DE102007001245B3

DE102007001245B3 - Entgratwerkzeug

Info

Publication number: DE102007001245B3
Application number: DE200710001245
Authority: DE
Inventors: Hans-Michael Beier; Reinhard Nothnagel
Original assignee: BEIER ENTGRATTECHNIK SPEZIAL E
Current assignee: NOTHNAGEL, REINHARD, DR., DE
Priority date: 2007-01-08
Filing date: 2007-01-08
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2027-01-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Entgratwerkzeug zum Entgraten von Stoßkanten an sich kreuzenden Bohrungen in einem Werkstück mit einem Kantenwinkel von 90° und einem Durchmesser kleiner 5 mm, wie beispielsweise einer im Düsenhohlkörper einer Ansaug- oder Einspritzdüse für Verbrennungsmotoren liegenden Querbohrung. Das Entgratwerkzeug wird beim Einsatz rotatorisch und/oder translatorisch bewegt, besteht aus einem Werkzeugschaft (1), der ein Einspannende (2) mit einem Stoffanschluss (4) und ein als rohrförmiges Schaftstück (5) weitergeführtes werkzeug) einschiebbare Schneidenlager (6) stützt den Schneidenkörper (11) ab. Eine Durchgangsbohrung (7) mit dem Stoffanschluss (4) gewährleistet, dass ein unter Druck in die Durchgangsbohrung (7) gepresster Stoff die Schneide (3) nach außen bewegt. Vorteilhafterweise kann dieses einteilig ausgeführte Entg und weniger Einzelteile mit einem geringeren Aufwand funktionssicher hergestellt werden (Zeichnung).

