') and fluidized with material removal at the point of intersection (15) .
characterized in that the flow is alternately set on the one hand between the first channel side (11) and the transverse channel (14, 14 ') and on the other hand between the second channel side (12) and the transverse channel (14, 14').
dadurch gekennzeichnet,
das die Strömung des Abtragungsfluids vom Längskanal (13) in den Querkanal (14, 14') gerichtet eingestellt wird. Method according to claim 1,
characterized
in that the flow of the ablation fluid is adjusted in direction from the longitudinal channel (13) into the transverse channel (14, 14 ').
dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltfrequenz für einen Wechsel der Kanalseiten (11, 12) 0,01 bis 2 Hz, insbesondere 0,05 bis 1 Hz beträgt.Method according to one of claims 1 or 2,
characterized in that a switching frequency for a change of the channel sides (11, 12) 0.01 to 2 Hz, in particular 0.05 to 1 Hz.
dadurch gekennzeichnet, dass sich eine erste Strömungsdauer für die Strömung zwischen der ersten Kanalseite (11) und dem Querkanal (14, 14') von einer zweiten Strömungsdauer für die Strömung zwischen der zweiten Kanalseite (12) und dem Querkanal (14, 14') unterscheidet.Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that a first flow time for the flow between the first channel side (11) and the transverse channel (14, 14 ') of a second flow duration for the flow between the second channel side (12) and the transverse channel (14, 14') different.
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Strömung des Abtragungsfluids zwischen einer der Kanalseiten (11, 12) und dem Querkanal (14, 14') die jeweils andere Kanalseite (12, 11) für das Abtragungsfluid gesperrt wird.Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that at a flow of ablation fluid between one of the channel sides (11, 12) and the transverse channel (14, 14 '), the respective other channel side (12, 11) is blocked for the Abtragungsfluid.
dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragungsfluid eine Trägerflüssigkeit mit Abrasivpartikeln aufweist.Method according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the ablation fluid comprises a carrier liquid with abrasive particles.
dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragungsfluid mit einem Druck zwischen 10 und 500 bar, insbesondere mit einem Druck zwischen 50 und 150 bar, in die Kanäle (13, 14, 14') eingeleitet wird. Method according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the Abtragungsfluid with a pressure between 10 and 500 bar, in particular with a pressure between 50 and 150 bar, in the channels (13, 14, 14 ') is introduced.
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtung (30) eine erste Zuleitung (31) zum Zuführen von Abtragungsfluid von der Pumpeinrichtung (20) zur ersten Kanalseite (11), eine zweite Zuleitung (32) zum Zuführen von Abtragungsfluid von der Pumpeinrichtung (20) zur zweiten Kanalseite (12) und eine Ableitung (34, 34') zum Abführen von Abtragungsfluid aus dem Querkanal (14, 14') aufweist.Device according to claim 10,
characterized in that the connection means (30) comprises a first supply line (31) for supplying ablation fluid from the pump means (20) to the first channel side (11), a second supply line (32) for supplying ablation fluid from the pump means (20) to the second one Channel side (12) and a discharge line (34, 34 ') for discharging Abtragungsfluid from the transverse channel (14, 14').
dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (20) als gemeinsame Pumpeinrichtung (20) zum Zuführen von Abtragungsfluid an beide Kanalseiten (11, 12) ausgebildet ist und dass die Stelleinrichtung mindestens ein Ventil (42), insbesondere ein 4/2-Wegeventil oder zwei 2/2-Wegeventile, aufweist, über welches beide Kanalseiten (11, 12) mit der gemeinsamen Pumpeinrichtung (20) verbunden sind.Device according to one of claims 10 or 11,
characterized in that the pumping means (20) as a common pumping means (20) for supplying ablation fluid to both channel sides (11, 12) is formed and that the adjusting device at least one valve (42), in particular a 4/2-way valve or two / 2-way valves, via which both channel sides (11, 12) are connected to the common pumping device (20).
dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Steuereinrichtung der insbesondere gemeinsamen Pumpeinrichtung (20) die Durchflussrate und/oder der Druck des Abtragungsfluids kontinuierlich einstellbar ist. Device according to one of claims 10 to 12,
characterized in that with a control device of the particular common pumping device (20) the flow rate and / or the pressure of the ablation fluid is continuously adjustable.
dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckluft-Spüleinrichtung zum Ausspülen des Abtragungsfluids aus den Kanälen (13, 14, 14') vorgesehen ist.Device according to one of claims 10 to 13,
characterized in that a compressed air rinsing device for rinsing the Abtragungsfluids from the channels (13, 14, 14 ') is provided.
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