DE4015412C1 - Metal work deburring tool - has sonde inserted into bore to discharge high pressure water - Google Patents

Metal work deburring tool - has sonde inserted into bore to discharge high pressure water

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Abstract

The de-burring tool inserts a sonde connected to a highpressure water pump into the holes to be cleaned, using outlets at opposing points of the sonde periphery and opposed in direction. The sonde (5) rotates and the outlet bores (8,9) are at an angle to the longitudinal axis of the sonde. The sonde endface is radiussed. USE/ADVANTAGE - Surface machining. Highpressure jets from the rotating sonde strike the machined surface at opposed angles to counteract disturbing forces seeking to displace sonde.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgraten von Mün­ dungspunkten wenigstens zweier Bohrungen im Innern eines Kör­ pers, vorzugsweise aus Metall, mit einer in die Bohrungen einführbaren, stirnseitig geschlossenen, an eine Hochdruck-Wasserpumpe angeschlossene Sonde mit umfangsmäßig gegenüber liegenden Austrittskanälen, die entgegengesetzt gerichtet sind.The invention relates to a device for deburring coin points of at least two bores inside a body pers, preferably made of metal, with one in the holes insertable, closed on the front, to a high pressure water pump connected probe with opposite circumferentially lying outlet channels, directed in opposite directions are.

Es ist üblich, z. B. Flüssigkeitskanäle in gegossenen Metall­ teilen durch nachträglich in das Metallteil angebrachte Bohrungen herzustellen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Flüssigkeit in dem Metallteil Richtungsänderungen unterworfen werden soll, da die Herstellung solcher Kanäle, beispielsweise beim Gießen des Metallteils, nur schwierig möglich ist und die Herstellung des Gußteils verkompliziert. Im einfachsten Fall werden die Flüssigkeitskanäle durch zwei Bohrungen herge­ stellt, die im Innern des Körpers aufeinandertreffen. Bei der Herstellung der zweiten Bohrung, die auf die erste Bohrung stößt, entsteht in bekannter Weise ein Grat, der in aller Re­ gel entfernt werden sollte.It is common e.g. B. Liquid channels in cast metal divide by retrofitting in the metal part To produce holes. This applies in particular if the Liquid in the metal part is subjected to changes in direction should be, since the production of such channels, for example when casting the metal part, is difficult and the Complicated manufacture of the casting. In the simplest case the liquid channels are created through two holes places that meet inside the body. In the Drill the second hole on the first hole bumps, a ridge arises in a known manner, which in all re gel should be removed.

In einem speziellen Anwendungsfall, nämlich bei Schmierölkanälen einer Kurbelwelle, stört der Grat zwar den Ölfluß nicht merk­ lich, kann sich aber im Betrieb der Kurbelwelle lösen und Be­ schädigungen verursachen, wenn er mit dem Ölfilm beispiels­ weise in das Kurbelwellenlager zwischen zwei gegeneinander be­ wegte Metallteile gerät und deren Oberfläche ankratzt. In a special application, namely with lubricating oil channels a crankshaft, the ridge does not disturb the oil flow Lich, but can come loose during operation of the crankshaft and Be cause damage if he with the oil film for example as be in the crankshaft bearing between two against each other moved metal parts and scratches their surface.  

Die übliche mechanische Entgratung versagt in diesem Fall in aller Regel, weil der Grat durch das mechanische Werkzeug meist nur weggebogen, nicht jedoch entfernt wird.The usual mechanical deburring fails in this case generally because the burr through the mechanical tool mostly just bent away, but not removed.

Eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art ist durch die DE 35 07 923 A1 bekannt. Darin ist eine Sonde beschrieben, die in eine Bohrung einführbar ist und geeignet ist, zwei sich kreuzende Bohrungen mit einem Wasserstrahl zu beaufschlagen. Die Düsen, die auf der Umfangswandung der Sonde einander gegenüberlie­ gen, sind dabei so ausgebildet, daß die jeweiligen Wasser­ strahlen ringförmig austreten. Die ringförmige Ausbildung des austretenden Wasserstrahls soll so dimensioniert sein, daß der Wasserstrahl auf den ringförmigen Grat der benachbarten Boh­ rungsmündung auftrifft. Ersichtlich erfordert eine derartige Sonde eine genaueste Justierung innerhalb einer Hauptbohrung relativ zu einer Querbohrung. Eine solche Anordnung läßt sich nur schwierig handhaben und bewirkt darüber hinaus keine ef­ fektive Entgratung.A device of the type mentioned is known from DE 35 07 923 A1 known. It describes a probe that can be found in one hole can be inserted and is suitable for two intersecting ones Apply a water jet to the holes. The nozzles, which faced each other on the peripheral wall of the probe gene, are designed so that the respective water emerge in a ring. The annular formation of the emerging water jet should be dimensioned so that the Water jet on the ring-shaped ridge of the neighboring Boh muzzle meets. Obviously requires one Probe a most precise adjustment within a main bore relative to a cross hole. Such an arrangement can be difficult to handle and also does not cause ef fective deburring.

Ziel der Erfindung ist es, eine einfach zu handhabende und wirksame Entgratungsvorrichtung mit einem Hochdruckwasser­ strahl anzugeben.The aim of the invention is an easy to use and effective deburring device with high pressure water beam to indicate.

Erfindungsgemäß wird dies mit einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art bewirkt, wenn die Sonde rotierend angetrieben ist.According to the invention with a device of the type mentioned in the introduction, when the probe is driven in rotation.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Entgratung so­ mit durch rotierende Hochdruck-Wasserstrahlen bewirkt, die aus der rotierenden Sonde austreten und eher punktförmig auf Grat­ teile treffen und diese entfernen.In the device according to the invention, deburring is done in this way with caused by rotating high pressure water jets that come from emerge from the rotating probe and rather point on ridge meet parts and remove them.

Zur Beherrschung der radialen Rückstoßkräfte beim Austritt des Wasserstrahls aus einem Austrittskanal im Mantel der Sonde ist dem Austrittskanal ein zweiter Austrittskanal zugeordnet, der umfangsmäßig gegenüber liegt und entgegengesetzt gerichtet ist, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn in einer bevorzugten Ausführungsform die Austrittskanäle schräg zur Längsachse der Sonde gerichtet sind. In diesem Fall tritt der Wasserstrahl aus der rotierenden Sonde aus einem Austrittska­ nal nach axial vorn und aus dem gegenüberliegenden Austritts­ kanal nach axial hinten aus, wobei die beiden Austrittswinkel einander entsprechen sollten. Damit ist sichergestellt, daß nicht nur radiale Rückstoßkräfte kompensiert werden, sondern auch axiale Kraftkomponenten, die die Sonde bei den hier ver­ wendeten hohen Drücken sonst unweigerlich schwer kontrollier­ bar in die Bohrung hineinziehen oder aus ihr herausdrücken würden.To master the radial recoil forces when the Water jet from an outlet channel in the jacket of the probe is assigned a second outlet channel to the outlet channel lies circumferentially opposite and directed opposite is what is particularly important if in a preferred embodiment, the outlet channels obliquely Longitudinal axis of the probe are directed. In this case the  Water jet from the rotating probe from an exit chamber nal axially forward and from the opposite exit channel to the rear axially, the two exit angles should correspond to each other. This ensures that not only radial recoil forces are compensated, but also axial force components that the probe ver otherwise inevitably difficult to control high pressures pull bar into or out of the hole would.