Description

Die Erfindung betrifft ein Entgratwerkzeug zum Entgraten von Stoßkanten an sich kreuzenden Bohrungen in einem Werkstück mit einem Kantenwinkel von 90° und einem Durchmesser kleiner 5 mm, wie beispielsweise einer im Düsenhohlkörper einer Ansaug- oder Einspritzdüse für Verbrennungsmotoren liegenden Querbohrung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Aus dem Stand der Technik sind bereits Entgrat- und Schneidwerkzeuge zum Entgraten und/oder Rückwärtssenken von Bohrungsenden und zum Entgraten von Stoßkanten an sich kreuzenden Bohrungen in Werkstücken bekannt, die einen Werkzeugkörper zum Hindurchfahren durch die Bohrung sowie Mittel zum Einspannen des Werkzeuges in einer Werkzeugmaschine haben. Das in DE 43 07 084 C2 dargestellte Entgratwerkzeug hat beispielsweise ein rohrförmiges Schaftstück als Werkzeugkörper. Das rohrförmige Schaftstück ist aber so ausgeführt, dass die erforderlichen Bewegungen des im Schaftstück angeordneten Schneidenkörpers mit der Schneide nur durch konstruktive und werkstofftechnische Änderungen des Stützkörpers erreichbar sind. Der Stützkörper ist in der Form und hinsichtlich des Werkstoffes sowie seiner Werkstoffqualität den jeweils konkreten Erfordernissen anzupassen. Ein gleichartig anwendbares Entgratwerkzeug ist durch DE 102 15 004 B4 bekannt. Dieses Entgratwerkzeug wird beim Einsatz rotatorisch und/oder translatorisch bewegt und besteht aus einem Einspannende und einem werkzeugseitigen Schaftende. Kennzeichnend ist, dass der Stützkörper am werkzeugseitigen Schaftende als festes Lager angeordnet ist, ein rohrförmiges Schaftstück, dass durch ein oder mehrere Verbindungselemente mit dem Werkzeugschaft verbunden ist, den im Durchbruch beweglich gelagerten Schneidenkörper hält, welcher lose mit einem Spiel an der Oberfläche des Stützkörpers, die in Form und Abmessungen von der Oberfläche des Schneidenkörpers stets geometrisch unterschiedlich ist, aufliegt und ein unter Druck in eine Durchgangsbohrung des Werkzeugschaftes gepresster Stoff die Schneide nach außen bewegt. Das Entgratwerkzeug soll einfach zu handhaben sein und ein technisch sicheres Entgraten in der erforderlichen Qualität ermöglichen. Dies bedeutet, dass bei Eintritt des Entgratwerkzeuges in die Bohrung durch die Schneide(n) keine sichtbaren Spuren an der Bohrungswand entstehen. Stoßkanten an sich kreuzenden Bohrungen eines Werkstücks sind beispielsweise dadurch zu entgraten, in dem an der Werkzeugmaschinensteuerung ein Druck p von 0,3 MPa programmiert wird und dann das Entgratwerkzeug in die Bohrung einfährt. Somit werden die außerhalb des Werkzeugschaftes liegenden Schneiden nach innen bewegt, Teilbereiche des Durchbruches werden frei und der in die Durchgangsbohrung des Entgratwerkzeuges gepresste flüssige oder gasförmige Soff kann abfließen. Tritt die Schneide in die Querbohrung ein, bewegt sich diese durch den anliegenden Druck, welcher durch die vorhandene Flächendifferenz zwischen Stützkörper und Schneidenkörper entsteht, nach außen. Jetzt liegt eine bestimmte, zum Entgraten nutzbare Kraft an, die über den Druck variabel einstellbar ist. Nachteilig ist aber, dass das in DE 102 15 004 B4 dargestellte Entgratwerkzeug durch seine bauliche Ausführung einen hohen Herstellungsaufwand erfordert und damit nicht wirtschaftlich zum Entgraten von Stoßkanten an sich kreuzenden Bohrungen in einem Werkstück mit einem Durchmesser kleiner 5 mm einsetzbar ist. Dies ist aber für eine Werkstückbearbeitung mit automatisierten Verfahrensabläufen, wie z. B. bei Taktstraßen, von wesentlicher Bedeutung. Weiterhin ist durch DE 10 2004 054 989 A1 ein Entgratwerkzeug zum Entgraten kleiner Bohrungsdurchmesser bekannt, bei dem in einem Grundkörper mindestens eine quer zur Längsachse des Grundkörpers gerichtete Ausnehmung angeordnet ist, in welcher mindestens ein Messer in Längsrichtung der Ausnehmung federbelastet verschiebbar angeordnet ist, und in einer Längsbohrung des Grundkörpers eine Druckfeder angeordnet ist, die sich an das eine Ende eines Steuerbolzens anlegt, dessen anderes Ende in einer im Messer angeordneten Steuerausnehmung eingreift, welche dem Messer in Verschiebe richtung eine Haltekraft zuordnet. Kennzeichnend ist hier, dass zum Entgraten von Bohrungsdurchmessern < 20 mm der Grundkörper an seiner Vorderseite in eine Führungshülse kleineren Durchmessers übergeht, in der ein als Gleitführung ausgebildete Längsbohrung zur Führung der dort verschiebbar gelagerten Bolzenspitze des Steuerbolzens angeordnet ist, wobei der Grundköper und die Führungshülse durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden sein können. Mit der Anordnung einer auswechselbaren Führungshülse unterschiedlichen Durchmessers sollen die Herstellungskosten des Entgratwerkzeuges gesenkt werden.
