DE19904945A1 - Interior surface abrading equipment, e.g. for deburring and rounding bore edges in fuel injection nozzles, comprises an abrasive elastic element fitted in a pressure pipe opening and expanded by pressure within the pipe - Google Patents
Interior surface abrading equipment, e.g. for deburring and rounding bore edges in fuel injection nozzles, comprises an abrasive elastic element fitted in a pressure pipe opening and expanded by pressure within the pipeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bear beitung von Oberflächen an der Innenseite eines Werkstücks, beispielsweise Verschneidungskanten an einer Bohrung.The invention relates to a device for Bear processing of surfaces on the inside of a Workpiece, for example intersection edges a hole.
Eine gute Oberflächenbearbeitung wie die Entgratung und Verrundung von Bohrungs- oder Stanzkanten ist für die Funktionsfähigkeit, Sicherheit und Ästhetik von vielen technischen Produkten und Verfahren von wesentlicher Bedeutung. Ein Anwendungsfall, in dem eine exakte Oberflächenbearbeitung mit einer defi nierten Verrundung von Verschnittkanten erforder lich ist, sind beispielsweise Einspritzdüsen für Diesel- oder Ottomotoren. Um eine gute Verwirbelung des Kraftstoff-Luft-Gemischs und damit einen opti malen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu errei chen, sind zunehmend höhere Kraftstoffdrücke erfor derlich. Diese stellen hohe Ansprüche an die Ober flächenbeschaffenheit der Bohrungen der Kraftstoff düsen. Zu scharfe Kanten führen zu unerwünschten lokalen Druckmaxima (Spannungsmaxima), die die Le bensdauer der Einspritzdüse beeinträchtigen können. Ein weiteres Problem dabei ist, daß zu bearbeitende Oberflächenbereiche im Innern eines Werkstück wie zum Beispiel die Verschnittkanten beim Aufeinander treffen zweier Bohrungen nur schwer zugänglich sind.Good surface finishing like deburring and rounding of drilling or punched edges for functionality, safety and aesthetics of many technical products and processes from essential. A use case where an exact surface treatment with a defi ned rounding of cut edges required is, for example, injectors for Diesel or petrol engines. For a good swirl of the fuel-air mixture and thus an opti to achieve paint efficiency of the internal combustion engine increasingly higher fuel pressures are required such. These place high demands on the waiters surface condition of the holes of the fuel nozzles. Too sharp edges lead to unwanted ones local pressure maxima (voltage maxima) that the Le injector life. Another problem with this is that to be processed Surface areas inside a workpiece such as for example the cut edges when stacked two holes are difficult to access are.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Oberflächen in einem Innenraum eines Werkstücks mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist ein in das Werkstück einschiebbares Druckrohr mit wenigstens einer äußeren Öffnung, ein elastisches Element mit einer abrasiv wirkenden Oberfläche, welches die Öffnung des Druckrohres abdeckt und durch einen Überdruck im Druckrohr im Bereich der Öffnung aus dehnbar ist, und eine Antriebseinrichtung zur peri odischen Bewegung der Oberflächenbearbeitungsein richtung relativ zu dem Werkstück derart auf, daß der ausgedehnte Bereich des elastischen Elements einen Materialabtrag an dem zu bearbeitenden Ober flächenbereich im Innenraum des Werkstücks hervor ruft. Die erfindungsgemäße Oberflächenbearbeitungs vorrichtung hat den Vorteil, daß gezielt nur die zu entgratenden oder abzurundenden Kanten oder Durch brüche bearbeitet werden können, während die son stigen Innenflächen nicht beschädigt werden. Durch den Flüssigkeits- und/oder Gasdruck in dem Druck rohr dehnt sich das elastische Element an einem Be reich ausgewölbt, so daß sich eine günstige Form insbesondere für die Bearbeitung von ellipsenförmi gen Verschneidungskanten beim Aufeinandertreffen zweier Bohrungen ergibt. Der Flüssigkeits- und/oder Gasdruck sorgt für eine elastische Gegenkraft. Die Schleifbewegung wird durch eine periodische Bewe gung der Bearbeitungsvorrichtung relativ zu dem Werkzeug hervorgerufen.The processing device according to the invention of surfaces in an interior of a workpiece with the features of claim 1 has one in the Workpiece insertable pressure pipe with at least an outer opening with an elastic element an abrasive surface, which the Covers the opening of the pressure pipe and through a Overpressure in the pressure pipe in the area of the opening is stretchable, and a drive device for peri odic movement of the surface treatment direction relative to the workpiece such that the extended area of the elastic element a material removal on the waiter to be processed area in the interior of the workpiece calls. The surface processing according to the invention device has the advantage that only the targeted deburred or rounded edges or through fractions can be edited while the son internal surfaces are not damaged. By the liquid and / or gas pressure in the pressure tube, the elastic element expands on a be richly arched, so that a favorable shape especially for the processing of elliptical against intersection edges when they meet two holes results. The liquid and / or Gas pressure ensures an elastic counterforce. The Grinding movement is by a periodic movement tion of the processing device relative to that Tool.