Der rotierende Antrieb der Sonde bewirkt, daß der Grat durch den Wasserstrahl sicher getroffen wird. Mit einer stillstehen­ den Sonde, aus der der Wasserstrahl nur in einer Richtung mehr oder weniger punktförmig austreten würde, könnte dies - jeden­ falls bei einer manuellen Handhabung - nicht sichergestellt werden. Daraus geht hervor, daß die Rotationsbewegung nicht kontinuierlich sein muß, sondern daß auch eine rotierende Hin- und Herbewegung über einen bestimmten Winkelbereich möglich wäre. Da der Wasserstrahl in aller Regel jedoch auch die Bohr­ lochwandungen in der Wirkung einer Schlichtung beim Einführen in die Bohrung bearbeitet, dürfte dieser Antrieb nur in Aus­ nahmefällen zweckmäßig sein. In aller Regel wird eine kontinu­ ierliche Rotation vorzuziehen sein.The rotating drive of the probe causes the ridge to pass through the water jet is hit safely. Stand still with one the probe from which the water jet is only in one direction or less, it could - anyone if with manual handling - not ensured will. It follows that the rotational movement is not must be continuous, but that a rotating backward and moving over a certain angular range possible would. Since the water jet usually also the Bohr perforated walls in the effect of arbitration during insertion machined in the hole, this drive should only be in off be appropriate. As a rule, a continuous animal rotation may be preferable.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind Austritts­ kanäle nahe dem stirnseitigen verschlossenen Ende angeordnet und so gerichtet, daß das aus einem der Austrittskanäle aus­ tretende Wasser axial vor der Mantelwand am stirnseitigen Ende der Sonde auf die Wandung der Bohrung trifft. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein Kontakt der Sondenspitze mit dem Grat vermieden wird, so daß die rotierend angetriebene Sondenspitze durch den Grat nicht beschädigt wird, da der Grat vor der Son­ denspitze von dem Wasserstrahl getroffen wird und zumindest weggebogen, in aller Regel jedoch bereits entfernt ist, wenn die Sondenspitze auf die Höhe des Kreuzungspunktes der Bohrun­ gen gelangt. Diese Sicherung für die Sonde kann noch dadurch unterstützt werden, daß das stirnseitige geschlossene Ende der Sonde verjüngt ausgebildet, vorzugsweise abgerundet ist.In a particularly preferred embodiment there are exits channels arranged near the front closed end and directed so that from one of the outlet channels water entering axially in front of the jacket wall at the front end the probe hits the wall of the bore. This arrangement has the advantage that contact of the probe tip with the ridge is avoided, so that the rotatingly driven probe tip is not damaged by the ridge, since the ridge in front of the Son the tip is hit by the water jet and at least bent away, but is usually already removed when the probe tip to the level of the intersection of the hole reached. This can still secure the probe  be supported that the front closed end of the Probe is tapered, preferably rounded.

Zweckmäßige Durchmesser der Sonde liegen bei ein halb bis zwei Drittel des betreffenden Bohrungsdurchmessers.Appropriate diameter of the probe is half to two Third of the relevant bore diameter.

Der Winkel der schrägen Austrittskanäle zur Längsachse ist nicht kritisch. Seine Dimensionierung wird sich in der genann­ ten bevorzugten Ausführungsform daraus ergeben, daß der Wasserstrahl vor der Sondenspitze auf die Bohrungswandung bzw. den dort stehenden Grat treffen soll. Bei der Dimensionierung des Winkels des Austrittskanals ist ferner zu berücksichtigen, daß die Schrägstellung des Austrittskanals den Wasserabtrans­ port in der Bohrung erleichtert, wenn das Wasser auf die Boh­ rungswandung trifft. Bei einem senkrecht zur Längsachse der Bohrung bzw. der Sonde austretenden Wasserstrahl könnte ein Wasserstau das gewünschte Funktionieren der Vorrichtung be­ hindern, wenn zwischen der Sonde und der Bohrung nur ein klei­ ner ringförmiger Raum ausgebildet ist. Eine Schrägstellung der Austrittskanäle in der Größenordnung von 45°, also etwa 30° bis 60°, hat sich in Versuchen bewährt.The angle of the sloping outlet channels to the longitudinal axis is not critical. Its dimensioning is called in the th preferred embodiment result from the fact that the Water jet in front of the probe tip on the wall of the bore or should hit the ridge standing there. When dimensioning the angle of the outlet channel must also be taken into account that the inclination of the outlet channel the Wasserabtrans port in the hole easier when the water hits the boh wall meets. With a perpendicular to the longitudinal axis of the Hole or the water jet emerging from the probe could be Water congestion be the desired functioning of the device if there is only a small gap between the probe and the bore ner annular space is formed. An inclination of the Outlet channels in the order of 45 °, that is about 30 ° to 60 °, has proven itself in tests.

