DE102005025736A1

DE102005025736A1 - Welding beads removing method for use in internal combustion engine, involves brushing off workpiece surface by using brushes that rotates around its central axis of rotation, and removing welding beads from workpiece surface

Info

Publication number: DE102005025736A1
Application number: DE200510025736
Authority: DE
Inventors: Wilfried Bien; Jan-Peter Dipl.-Ing. Elfeldt; Michael Dipl.-Ing. Halves; Thomas Dipl.-Ing. Hülsberg; Uwe Dipl.-Ing. Klüßmann; Holger Dipl.-Ing. Nuhn; Ralf Dipl.-Ing. Pünjer; Olav Dipl.-Ing. Reinhardt; Dirk Dipl.-Ing. Riewert; Alfred Riggers; Thorsten Dipl.-Ing. Sternal
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-06-04
Filing date: 2005-06-04
Publication date: 2006-12-07

Abstract

The method involves brushing off a workpiece surface by using brushes (1) that rotate around its central axis of rotation. The workpiece surface is formed by a bore wall (4) of a connection flange, an inner side (6) of an exhaust gas line and welding seams (9) between the connection flange and the exhaust gas line. Welding beads are removed from the workpiece surface by blowing off and washing away. The workpiece surface is cooled by using compressed air or inert gases before the brushing procedure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von an einer Werkstückoberfläche anhaftenden Schweißperlen.The The invention relates to a method for removing adhering to a workpiece surface Beads of sweat.

Aus der DE 93 13 793.1 U1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen und Entfernen von Schlacken und Schweißperlen bekannt, wobei dort mittels einer Schneidkante eines Kombinationswerkzeuges an einer Werkstückoberfläche anhaftende Schweißperlen in einer schabenden Bewegung von der Werkstückoberfläche abgelöst werden. Der Einsatz dieses Verfahrens ist bei Werkstückoberflächen im Bereich von Schweißnähten zwischen Abgasleitungen und Verbindungsflanschen einer Brennkraftmaschine besonders problematisch, da der von der Schweißnaht gebildete Hinterschnitt von dem scharfkantigen Schaber nur sehr umständlich zu überwinden ist. Hierbei ist es zweifelhaft, dass mittels des Schabers die hinter dem Hinterschnitt liegenden Schweißperlen vollständig erfasst und abgelöst werden können. Dies ist jedoch ein maßgeblicher Anspruch an das Verfahren zum Entfernen der Schweißperlen, da anderenfalls sich diese im Motorbetrieb durch Vibrationen und Thermik ablösen können und im Abgasstrom wie Geschosse einem im Abgasstrang nachgeschalteten Abgaskonverter und/oder einem Abgasturbolader zugeführt werden, bei welchen sie nach Kollision größere Schäden anrichten können. Des Weiteren können durch den Schabvorgang die Wandstärken der Wandungen der Abgasleitung in unerwünschter Weise soweit reduziert werden, dass diese im Motorbetrieb Risse erhalten und somit zum Ausfall der gesamten Abgasanlage führen. Weiterhin kann durch das Schaben die Schweißnaht selber, die selbst mit Schweißperlen bzw. Schweißspritzern übersät ist, geschädigt werden, was die Haltbarkeit des Schweißverbundes zwischen dem Verbindungsflansch und der Abgasleitung erheblich reduziert.From the DE 93 13 793.1 U1 An apparatus and a method for cleaning and removing slags and welding beads is known, wherein there by means of a cutting edge of a combination tool adhering to a workpiece surface welding beads are removed in a scraping movement of the workpiece surface. The use of this method is particularly problematic in the case of workpiece surfaces in the region of welds between exhaust pipes and connecting flanges of an internal combustion engine, since the undercut formed by the weld is only very cumbersome to overcome by the sharp-edged scraper. In this case, it is doubtful that the swabs located behind the undercut can be completely grasped and detached by means of the scraper. However, this is a significant claim to the method for removing the beads of sweat, otherwise they can replace in engine operation by vibration and thermal and be supplied in the exhaust stream such as projectiles in the exhaust line downstream exhaust gas converter and / or an exhaust gas turbocharger, in which they larger after collision Can cause damage. Furthermore, by the scraping process, the wall thicknesses of the walls of the exhaust pipe can be undesirably reduced to the extent that they get cracks in engine operation and thus lead to failure of the entire exhaust system. Furthermore, by scraping the weld itself, which itself is littered with welding beads or welding spatter, be damaged, which significantly reduces the durability of the welded joint between the connecting flange and the exhaust pipe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem Schweißperlen an einer Werkstückoberfläche im Bereich von Schweißnähten zwischen Abgasleitungen und Verbindungsflanschen einer Brennkraftmaschine auch an Stellen mit Hinterschnitt in einfacher Weise schadensfrei entfernt werden können.Of the Invention is based on the object of specifying a method at the welding beads on a workpiece surface in the area of welds between Exhaust pipes and connecting flanges of an internal combustion engine even in places with undercut in a simple way damage-free can be removed.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The Task is inventively by the features of claim 1 solved.