Eine bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Oberflächenbearbeitungsvorrichtung weist ein Innen rohr mit einer äußeren Öffnung, ein gegenüber dem Innenrohr abgedichtetes Außenrohr mit einer Mehr zahl von umfangsseitigen Öffnungen auf, wobei das elastische Element die Öffnungen des Außenrohres abdeckt und die Öffnung des Innenrohres durch Dre hung desselben um seine Längsachse mit der zu bear beitenden Stelle im Innenraum des Werkstücks in Übereinstimmung bringbar ist. Diese bevorzugte Va riante der Erfindung hat den Vorteil, daß der ge samte Umfang des elastischen Elements genutzt wer den kann, da durch Verdrehung des Innenrohres rela tiv zu dem Außenrohr verschiedene Stellen des ela stischen Elementes jeweils mit Druck beaufschlagt und als aktive Oberfläche verwendet werden können. A preferred variant of the invention Surface treatment device has an interior tube with an outer opening, one opposite the Inner tube sealed outer tube with a more number of peripheral openings, the elastic element the openings of the outer tube covers and the opening of the inner tube by Dre hung it around its longitudinal axis with the bear processing point in the interior of the workpiece Agreement can be brought. This preferred Va Riante of the invention has the advantage that the ge Whole extent of the elastic element used can, because by turning the inner tube rela tiv to the outer tube different places of the ela tical element each pressurized and can be used as an active surface.
Als Druckmedium kann eine Flüssigkeit, beispiels weise Öl oder ein Gas, beispielsweise Druckluft verwendet werden. Das elastische Element weist an seiner Oberfläche vorzugsweise abrasiv wirkende Fa sern, beispielsweise aus Nylon oder beschichtetem Metallmaterial auf.A liquid, for example such as oil or a gas, such as compressed air be used. The elastic element instructs its surface preferably abrasive star, for example made of nylon or coated Metal material.
Die Antriebseinrichtung erzeugt vorzugsweise eine ellipsenförmige Relativbewegung der Oberflächenbe arbeitungsvorrichtung relativ zum Werkstück. Ein derartige Bewegung ist insbesondere vorteilhaft zur Bearbeitung von ellipsenförmigen Verschnittkanten beim Aufeinandertreffen zweier Bohrungen.The drive device preferably generates one elliptical relative movement of the surface working device relative to the workpiece. On such movement is particularly advantageous for Processing of elliptical cut edges when two holes meet.
Vorzugsweise ist das elastische Element mittels ei ner Umfangsnut am Druckrohr befestigt.The elastic element is preferably by means of egg ner circumferential groove attached to the pressure pipe.
Zur besseren Abstützung der Bearbeitungsvorrichtung kann diese ein oder mehrere Abstützelemente mit ei ner gleitfähigen Oberfläche beispielsweise aus Me tall oder Kunststoff aufweisen.For better support of the processing device can this one or more support elements with egg ner slippery surface, for example made of Me tall or plastic.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevor zugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail erläutert, in denen The invention is based on before preferred embodiments with reference to the accompanying drawings are explained in detail, in which
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines er sten Ausführungsbeispiels der erfin dungsgemäßen Oberflächenbearbeitungs vorrichtung ist; Fig. 1 is a schematic representation of a he first embodiment of the inventive surface treatment device;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der Bearbeitungsvorrichtung von Fig. 1 ist; Fig. 2 is a cross-sectional view along the line II-II of the processing apparatus of Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfin dungsgemäßen Oberflächenbearbeitungs vorrichtung ist; und Fig. 3 is a schematic representation of a second embodiment of the inventive surface treatment device; and
Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 3 ist. FIG. 4 is a cross-sectional view along line IV-IV of FIG. 3.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Oberflächenbearbeitungsvorrich tung. Diese weist ein Druckrohr 2 aus einem geeig neten Werkstoff wie Metall oder Kunststoff mit vor zugsweise zylindrischem Querschnitt auf, das in ei nen zu bearbeitenden Innenraum eines Werkstückes 6 einschiebbar ist. Die Form des Druckrohrs ist dabei vorteilhaft der Form des Innenraumes 7, beispiels weise einer Bohrung im Werkstück 6, angepaßt. In die Bohrung 7 können beispielsweise weitere Bohrun gen 11 münden, die im Schnittbereich eine ellipsen förmige Verschnittkante 8 bilden, die entgratet und/oder verrundet werden soll. Dazu ist an dem Druckrohr 2 ein elastisches Element 3 mit einer ab rasiv wirkenden Oberflächenbeschichtung aus Kunst stofffasern oder beschichtetem Metallmaterial vor gesehen. Das elastische Element 3 deckt eine äußere Öffnung 4 in dem Druckrohr 2 ab, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Erzeugt man im Innern des Druckrohrs 2 mittels eines Druckmediums, das eine Flüssigkeit wie Öl oder Wasser oder ein Gas wie Druckluft sein kann, einen Überdruck, so strömt das Druckmedium durch die Öffnung 4 und erzeugt ei ne Ausbeulung des elastischen Mediums 3. Der Druck im Druckrohr und die Elastizität des elastischen Elements 3 werden vorzugsweise so gewählt, daß die entstehende Ausbeulung den Dimensionen der zu ver arbeitenden Schnittkante entspricht. Durch eine (nicht dargestellte) Antriebseinrichtung wie einem Exzenter, einer Kurvenscheibe oder dergleichen wird eine periodische Bewegung der Bearbeitungsvorrich tung 1 relativ zum Werkstück 6 erzeugt. Diese Bewe gung kann vorzugsweise ellipsenförmig sein, wie durch eine gestrichelte Pfeillinie auf der rechten Seite des Druckrohrs 2 schematisch angedeutet ist. Mittels der abrasiven Beschichtung an dem ausge beulten Bereich des elastischen Elements 3, der ge rade an der Position der zu bearbeitenden Ver schnittkante angeordnet ist, wird der gewünschte Materialabtrag erzielt. Selbstverständlich kann die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung mit mehreren elastischen Elementen 3 versehen sein, um mehrere Verschnittkanten 8 gleichzeitig zu bearbeiten. Der Abstand der einzelnen elastischen Elemente 3 von einander muß dann natürlich dem Abstand der zu be arbeitenden Bohrungen entsprechen. Damit ist bei der industriellen Massenfertigung von gleichartigen Werkstücken eine erhebliche Zeit- und damit Ko stenersparnis möglich. Fig. 1 shows a first embodiment of the surface processing device according to the invention. This has a pressure tube 2 made of a suitable material such as metal or plastic with a preferably cylindrical cross section, which can be inserted into an interior of a workpiece 6 to be machined. The shape of the pressure tube is advantageously adapted to the shape of the interior 7 , for example a hole in the workpiece 6 . For example, further holes 11 can open into the bore 7 and form an elliptical cutting edge 8 in the cutting area, which is to be deburred and / or rounded. For this purpose, an elastic element 3 with an abrasive surface coating made of plastic fibers or coated metal material is seen on the pressure pipe 2 . The elastic element 3 covers an outer opening 4 in the pressure tube 2 , as can be seen in particular from FIG. 2. If an excess pressure is generated inside the pressure tube 2 by means of a pressure medium, which can be a liquid such as oil or water or a gas such as compressed air, the pressure medium flows through the opening 4 and generates a bulge of the elastic medium 3 . The pressure in the pressure tube and the elasticity of the elastic element 3 are preferably chosen so that the bulge that arises corresponds to the dimensions of the cutting edge to be processed. A (not shown) drive device such as an eccentric, a cam or the like generates a periodic movement of the processing device 1 relative to the workpiece 6 . This movement can preferably be elliptical, as is indicated schematically by a dashed arrow line on the right side of the pressure pipe 2 . By means of the abrasive coating on the bulged area of the elastic element 3 , which is arranged straight at the position of the cutting edge to be machined, the desired material removal is achieved. Of course, the surface processing device can be provided with a plurality of elastic elements 3 in order to process a plurality of cutting edges 8 at the same time. The distance between the individual elastic elements 3 from each other must then of course correspond to the distance between the holes to be machined. This enables considerable time and thus cost savings in the industrial mass production of similar workpieces.
Die Oberflächenbearbeitungsvorrichtung 1 kann vor zugsweise ein Abstützelement 5 zur Positionierung der Vorrichtung 1 in der Werkstückbohrung 7 aufwei sen. Dieses Abstützelement 5 kann beispielsweise als Metall- oder Teflonring mit gleitfähiger Ober fläche ausgebildet sein.The surface processing device 1 can preferably have a support element 5 for positioning the device 1 in the workpiece bore 7 . This support element 5 can be formed, for example, as a metal or Teflon ring with a slidable upper surface.