Es ist grundsätzlich bekannt, Oberflächenbearbeitungen ggfs. auch Rohrreinigungen, mit u. U. auch rotierenden Wasserstrahlen durchzuführen. So können beispielsweise Betonentfernungen, Schneidvorgänge usw. mittels Hochdruck-Wasserstrahlen vorge­ nommen werden. In diesem Zusammenhang ist auch bereits an die Entgratung von Metallstücken gedacht worden, allerdings nur für die Oberflächenbearbeitung der Metallstücke. Die Arbeit in vergleichsweise engen Bohrungen mit Hochdruck-Wasserstrahlen ist bisher nicht in Betracht gezogen worden und mit den bisher bekannten Vorrichtungen auch nicht möglich gewesen. It is generally known that surface processing may be necessary. also pipe cleaning, with u. U. rotating water jets perform. For example, concrete removal, Cutting operations, etc., pre-selected using high-pressure water jets be taken. In this context, the Deburring of metal pieces has been thought, but only for the surface processing of metal pieces. Work in comparatively narrow bores with high pressure water jets has not been considered so far and with the so far known devices have not been possible.  

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment are explained in more detail. It demonstrate:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Nockenwelle mit schematisch eingezeichneten Schmierölbohrungen, Fig. 1 is a side view of a camshaft with schematically drawn lubricating oil bores,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Bereich der Nockenwelle, in dem sich zwei Bohrungen treffen, Fig. 2 is an enlarged section through the region of the camshaft, which meet two bores,

Fig. 3 einen Detail-Schnitt durch das stirnseitige Ende einer Sonde, Fig. 3 is a detailed section through the front end of a probe,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 3. Fig. 4 shows a section along the line AB in Fig. 3.

Fig. 1 läßt eine übliche Nockenwelle 1 mit den in üblicher Weise ausgebildeten Steuernocken 2 erkennen. Angedeutet sind Durch­ gangsbohrungen 3 durch die Nockenwelle 1 zwischen zwei Steuer­ nocken 2 sowie jeweils eine Schrägbohrung 4, die mittig an der Oberfläche eines Steuernockens 2 endet und in die Durchgangs­ bohrung 3 mündet. Die Anordnung hat den Sinn, unter Überdruck stehendes Schmieröl in die Durchgangsbohrung 3 und damit die Schrägbohrung 4 gelangen zu lassen, so daß an der Oberfläche der Steuernocke 2 ständig Öl austritt und einen dort benötigten Schmierfilm bildet. Fig. 1 shows a conventional camshaft 1 with the control cam 2 formed in the usual manner. Are indicated by through holes 3 through the camshaft 1 between two control cams 2 and each an oblique bore 4 , which ends centrally on the surface of a control cam 2 and opens into the through hole 3 . The arrangement has the sense of letting pressurized lubricating oil get into the through bore 3 and thus the oblique bore 4 , so that oil constantly escapes on the surface of the control cam 2 and forms a lubricating film required there.

Fig. 2 verdeutlicht die Situation am Mündungspunkt zwischen den beiden Bohrungen 3, 4. Bei der Herstellung dieser Bohrungen 3, 4 bildet sich jedenfalls bei einer Vielzahl am Mündungspunkt zwischen den beiden Bohrungen 3, 4 ein Grat aus, und zwar unab­ hängig davon, welche Bohrung 3, 4 zuerst ausgeführt worden ist. Fig. 2 illustrates the situation at the mouth point between the two holes 3, 4. In the production of these bores 3 , 4 , a ridge is formed in any case at a large number at the mouth between the two bores 3 , 4 , irrespective of which bore 3 , 4 was carried out first.