Aufgrund der Flexibilität der Borsten der Bürste können in einfacher Weise auch Bereiche von Werkstückoberflächen reinigend erreicht werden, die Hinterschnitte aufweisen. Durch eine geeignete Wahl der Borsteneigenschaften der Bürste, wie Material, Dicke und/oder Länge der Borsten, kann deren Elastizität und dadurch der Anpressdruck auf die zu reinigende Stelle der Werkstückoberfläche optimal an die bestehenden Anforderungen angepasst werden, so dass die Schweißnaht und der Grundwerkstoff der Abgasleitung bei der Bürstbearbeitung nicht geschädigt werden. Trotz des pfleglichen Umgangs beim Bearbeitungsvorgang mit der Bürste kann die Beaufschlagung so eingestellt werden, dass sich sämtliche im Motorbetrieb lösbaren Schweißperlen bzw. Schweißspritzer ablösen. Die abgelösten Schweißperlen bleiben entweder in den Borsten der Bürste hängen, wonach diese gereinigt werden muss, oder/und sie fallen in die Abgasleitung, aus der sie dann in einem abschließenden Arbeitsgang mittels Druckluft ausgeblasen oder mittels einer Flüssigkeit ausgeschwemmt werden.by virtue of the flexibility the bristles of the brush can in a simple manner also areas of workpiece surfaces can be achieved cleaning, have the undercuts. By a suitable choice of bristle properties the brush, such as material, thickness and / or length the bristles, their elasticity and thereby the contact pressure on the point to be cleaned of the workpiece surface optimally to the existing Requirements are adjusted so that the weld and the base material of the exhaust pipe is not damaged during brushing. Despite the careful handling of the machining process with the brush can the admission be adjusted so that all in the Motor operation detachable beads of sweat or spatter peel off. The detached ones beads of sweat either hang in the bristles of the brush, after which they are cleaned must be, or / and they fall into the exhaust pipe, from which they then in a final Operation blown out by means of compressed air or flushed out by means of a liquid become.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 erfolgt das Bürsten um die Drehachse der Bürste rotierend. Hierdurch wird erreicht, dass alle Borsten der Bürste in gleicher Stärke bei der Beaufschlagung der zu reinigenden Werkstückoberflächen abgenutzt werden, so dass ein gleichmäßiger Verschleiß der Bürste erreicht wird, aufgrund dessen die Bürste länger einsetzbar ist.In a particularly preferred embodiment of the invention according to claim 2, the brushing takes place around the axis of rotation of the brush rotary. This ensures that all bristles of the brush in the same Strength be worn in the application of the workpiece surfaces to be cleaned, so that achieved a uniform wear of the brush becomes, due to which the brush longer can be used.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 wird das Bürsten maschinell betrieben, wobei insbesondere Roboter zum Einsatz kommen. Hierdurch wird eine gleichmäßige Bearbeitung der Werkstückoberflächen erzielt, was zu einer hohen Wiederholgenauigkeit beim Reinigen mehrerer gleichgestalteter Werkstückoberflächen führt. Hierdurch werden unterschiedliche Arbeitsergebnisse vermieden, die aus einer manuellen Betätigung durch Werker auftreten, da deren Bearbeitung von der Tagesform und der Leibeskraft abhängig ist.In a further, particularly preferred embodiment of the invention according to claim 3, the brushing operated by machines, in particular robots are used. This will result in uniform processing achieved the workpiece surfaces, resulting in a high repeat accuracy when cleaning several identically designed workpiece surfaces. hereby Different work results are avoided, resulting from a manual operation occur by workers, since their processing of the day form and dependent on physical strength is.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 wird die Kontur der Werkstückoberfläche mit der Bürste abgefahren. Hierdurch sind beliebige, insbesondere ovale Konturen der Werkstückoberfläche in gleicher Weise von der Beaufschlagung der Bürste erfassbar, wodurch besonders gewährleistet wird, dass alle Schweißspritzer bzw. Schweißperlen von der Bürstbearbeitung erreicht und entfernt werden. Toleranzabweichungen der zu reinigenden Oberflächen spielen beispielsweise bei einer Kreissymmetrie der Oberfläche dann keine Rolle mehr.In a further, particularly preferred embodiment of the invention According to claim 4, the contour of the workpiece surface is traveled with the brush. As a result, any, in particular oval contours of the workpiece surface in the same way from the application of the brush detectable, which ensures especially will that all spatter or welding beads from brushing be reached and removed. Tolerance deviations of the to be cleaned surfaces play for example in a circular symmetry of the surface then no longer matter.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 wird die Werkstückoberfläche vor dem Bürstvorgang gekühlt. Hierdurch wird der Verschleiß der Bürste ganz erheblich herabgesetzt, was dieser eine besonders lange Haltbarkeit verleiht. Die Kühlung wird vorzugsweise mittels Druckluft oder Inertgasen durchgeführt, wodurch eine Korrosion der heißen Oberflächen verhindert wird. Des Weiteren ist darauf zu achten, dass die Werkstückoberflächen gleichmäßig heruntergekühlt werden, da sonst die Schweißnaht versprödet und dadurch, insbesondere im Motorbetrieb, schadhaft wird. Dies kann dazu führen, dass die Schweißnaht versagt und dadurch die Funktion des gesamten Abgasstranges außer Kraft gesetzt wird.In a further, particularly preferred embodiment of the invention according to claim 5, the workpiece surface is cooled before the brushing operation. This will completely erode the brush significantly reduced, which gives this a particularly long shelf life. The cooling is preferably carried out by means of compressed air or inert gases, whereby corrosion of the hot surfaces is prevented. Furthermore, care must be taken to ensure that the workpiece surfaces are cooled evenly, otherwise the weld becomes brittle and thus becomes defective, in particular during engine operation. This can cause the weld to fail and thereby override the function of the entire exhaust line.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.following the invention with reference to an illustrated in the drawings embodiment explained in more detail.