So soll es auch möglich sein, einen Durchmesser der Führungshülse von z. B. 2 mm zu erreichen, wobei die Länge der Führungshülse etwa 23 mm beträgt. Eine derart miniaturisierte Ausführung der Führungshülse ist technisch aber nur mit einem hohen Aufwand funktionssicher umzusetzen. Hinzu kommt, dass das federbelastet, verschiebbar angeordnete Messer beim Entgraten Spuren an der Bohrungswand erzeugt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Entgratwerkzeug zum Entgraten von Stoßkanten an sich kreuzenden Bohrungen in einem Werkstück mit einem Kantenwinkel von 90° und einem Durchmesser kleiner 5 mm, wie beispielsweise einer im Düsenhohlkörper einer Ansaug- oder Einspritzdüse für Verbrennungsmotoren liegenden Querbohrung zu schaffen, das durch eine einfachere, funktionssichere bauliche Ausführung kostengünstiger herstellbar ist und damit den Entgrateprozess wirtschaftlich in der geforderten Qualität realisiert. Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Entgratwerkzeug durch die Merkmale des Anspruchs 1 weitergebildet. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Entgratwerkzeuges aufgeführt. Vorteilhafterweise kann dieses einteilig ausgeführte Entgratwerkzeug durch das einschiebbare Schneidenlager und weniger Einzelteile mit einem geringeren Aufwand funktionssicher hergestellt werden.
Die Erfindung soll am Beispiel des Entgratens der Stoßkanten einer im Düsenhohlkörper einer Ansaugdüse für Verbrennungsmotoren liegenden Querbohrung näher erläutert werden. Der Durchmesser der Hauptbohrung des Düsenhohlkörpers beträgt 3,6 mm und die im Düsenhohlkörper liegende Querbohrung hat einen Durchmesser von 1 mm. Die Bohrungen sind mit einem Kantenwinkel von 90° zueinander angeordnet. Die Ansaugdüse hat eine Härte HRC > 60.
Die zugehörige Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entgratwerkzeuges mit einer Schneide in der Seitenansicht im Schnitt. Es ist dargestellt, dass der Werkzeugschaft 1 aus einem Einspannende 2 mit Stoffanschluss 4 und einem als rohrförmiges Schaftstück 5 weitergeführtes Schaftende besteht. Das Schaftstück 5 hat am stirnseitigen Ende einen Vorentgrater 13 und hält einen im Durchbruch 10 beweglich gelagerten Schneidenkörper 11 mit einer Schneide 3. Als Stützkörper für den Schneidenkörper 11 wird ein Scheidenlager 6 mit einem Verschlusselement 12 soweit in das Schaftstück 5 eingeschoben, bis ein Staudruckreduzierungsmaß a eingestellt ist. Dieses kann bis zu 1 mm betragen, wodurch die Druckverhältnisse im und außerhalb des Entgratwerkzeuges konstant gehalten werden. Zur Lagesicherung wird dann das Schneidenlager 6 mit einem Stift 9 befestigt. Der Schneidenkörper 11 liegt lose mit einem Spiel 8 an der Oberfläche des Schneidenlagers 6 auf. Eine Durchgangsbohrung 7 und der Stoffanschluss 4 garantieren die Funktionsfähigkeit des Entgratwerkzeuges, in dem ein unter Druck in die Durchgangsbohrung 7 gepresster Stoff den Schneidenkörper 11 mit der Schneide 3 nach außen bewegt.
Die Montage des Entgratwerkzeuges ist einfach durchzuführen. Der Schneidenkörper 11 mit der Schneide 3 wird von der Stirn seite in den Durchbruch 10 des Schaftstückes 5 eingelegt. Dann kann das Schneidenlager 6 mit dem Verschlusselement 12 bis zum Erreichen des Staudruckreduzierungsmaßes a in das Schaftstück 5 eingeschoben werden und abschließend wird das Schneidenlager 6 mit einem Stift 9 lagesicher befestigt.
Zum Entgraten der Stoßkanten der im Düsenhohlkörper der Ansaugdüse liegenden Querbohrung wird das Entgratwerkzeug im Rechtslauf drucklos in die Hauptbohrung des Düsenhohlkörpers bis zur Querbohrung eingefahren. Dadurch werden Beschädigungen der Bohrungswand der Hauptbohrung vermieden. Zur Erzeugung eines gleichmäßigen Gratkörpers an den Stoßkanten der Querbohrung entfernt der Vorentgrater 13 zunächst den größeren Grat. Dies hat den Vorteil, dass ein Verformen bzw. Umbiegen des Grates vermieden wird. Dann wird ein flüssiger Stoff, beispielsweise eine Bohremulsion mit einem Druck p von 0,6 MPa in die Durchgangsbohrung 7 gepresst, wodurch sich der Schneidenkörper 11 mit der Schneide 3 nach außen bis zur Bohrungswand bewegt. Die Schneide 3 hat einen geringen Druck und die nutzbare Kraft zum Entgraten ist minimal. Aber bei Eintritt der Schneide 3 in die Querbohrung wird diese um bis zu 0,7 mm ausgefahren. Der Druck und die nutzbare Kraft zum Entgraten sind groß. Die Schneide 3 wirkt auf das ellipsenartig ausgeprägte Gratbasisprofil ein und entfernt den Grat des gegenüberliegenden Teilbereiches der Querbohrung. Abschließend wird das Entgratwerkzeug im Linkslauf herausgefahren und der andere Teilbereich der Querbohrung wird entgratet.
Bei Ansaug- und Einspritzdüsen mit einem Hauptbohrungsdurchmesser von größer 5 mm und einem Querbohrungsdurchmesser kleiner 5 mm ist eine vorteilhafte Ausführung des Entgratwerkzeuges dadurch gegeben, wenn das Verhältnis wirksame Werkzeuglänge L_W zu wirksamen Werkzeugdurchmesser D_W > 2 ist.