Zur Entfernung dieses Grates ist eine hohle Sonde 5 vorgesehen, die rotierend, beispielsweise mit einer Umdrehungszahl von 60 Um­ drehungen/Min. in die Bohrung 3 eingeführt wird. To remove this burr, a hollow probe 5 is provided which rotates, for example at a speed of 60 revolutions / min. is inserted into the bore 3 .

Die optimale Vorschubgeschwindigkeit richtet sich nach den aktuellen Gegebenheiten und kann experimentell ohne Schwierig­ keiten ermittelt werden. Die Sonde 5 weist ein geschlossenes stirnseitiges Ende 6 auf. Im Mantel 7 der Sonde 5 sind nahe dem stirnseitigen Ende 6 zwei Austrittskanäle 8, 9 vorgesehen, aus denen in das Innere der Sonde 5 unter Hochdruck gepreßtes Wasser mit Wasserstrahlen austritt, deren Austrittsrichtungen in Fig. 2 durch die Pfeile 10, 11 verdeutlicht sind. Die Austrittskanäle 8, 9 stehen schräg, etwa unter einem Winkel von 45°, zur Längsachse der Sonde 5. Der Winkel ist so gewählt, daß bei einer geeigneten Ausbildung des geschlossenen Endes 6 der Sonde 5, im vorliegenden Fall in abgerundeter Form, der austretende Wasserstrahl 10 vor dem Mantel 7 der Sonde 5 im Bereich des stirnseitigen Endes 6 auf einen etwaigen, in die Bohrung 3 ragenden Grat stößt. Der nach hinten gerichtete zweite Austrittskanal 9 hat die Funktion, die beim Austritt des Hochdruck-Wasserstrahls 10 aus der im Austrittskanal 8 auftretenden Rückstoßkräfte zu kompensieren, in­ dem ein genau entgegengesetzt gerichteter Wasserstrahl 11 aus dem zweiten Austrittskanal 9 austreten kann.The optimal feed rate depends on the current conditions and can be determined experimentally without difficulty. The probe 5 has a closed end 6 . In the jacket 7 of the probe 5 , two outlet channels 8 , 9 are provided near the front end 6 , from which water, under high pressure, emerges with water jets into the interior of the probe 5 , the outlet directions of which are illustrated in FIG. 2 by the arrows 10 , 11 . The outlet channels 8 , 9 are inclined, approximately at an angle of 45 °, to the longitudinal axis of the probe 5 . The angle is chosen so that with a suitable design of the closed end 6 of the probe 5 , in the present case in a rounded shape, the emerging water jet 10 in front of the jacket 7 of the probe 5 in the region of the front end 6 onto a possible, in the bore 3 protruding ridge bumps. The rearward-facing second outlet channel 9 has the function of compensating for the recoil forces occurring in the outlet channel 8 when the high-pressure water jet 10 emerges, in which a water jet 11 which is directed in exactly the opposite direction can emerge from the second outlet channel 9 .

Die Dimensionierung der Sonde 5 im Verhältnis zum Bohrungsdurch­ messer 3 sowie die Größe der Austrittskanäle 8, 9 kann im Einzel­ fall ohne Schwierigkeiten optimiert werden. Bei Bohrungen 3, 4 mit einem Durchmesser von 10 mm hat sich ein Außendurchmesser der Sonde 5 von 6 mm bei einem Innendurchmesser von 3 mm und einem Durchmesser der Austrittskanäle von 1,2 mm bewährt. Mit dieser Anordnung gelang eine hundertprozentige Entgratung an dem Mün­ dungspunkt der Bohrungen 3, 4, wobei die Sonde 5 allerdings sicherheitshalber in beide Bohrungen 3, 4 einmal eingeführt worden ist. Der verwendete Wasserdruck lag bei 800 bar, wobei sich ein Wasserverbrauch von 30 l/Min. einstellte. Da bei der Arbeit mit der Sonde 5 und Hochdruck-Wasserstrahlen 10, 11 in Bohrungen 3, 4 stark spritzendes Wasser auftritt, ist es zweck­ mäßig, einerseits die Bearbeitungsstation gut abzuschirmen, an­ dererseits den gesamten Vorgang automatisiert ablaufen zu lassen. The dimensioning of the probe 5 in relation to the bore diameter 3 and the size of the outlet channels 8 , 9 can be optimized in the individual case without difficulty. In the case of bores 3 , 4 with a diameter of 10 mm, an outer diameter of the probe 5 of 6 mm with an inner diameter of 3 mm and a diameter of the outlet channels of 1.2 mm has proven itself. With this arrangement, one hundred percent deburring was achieved at the point where the holes 3 , 4 were opened , although the probe 5 had been inserted into both holes 3 , 4 once for safety reasons. The water pressure used was 800 bar, with a water consumption of 30 l / min. set. Since at work with the probe 5 and high-pressure water jets 10 , 11 in holes 3 , 4 strongly splashing water occurs, it is expedient to shield the processing station well on the one hand, on the other hand to let the entire process run automatically.