Dabei zeigt:there shows:

1 in einer frontalen Ansicht eine für das erfindungsgemäße Verfahren verwandte Bürste, 1 in a frontal view of a related to the inventive method brush,

2 in einer Seitenansicht die Bürste aus 1 mit einer Schraubhalterung, 2 in a side view of the brush 1 with a screw holder,

3 in einer perspektivischen Ansicht einen Schweißverbund zwischen einer Abgasleitung und einem Verbindungsflansch mit Schweißspritzern vor einer erfindungsgemäßen Bearbeitung mittels Bürsten, 3 in a perspective view of a welded joint between an exhaust pipe and a connecting flange with welding spatter before machining according to the invention by means of brushes,

4 in einer perspektivischen Darstellung den Schweißverbund von 3 nach abgeschlossener Bürstbearbeitung. 4 in a perspective view of the welded joint of 3 after completion of brushing.

In 1 ist eine vielborstige und weiche Bürste 1 dargestellt, die an ihrer Rückseite 2 gemäß 2 eine Schraubhalterung 3 aufweist, mittels derer sie an einem Handlingsro boter angebracht ist. Zum Entfernen von an einer von einer Bohrungswandung 4 eines Verbindungsflansches 5 und der Innenseite 6 einer Abgasleitung 7 einer Brennkraftmaschine gebildeten Werkstückoberfläche anhaftenden Schweißperlen 8, die aus der Herstellung des Schweißverbundes von der Abgasleitung 7, die im Übrigen auch einen Abgaskrümmer bilden kann, mit dem Verbindungsflansch 5 herrühren und in gleicher Weise wie die Bohrungswandung 4 und die Innenseite 6 der Abgasleitung 7 auch die Schweißnaht 9 zwischen Verbindungsflansch 5 und Abgasleitung 7 übersäen, werden die Bohrungswandung 4 und die Innenseite 6 der Abgasleitung 7 sowie die Schweißnaht 9 mittels der um ihre zentrale Drehachse 10 rotierenden Bürste 1 abgebürstet, wobei in 3 die Annäherung der Bürste 1 an die Werkstückoberfläche 4, 6 und 9 zu sehen ist. Gemäß 4 lösen sich die Schweißperlen 8 von der Werkstückoberfläche 4, 6 und 9 durch die Bürstbearbeitung ab und bleiben entsprechend der Schwerkraft weitgehend in einem unteren Bereich 11 der Werkstückoberfläche 4, 6 und 9 liegen. Danach wird die Bürste 1 von der Werkstückoberfläche 4, 6 und 9 zurückgezogen, wonach in einem weiteren Arbeitsgang die gelösten und im Bereich 11 verbliebenen Schweißperlen 8 mittels Druckluft aus dem Schweißverbund heraus geblasen oder mittels einer Flüssigkeit aus diesem herausgeschwemmt wird.In 1 is a bristly and soft brush 1 shown at the back 2 according to 2 a screw holder 3 by means of which it is attached to a robot Handlingsro. To remove from one of a bore wall 4 a connecting flange 5 and the inside 6 an exhaust pipe 7 an internal combustion engine formed workpiece surface adhering welding beads 8th resulting from the production of the welded joint from the exhaust pipe 7 , which can also form an exhaust manifold, with the connecting flange 5 and in the same way as the bore wall 4 and the inside 6 the exhaust pipe 7 also the weld 9 between connecting flange 5 and exhaust pipe 7 litter, become the bore wall 4 and the inside 6 the exhaust pipe 7 as well as the weld 9 by means of their central axis of rotation 10 rotating brush 1 brushed, being in 3 the approach of the brush 1 to the workpiece surface 4 . 6 and 9 you can see. According to 4 the beads of sweat dissolve 8th from the workpiece surface 4 . 6 and 9 through the brushing and remain largely in accordance with gravity in a lower area 11 the workpiece surface 4 . 6 and 9 lie. After that, the brush will 1 from the workpiece surface 4 . 6 and 9 withdrawn, after which in a further operation the dissolved and in the area 11 remaining beads of sweat 8th is blown out of the welded composite by means of compressed air or is flushed out of it by means of a liquid.

