DE10118723A1

DE10118723A1 - Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10118723A1
Application number: DE2001118723
Authority: DE
Inventors: Werner Huettig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-17
Anticipated expiration: 2021-04-13
Also published as: DE10118723B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes (2), insbesondere zum Entgraten, bei dem ein Flüssigkeitsstrahl (5) mit hohem Druck auf einen zu bearbeitenden Bereich des Werkstückes (2), insbesondere einen Fräsgrat (4), gerichtet wird. Um zu verhindern, daß der gegenüber dem Werkstück (2) hervortretende Fräsgrat (4) durch den Flüssigkeitsstrahl (5) lediglich verformt und nicht, wie gewünscht, abgetrennt wird, hat die Vorrichtung (1) eine beweglich angeordnete Düse (6). Hierdurch wird der Flüssigkeitsstrahl (5) in schneller Abfolge aus unterschiedlichen Richtungen auf den Fräsgrat (4) gelenkt, der hierdurch einer ständigen Verformungskraft ausgesetzt ist, ohne etwa durch zu hohe Krafteinleitung gegen das Werkstück (2) gepreßt zu werden. Der Fräsgrat (4) wird durch die ständige Verformung schließlich zuverlässig abgetrennt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes, ins besondere zum Entgraten, bei dem ein Flüssigkeitsstrahl mit hohem Druck auf einen zu bearbeitenden Bereich des Werkstückes gerichtet wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art werden in der Praxis eingesetzt, um eine beispielsweise bei der spannenden Bearbeitung auftretende Gratbildung mit ge ringem Aufwand entfernen zu können. Dabei trifft der Hochdruckflüssigkeitsstrahl auf den zu entfernenden Bereich der Oberfläche des Werkstückes, der dadurch abgetrennt und anschließend von der Flüssigkeit abtransportiert wird.

Dabei eignet sich ein Verfahren der genannten Art auch zum Einsatz bei solchen Werk stücken, deren Oberfläche nur sehr eingeschränkt zugänglich ist. Beispielsweise zeigt die DE 40 15 412 C1 eine Vorrichtung zur Entgratung von Mündungspunkten wenigstens zweier Bohrungen im Inneren eines Werkstückes. Hierbei wird eine rotierende Lanze an eine Hochdruckwasserversorgung angeschlossen. An mehreren am Umfang gegenüber liegenden Austrittskanälen tritt das Wasser mit hohem Druck aus und gelangt so auf die zu entgratenden Wandabschnitte der Bohrungen, deren störende Bestandteile dabei entfernt werden. Der rotierende Antrieb der Sonde bewirkt dabei, daß der Grat durch den Wasserstrahl sicher getroffen wird.

Es ist weiterhin durch die DE 35 07 923 A1 eine Strahleinrichtung zum Entgraten von ringförmigen Zonen an Werkstückober- oder innenflächen an Bohrungsmündungen oder Bohrungskreuzungen bekannt, bei der ein Hochdruckflüssigkeitsstrahl aus einem Düsen kopf austritt. Die Düsenkopföffnung ist dabei als eine Ringdüse zum Erzeugen eines etwa kegelförmigen oder zylinderförmigen Hohlstrahles ausgeführt. Die Düsenöffnung wird koaxial zu der jeweils zu entgratenden Ringzone positioniert. Hierdurch kann auf eine Bewegung des Düsenkopfes verzichtet werden und zugleich die Pumpenleistung verrin gert werden, da kein Vollstrahl der Flüssigkeit erzeugt werden muß.