1: Werkzeugschaft
2: Einspannende
3: Schneide
4: Stoffanschluss
5: rohrförmiges Schaftstück
6: Schneidenlager, einschiebbar
7: Durchgangsbohrung
8: Lagerspiel
9: Verbindungselement (Stift)
10: Durchbruch
11: Schneidenkörper
12: Verschlusselement
13: Vorentgrater
a: Staudruckreduzierungsmaß
L_W: wirksame Werkzeuglänge
D_W: wirksamer Werkzeugdurchmesser

Claims

Entgratwerkzeug zum Entgraten von Stoßkanten an sich kreuzenden Bohrungen in einem Werkstück mit einem Kantenwinkel von 90° und einem Durchmesser kleiner 5 mm, wie beispielsweise einer im Düsenhohlkörper einer Ansaug- oder Einspritzpumpe für Verbrennungsmotoren liegenden Querbohrung, welches beim Einsatz rotatorisch und/oder translatorisch bewegt wird, bestehend aus einem Werkzeuschaft (1), der ein Einspannende (2) mit einem Stoffanschluss (4) und ein werkzeugseitiges Schaftende (5) mit einem als festes Lager angeordneten Stützkörper (6) hat, einem rohrförmigen Schaftstück (5), das durch ein oder mehrere Verbindungselemente mit dem Werkzeugschaft (1) verbunden ist, den im Durchbruch (10) beweglich gelagerten Schneidenkörper (11) hält, welcher lose mit einem Spiel (8) an der Oberfläche des Stützkörper (6), die in Form und Abmessungen von der Oberfläche des Schneidenkörpers (11) stets geometrisch unterschiedlich ist, aufliegt und ein unter Druck in eine Durchgangsbohrung (7) des Werkzeugschaftes (1) gepresster Stoff die Schneide(n) (3) nach außen bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass das werkzeugseitige Schaftende als rohrförmiges Schaftstück (5) weitergeführt ist, den im Durchbruch (10) beweglich gelagerten Schneidenkörper (11) hält und der Stützkörper ein in das rohrförmige Schaftstück (5) einschiebbares Schneidenlager (6) mit einem Verschlusselement (12) ist, das durch ein Verbindungselement (9) mit dem Schaftstück (5) zur Lagesicherung verstiftet ist.
Entgratwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eingeschobene Schneidenlager (6) ein Staudruckreduzierungsmaß a von bis zu 1 mm aufweist.
Entgratwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis wirksame Werkzeuglänge L_W zu wirksamen Werkzeugdurchmesser D_W > 2 ist.