Es ist denkbar, dass vor dem Bürstvorgang die Schweißperlen 8 weit in das Innere der Abgasleitung 7 gedrungen sind und dort an den Wandungen anhaften. Um diese Schweißperlen abzulösen, kann die Bürste 1 mit einer flexiblen Welle verbunden sein, durch die die Bürste 1 dem gebogenen Verlauf der Abgasleitung 7 bis zum Ort der Schweißperlenablagerung folgen kann.It is conceivable that before the brushing process, the welding beads 8th far into the interior of the exhaust pipe 7 squat and cling to the walls. To remove these beads, the brush can 1 be connected to a flexible shaft through which the brush 1 the curved shape of the exhaust pipe 7 until the place of weld bead deposit can follow.

Die mittels eines Roboters maschinell betriebene Bürstbearbeitung erfolgt im Übrigen derart, dass die Kontur der Werkstückoberfläche 4, 6 und 9 mit der Außenseite 12 der rotieren de Bürste 1 beispielsweise im Uhrzeigersinn abgefahren wird, wobei sich die Drehachse 10 der Bürste 1 in entsprechender Richtung bewegt.The mechanically operated brushing by means of a robot otherwise takes place in such a way that the contour of the workpiece surface 4 . 6 and 9 with the outside 12 the rotate de brush 1 for example, is driven clockwise, with the axis of rotation 10 the brush 1 moved in the appropriate direction.

Es sei an dieser Stelle betont, dass die Bürste 1 durch die Elastizität ihrer Borsten beim Hinein- und Herausfahren in den bzw. aus dem Innenraum des Schweißverbundes von Verbindungsflansch 5 und Abgasleitung 7 die umlaufende Schweißnaht 9, die durch ihr radial nach innen gerichtetes Einstehen einen Hinterschnitt bildet, in einfacher Weise nahezu ungehindert passieren kann. Bei dem Reinigungsvorgang werden sämtliche Stellen und Winkel der Werkstückoberfläche 4, 6 und 9 erfasst.It should be stressed at this point that the brush 1 by the elasticity of their bristles when going in and out in or out of the interior of the welded joint of connecting flange 5 and exhaust pipe 7 the circumferential weld 9 , which forms an undercut through its radially inward standing, can happen in a simple manner almost unhindered. In the cleaning process, all locations and angles of the workpiece surface 4 . 6 and 9 detected.

Claims

Method for removing on a workpiece surface ( 4 . 6 . 9 ) in the area of welds ( 9 ) between exhaust pipes ( 7 ) an internal combustion engine and connecting flanges ( 5 ) adhering beads ( 8th ), wherein the workpiece surface ( 4 . 6 . 9 ) is processed by means of brushes and the thereby detached beads of sweat ( 8th ) are then removed by blowing away or washing away from it.

A method according to claim 1, characterized in that the brushing about the axis of rotation ( 10 ) of the brush ( 1 ) is rotating.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized that brushing is operated by machine.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the contour of the workpiece surface ( 4 . 6 . 9 ) with the brush ( 1 ) down will be.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the workpiece surface ( 4 . 6 . 9 ) is cooled before the brushing process.