Dieses ist in herkömmlicher Technik ohne weitere Schwierigkeiten möglich.In conventional technology, this is without further difficulties possible.

Die Durchführung der Entgratung mit einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung bietet den Vorteil, daß die Bohrungen 3, 4 durch die rotierenden Wasserstrahlen 10, 11 an ihren Wandungen gleichzeitig geschlichtet werden, so daß eine gleichmäßigere Ausbildung der Bohrungswandungen erzielt wird, auch wenn Bohrungen 3, 4 mit unterschiedlichen scharfen Bohrern - und damit in unterschied­ licher Qualität - hergestellt worden sind.Carrying out the deburring with a device according to the invention has the advantage that the holes 3 , 4 are simultaneously finished by the rotating water jets 10 , 11 on their walls, so that a more uniform formation of the hole walls is achieved, even if holes 3 , 4 with different sharp drills - and thus in different quality - have been manufactured.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Entgraten von Mündungspunkten wenigstens zweier Bohrungen (3, 4) im Innern eines Körpers (1), vorzugsweise aus Metall, mit einer in die Bohrungen (3, 4) einführbaren, stirnseitig geschlossenen, an eine Hochdruck-Wasserpumpe angeschlossene Sonde (5) mit umfangsmäßig gegenüberliegenden Austrittskanälen (8, 9), die entgegengesetzt gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (5) rotierend angetrieben ist. 1. Device for deburring the muzzle points of at least two bores ( 3 , 4 ) inside a body ( 1 ), preferably made of metal, with a probe that can be inserted into the bores ( 3 , 4 ) and is closed at the end and connected to a high-pressure water pump ( 5 ) with circumferentially opposite outlet channels ( 8 , 9 ) which are directed in opposite directions, characterized in that the probe ( 5 ) is driven in rotation. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskanäle (8, 9) schräg zur Längsachse der Sonde (5) gerichtet sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the outlet channels ( 8 , 9 ) are directed obliquely to the longitudinal axis of the probe ( 5 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittskanäle (8, 9) nahe dem stirnseitigen verschlossenen Ende (6) angeordnet und so gerichtet sind, daß das aus einem der Austrittskanäle (8) austretende Wasser (10) axial vor der Mantelwand (7) am stirnseitigen Ende (6) der Sonde (5) auf die Wandung der Bohrung (3, 4) trifft.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the outlet channels ( 8 , 9 ) near the front closed end ( 6 ) are arranged and directed so that the water emerging from one of the outlet channels ( 8 ) ( 10 ) axially in front of the jacket wall ( 7 ) meets the wall of the bore ( 3 , 4 ) at the front end ( 6 ) of the probe ( 5 ). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das stirnseitige geschlossene Ende (6) der Sonde (5) verjüngt ausgebildet ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the front closed end ( 6 ) of the probe ( 5 ) is tapered. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stirnseitige geschlossene Ende (6) der Sonde (5) abgerundet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the front closed end ( 6 ) of the probe ( 5 ) is rounded.
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