In der Praxis hat es sich bei der vorstehend beschriebenen Bearbeitung als hinderlich erwiesen, daß der unerwünschte Grat durch den auftreffenden Flüssigkeitsstrahl oftmals nicht, wie gewünscht, abgetrennt, sondern lediglich verformt wird. Dabei wird der Grat beispielsweise umgebogen, wodurch das nachfolgende Entfernen des Grates zusätzlich erschwert wird.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein gangs genannten Art zu schaffen, durch welches die Entfernung von unerwünschten Be standteilen der Oberfläche des Werkstückes zuverlässig und mit geringem Aufwand er reicht wird. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist es also vorgesehen, daß der Flüssigkeitsstrahl in schneller Abfolge aus unterschiedlichen Richtungen auf den zu bearbeitenden Bereich gelenkt wird. Hier durch wird der Grat mit schnell wechselnden, unterschiedlichen Krafteinwirkungen beauf schlagt, wobei jeweils eine begrenzte Verformung des Grates auftritt. Hierdurch tritt bei jeder Umformung eine Veränderung der Werkstoffeigenschaften im Bereich der Biege stelle ein, die schließlich zu einem Bruch führt. Daher kann der Grad auf diese Weise zuverlässig abgetrennt werden, ohne daß eine unerwünschte Verformung zu befürchten ist. Zugleich können mit dem Verfahren auch solche Oberflächenabschnitte bearbeitet werden, deren zu entfernende Oberflächenbestandteile jeweils eine Bearbeitung durch den Flüssigkeitsstrahl aus abweichenden Richtungen erfordern, wie dies beispielsweise bei der Entfernung von Beschichtungen oder Lacken eintritt.

Die zweitgenannte Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düse relativ zu der Vorrichtung beweglich angeordnet ist. Hierdurch kann in einfacher Weise die gewünschte Umkehrung des Flüssigkeitsstrahles erfolgen, indem lediglich die Düse oder ein die Düse tragender Abschnitt der Vorrichtung beweglich angeordnet ist. Der Flüssigkeitsstrahl kann dabei kontinuierlich aus der Düse austreten, so daß eine permanente, wechselnde Krafteinwir kung sichergestellt ist.

Dabei ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß die Düse um eine im wesentlichen horizontale Achse schwenkbar an der Vorrichtung angeordnet ist. Hierdurch trifft der Flüssigkeitsstrahl beispielsweise abwechselnd von verschiedenen Seiten auf den Oberflächenabschnitt des Werkstückes auf. Dabei kann in schneller Abfolge eine Umkehrung der angreifenden Verformungskräfte erreicht werden, wodurch der gegenüber dem Oberflächenabschnitt hervortretende Grat in kurzer Zeit abgetrennt wird.

Eine weitere, besonders zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird dadurch geschaffen, daß die Düse um eine im wesentlichen vertikale Achse drehbeweg lich an der Vorrichtung angeordnet ist, um dadurch problemlos eine Krafteinleitung aus allen Richtungen zu erreichen, die zu einer zuverlässigen Trennung des Grates führt.

Dabei kann die Vorrichtung mit einer Drehachse ausgestattet sein, um die ein die Düse aufnehmender Abschnitt der Vorrichtung umlaufend drehbeweglich angeordnet ist. Eine andere vorteilhafte Abwandlung wird auch erreicht, wenn die Düse zwischen zwei End positionen hin- und herbeweglich angeordnet ist, wodurch die Anordnung der Zuleitungen für die Flüssigkeit erleichtert wird. Hierzu kann die Düse mit einem flexiblen Schlauch ausgestattet sein, welcher die gewünschte eingeschränkte Beweglichkeit ermöglicht.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Düse mittels eines Antriebes beweglich ist. Hierdurch kann der zeitliche Ablauf der mittels des Flüssigkeitsstrahles übertragbaren Krafteinwirkung in optimaler Weise an die Werkstoffeigenschaften und die Geometrie des gegenüber der Oberfläche hervortretenden Grates abgestimmt werden, der dadurch in minimaler Zeit abgetrennt werden kann.

