DE102014102147B4

DE102014102147B4 - Verfahren zum Verfestigungsstrahlen einer Rohrinnenwandung eines gekrümmtenWerkstücks mit einer Werkstückbohrung sowie Strahldüseneinheitund Arbeitskammersystem dafür

Info

Publication number: DE102014102147B4
Application number: DE102014102147.9A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Bußkamp Bernhard
Original assignee: Wheelabrator Group GmbH
Current assignee: Wheelabrator Group GmbH
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: HUE050262T2; DE102014102147A1; EP3107688B1; MX369918B; RU2016136983A3; CN106102999A; US11059146B2; RU2016136983A; WO2015124147A1; ES2809492T3; EP3107688A1; CN106102999B; MX2016010686A; RU2690555C2; US20170008151A1; PL3107688T3

Abstract

Verfahren zum Verfestigungsstrahlen einer Rohrinnenwandung eines gekrümmten Werkstücks (200) mit einer Werkstückbohrung (201), mit wenigstens folgenden Schritten: a) Bereitstellen einer Strahldüseneinheit (100), die einen mit einem flexiblen Strahlmittelzuführungsschlauch (10) verbundenen Strahldüsenkopf (20) aufweist, welcher mehrere über den Umfang verteilte Düsenöffnungen (21) besitzt und welcher mit seinem Außenumfang einen Abstand gegenüber der Werkstückinnenwandung zur Ausbildung eines Luftspalts wahrt, b) Strahlen durch Fördern eines Strahlmittels durch den Strahlmittelzuführungsschlauch (10) zum Strahldüsenkopf (20) mittels Druckluft und Ausstrahlen des Strahlmittels auf die Werkstückinnenwandung; dadurch gekennzeichnet, c) dass zumindest ein zu dem Strahldüsenkopf (20) benachbarter Endbereich des Strahlmittelzuführungsschlauchs (10) durch ein Stützelement (30) hindurchgeführt wird; d) dass das Stützelement (30) an ein Werkstückende (203) oder das Werkstückende (203) an das Stützelement (30) angelegt wird; e) dass der Strahlmittelzuführungsschlauch (10) mitsamt des Strahldüsenkopfes (20) in die Werkstückbohrung (201) eingeführt wird und entlang einer Strahlbehandlungsstrecke innerhalb der Werkstückbohrung (201) vorgeschoben und anschließend in das Stützelement (30) zurückgezogen wird, wobei das Strahlmittel während der Vorwärtsbewegung und/oder während der Rückzugsbewegung durch die Düsenöffnungen (21) abgegeben wird; und f) dass das Stützelement (30) von dem Werkstückende (203) zurückgezogen wird oder das Werkstückende (203) von dem Stützelement (30) zurückgezogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfestigungsstrahlen einer Rohrinnenwandung eines gekrümmten Werkstücks mit einer Werkstückbohrung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eine Strahldüseneinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 7 und ein Strahlkammersystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 16.
Durch die Wahl von Rohren anstelle von massiven Stäben kann in dynamisch beschleunigten Systemen Masse eingespart werden. Die Verfestigung der Oberflächen mittels Kugelstrahlen führt zu einer deutlichen Erhöhung der Tragfähigkeit gegenüber unbehandelten Rohren, insbesondere bei Schwingungsbeanspruchung. Der Aufprall der Strahlpartikel, bei denen es sich insbesondere um kleine kugelförmige Körper handelt, führt zur Verfestigung der Oberflächen und zur Herabsetzung der Spannungsrissanfälligkeit.
Ein Verfahren zum Kugelstrahlen von Rohren und eine Strahldüseneinheit dazu sind aus der DE 35 27 923 A1 bekannt. Dieses Behandlungsverfahren hat sich grundsätzlich bewährt. Problematisch ist hierbei jedoch, dass der Strahldüsenkopf das Strahlmittel nur in eine Richtung aussendet. Er muss daher ständig gedreht werden, um über den Innenumfang eine gleichmäßige Verfestigung der Oberfläche zu erreichen. In Abstimmung mit der Rotation muss der Vorschub erfolgen, um wirklich die gesamte Oberfläche zu strahlen.
Aus der DE 199 22 265 B4 ist eine weitere um ihre Längsachse rotierbare Strahldüse bekannt. Diese wird durch eine Abdeckung geführt, welche den lichten Ringspalt zwischen der Strahldüse und einem Rohr mit entsprechend größerem Durchmesser abdeckt.
Bestimmte Werkstücke weisen Krümmungen auf, wie beispielsweise Stabilisatorrohre für Fahrgestelle von Straßen- und Schienenfahrzeuge, oder auch von Luftfahrzeugen. Oft ist ein dreidimensionaler Verlauf des Rohrs erforderlich, um benachbarte Bauteile umgehen zu können und bei engen Platzverhältnissen das Rohr überhaupt anordnen zu können.
Bei der Kugelstrahlbehandlung von Rohren, die ohnehin einen kleinen Rohrdurchmesser, also von maximal 1 Zoll, besitzen und die dann noch stärkere Krümmungen enthalten, welche sich über einen Bogen von mehr als ca. 10°–20° erstrecken und/oder bei denen der Krümmungsradius relativ klein ist, insbesondere weniger als das Zehnfache des Rohrinnendurchmessers beträgt, kann nicht mehr sicher nachvollzogen werden, ob eine gleichmäßige Behandlung der gesamten inneren Oberfläche erfolgt. Die Ausrichtung der Düsenöffnung beim Strahlen ist von außen nicht mehr sicher nachvollziehbar, weil beispielsweise der Strahlmittelzuführungsschlauch, an dessen Ende die Strahldüse angeordnet ist, tordiert wird. Möglicherweise strahlt also die Düse nur linear.