Fig. 3 zeigt schematisch ein zweites Ausführungs beispiel der erfindungsgemäßen Oberflächenbearbei tungsvorrichtung 1. Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel weist die in Fig. 3 und 4 gezeigte Bearbeitungsvorrich tung ein Innenrohr 2 und ein Außenrohr 9 auf, die gegeneinander abgedichtet sind. Dabei muß die Ab dichtung nicht hermetisch dicht sein; ein gewisser Durchfluß des Druckmediums ist aus Reinigungsgrün den sogar vorteilhaft. Das Innenrohr 2 weist wie das Druckrohr 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 eine äußere Öffnung 4 auf, während das Au ßenrohr 9 eine Mehrzahl umfangsseitiger Öffnungen 10 aufweist. Ist die innere Öffnung 4 mit einer der äußeren Öffnungen 10 ausgerichtet, so strömt das Druckmedium durch die beiden Öffnungen 4, 10 und ruft wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Ausbeulung des elastischen Elements 3 hervor, das an dem Außenrohr 9 beispielsweise mittels einer Um fangsnut angebracht ist. Die Ausbeulung dient wie im ersten Ausführungsbeispiel als Schleifwerkzeug. Jedoch können durch Drehung des Innenrohres relativ zum Außenrohr verschiedene umfangsseitige Bereiche des elastischen Elements 3 als Schleifmedium ver wendet werden. Ist ein erster Bereich abgenutzt, so kann durch Drehung des Innenrohres ein anderer Be reich des elastischen Elements als Schleifwerkzeug verwendet werden. Die Lebensdauer der elastischen Elemente 3 ist daher erhöht. Fig. 3 shows schematically a second embodiment example of the surface processing device 1 according to the invention. In contrast to the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, the processing device shown in FIGS. 3 and 4 has an inner tube 2 and an outer tube 9 which are sealed off from one another. The seal does not have to be hermetically sealed; a certain flow of the pressure medium is even advantageous for cleaning reasons. The inner tube 2 , like the pressure tube 2 according to the exemplary embodiment of FIG. 1, has an outer opening 4 , while the outer tube 9 has a plurality of peripheral openings 10 . If the inner opening 4 is aligned with one of the outer openings 10 , the pressure medium flows through the two openings 4 , 10 and, like in the first exemplary embodiment, causes a bulge in the elastic element 3 , which is attached to the outer tube 9, for example by means of a circumferential groove is. As in the first exemplary embodiment, the bulge serves as a grinding tool. However, by rotating the inner tube relative to the outer tube, various peripheral areas of the elastic element 3 can be used as the grinding medium. If a first area is worn, another area of the elastic element can be used as a grinding tool by rotating the inner tube. The service life of the elastic elements 3 is therefore increased.
Claims (10)
- - ein in das Werkstück (6) einschiebbares Druckrohr (2) mit wenigstens einer äußeren Öffnung (4),
- - ein elastisches Element (3) mit abrasiv wirkender Oberfläche, welches die Öffnung (4) des Druckrohres (2) verschließt und durch einen Überdruck in dem Druckrohr (2) im Bereich der Öffnung (4) ausdehnbar ist, und
- - eine Antriebseinrichtung zur periodischen Bewegung der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung (1) relativ zum Werkstück (6) derart, daß der ausgedehnte Be reich des elastischen Elements (3) einen Material abtrag an der zu bearbeitenden Stelle der Werk stückoberfläche hervorruft.
- - a pressure tube ( 2 ) which can be pushed into the workpiece ( 6 ) and has at least one outer opening ( 4 ),
- - An elastic element ( 3 ) with an abrasive surface, which closes the opening ( 4 ) of the pressure tube ( 2 ) and can be expanded by an overpressure in the pressure tube ( 2 ) in the region of the opening ( 4 ), and
- - A drive device for periodic movement of the surface processing device ( 1 ) relative to the workpiece ( 6 ) such that the extensive loading area of the elastic element ( 3 ) causes a material removal at the workpiece surface to be machined.
- - ein Innenrohr (2) mit wenigstens einer äußeren Öffnung (4),
- - ein gegenüber dem Innenrohr (2) abgedichtetes Au ßenrohr (9) mit einer Mehrzahl von umfangsseitigen Öffnungen (10),
- - wobei das elastische Element (3) die Öffnungen (10) des Außenrohres (9) abdeckt, und die Öffnungen (4) des Innenrohres (2) durch Drehung des Innenroh res (2) um seine Längsachse mit der zu bearbeiten den Stelle am Werkstück (6) in Übereinstimmung bringbar ist.
- - an inner tube ( 2 ) with at least one outer opening ( 4 ),
- - A with respect to the inner tube ( 2 ) sealed outer tube ( 9 ) with a plurality of peripheral openings ( 10 ),
- - Wherein the elastic element ( 3 ) covers the openings ( 10 ) of the outer tube ( 9 ), and the openings ( 4 ) of the inner tube ( 2 ) by rotating the inner tube res ( 2 ) about its longitudinal axis with the point to be machined on the workpiece ( 6 ) can be reconciled.
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