Eine weitere, besonders einfache Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird dadurch geschaffen, daß die Düse durch die Rückstoßkraft der aus der Düse austretenden Flüssigkeit antreibbar ist. Hierdurch entfällt der zusätzliche Aufwand für einen Antrieb wobei die Geschwindigkeit der beweglichen Düse insbesondere durch den Flüssigkeitsdruck bestimmt wird.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be schrieben. Diese zeigt jeweils in einer seitlichen, teilweise geschnittenen Darstellung in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer gebogenen Zuleitung;

Fig. 2 eine weitere Vorrichtung mit einem eine Düse aufnehmenden Formkörper.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes 2 mit einem gegenüber einer Oberfläche 3 des Werkstückes 2 hervortreten den Fräsgrat 4. Dieser unerwünschte Fräsgrat 4 wird mittels eines Hochdruck flüssigkeitsstrahles 5, welcher aus einer Düse 6 der Vorrichtung 1 mit einer im wesentli chen quer zu einer Haupterstreckung des Fräsgrates 4 auftreffenden Wirkrichtung aus tritt, getrennt. Um dabei ein unerwünschtes Verbiegen oder ein Anpressen des Fräsgra tes 4 gegen die Oberfläche 3 zu vermeiden, wird der Flüssigkeitsstrahl 5 in schneller Abfolge aus unterschiedlichen Richtungen auf den Fräsgrat 4 gelenkt. Hierzu ist die Düse 6 an einer gebogenen Zuleitung 7 angeordnet, deren vertikaler Abschnitt 8 mit einem handelsüblichen Antrieb 9 verbunden ist. Hierdurch kann die Drehzahl der um eine im wesentlichen vertikale Achse 10 rotierenden Düse 6 an die Werkstoffeigenschaften und die Geometrie des Fräsgrates 4 angepaßt werden, um so den Trennvorgang zu be schleunigen. Der Fräsgrat 4 wird dabei mit einer schnell wechselnden Krafteinwirkung mittels des Flüssigkeitsstrahles 5 beaufschlagt, wodurch dieser schließlich bricht.

Eine weitere Vorrichtung 11 zeigt die Fig. 2 in einer geschnittenen Seitenansicht. Dabei ist eine Düse 12 der Vorrichtung 11 an einem Formteil 13 angeordnet, welches an einer nicht dargestellten Aufnahme drehbeweglich angeordnet werden kann. Diese Ausführung gestattet zusätzlich gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausführung die Anordnung einer oder mehrerer weiterer baugleicher oder abgewandelter, nicht dargestellter Düsen, wo durch der Trennvorgang des gegenüber dem Werkstück 2 hervortretenden Fräsgrates 4 weiter beschleunigt werden kann. Ein hierzu aus einer dem Flüssigkeitsstrahl 5 abge wandten Richtung auftreffender weiterer Flüssigkeitsstrahl ist dabei lediglich durch eine gestrichelte Linie 14 dargestellt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Vorrichtung

2

Werkstück

3

Oberfläche

4

Fräsgrat

5

Flüssigkeitsstrahl

6

Düse

7

Zuleitung

8

Abschnitt

9

Antrieb

10

vertikale Achse

11

Vorrichtung

12

Düse

13

Formteil

14

Linie

Claims

1. Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstückes, insbesondere zum Ent graten, bei dem ein Flüssigkeitsstrahl mit hohem Druck auf einen zu bearbeitenden Bereich des Werkstückes gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüs sigkeitsstrahl in schneller Abfolge aus unterschiedlichen Richtungen auf den zu be arbeitenden Bereich gelenkt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Düse (6, 12) relativ zu der Vorrichtung (1, 11) beweglich ange ordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (6, 12) um eine im wesentlichen horizontale Achse schwenkbar an der Vorrichtung (1, 11) an geordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (6, 12) um eine im wesentlichen vertikale Achse (10) drehbeweglich an der Vorrichtung (1, 11) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die Düse zwischen zwei Endpositionen hin- und herbeweglich angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß die Düse (6) mittels eines Antriebes (9) beweglich ist.

7. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß die Düse durch die Rückstoßkraft der aus der Düse austretenden Flüssig keit antreibbar ist.