Wird die bekannte Strahldüseneinheit in einen solchen Krümmungsbereich bei engen Rohrbohrungen eingeschoben, besteht zudem die Gefahr, dass sie dort verklemmt und nur noch punktuell wirkt, und gegebenenfalls auch gar nicht mehr durch den gesamten Krümmungsbereich hindurch geschoben werden kann.
Die JP 2012-179 696 A offenbart eine Strahldüse mit einem flexiblen Schlauch, der in Förderrichtung des Strahlmittels gesehen vor der Strahldüse mit den Düsenöffnungen liegt.
Nach DE 10 2011 005 762 A1 ist eine Strahlkabine mit zwei Türen bekannt, die wechselweise zum Verschließen der Kammer dienen. An der Innentüre sind jeweils Vorrichtungen zur Aufnahme von Werkstücken vorgesehen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Verfahren und eine Strahldüseneinheit der eingangs genannten Art jeweils so zu verbessern, dass gekrümmte Bereiche eines Rohres mit kleinem Durchmesser gleichmäßig von innen mit Strahlpartikeln gestrahlt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Eine Strahldüseneinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 7 stellt eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung dar.
Darüber hinaus wird die Aufgabe durch ein Strahlkammersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
Durch die Führung des Strahlmittelzuführungsschlauchs in einem Stützelement kann der Strahlmittelzuführungsschlauch im Durchmesser so klein ausgebildet sein, und auch der zugehörige Strahldüsenkopf kann im Durchmesser soweit reduziert sein, dass der Strahldüsenkopf problemlos durch den Krümmungsbereich der Werkstückbohrung hindurchgeschoben werden kann, ohne darin zu verklemmen und ohne beim Vorschieben innerhalb der Werkstückbohrung auszuknicken. Hierdurch ist es möglich, einen Strahldüsenkopf zu verwenden, der über seinen Umfang verteilt mehrere Strahldüsenöffnungen aufweist. Es können damit entweder größere Sektoren zugleich behandelt werden, oder es sind sogar so viele Düsenöffnungen vorhanden, dass der gesamte Innenumfang zugleich behandelt wird. Der Strahldüsenkopf muss dann nur noch mittels seines Strahlmittelzuführungsschlauchs und des ggf. sich anschließenden Strahlmittelzuführungsrohrs vor- oder zurückgeschoben werden.
Der Strahldüsenkopf wird durch eine Bohrung oder durch einen sonstwie geformten, innen liegenden Kanal im Werkstück geführt. Dieser muss also nicht kreisförmig sein. Der Inkreisdurchmesser ist relativ klein, so dass er mit herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen nicht durch Shot-Peening bearbeitet werden kann. Andererseits ist er groß genug, um einen kleinen Strahlkopf aufzunehmen. Dabei muss eine bestimmte Luftspaltbreite zwischen Strahlkopf und Innenwandung gegen sein, damit das Strahlmittel austreten und mit ausreichend hoher Geschwindigkeit auf die Wandung gelenkt werden kann, um den gewünschten Verfestigungseffekt erzielen zu können. Ermöglicht wird nach der Erfindung die Shot-Peening-Behandlung bei einem Inkreisdurchmesser der Werkstückbohrung von einem Zoll (ca. 25 mm) und weniger. Der kleinste nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu bearbeitende Inkreisdurchmesser liegt bei etwa 12 mm bis 16 mm
Um der Gefahr des Verklemmens zu begegnen, ist insbesondere vorgesehen, einen relativ kurzen Strahldüsenkopf zu verwenden, um so auch enge Kurvenradien überwinden zu können. Bei einem Innendurchmesser des Rohrbogens von 16 mm beispielsweise ist ein Strahldüsenkopf mit einer Länge von nur etwa 12 mm vorgesehen.
Ein hydraulischer, pneumatischer oder motorischer Antrieb für das Stützelement ist zwar möglich. Vorteilhaft ist jedoch, zwischen dem Stützelement und dem Lagerelement eine Vorschubeinheit vorzusehen, die einfach durch eine Feder, insbesondere eine Druckfeder gebildet ist. Das Werkstück wird dann an das Ende des Stützelements geführt und bewegt dieses etwas gegenüber dem Lagerelement zurück. Damit wird auch die Feder gespannt und eine konstante Andruckkraft erzeugt. Nach dem Abziehen des Werkstücks schiebt die Feder das Stützrohr in die Ausgangsstellung zurück.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verfestigungsstrahlen sowie eine vorteilhafte Strahldüseneinheit dafür werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Strahldüseneinheit mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert, wobei auch weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben werden. Die Figuren zeigen:
1 eine Strahldüseneinheit in Arbeitsstellung im Schnitt;
2 eine Strahldüseneinheit in Ladestellung im Schnitt
3 eine Strahldüseneinheit in Arbeitsstellung in vergrößerter Schnittdarstellung;
4 eine Arbeitskammer in Ladestellung in perspektivischer Ansicht und
5 eine Arbeitskammer in Arbeitsstellung in perspektivischer Ansicht.
1 zeigt rechts ein Werkstück 200 wie beispielsweise ein Stabilisatorelement eines Kraftfahrzeug-Fahrgestells im Bereich einer Krümmung 202. Es besitzt wenigstens eine innere Bohrung 201. Daneben ist in 1 eine Strahldüseneinheit 100 im Schnitt dargestellt, die die folgenden wesentlichen Baugruppen umfasst:

– einen flexiblen Strahlmittelzuführungsschlauch 10 mit einem Strahldüsenkopf 20;
– ein Stützelement 30, in welchem der Strahlmittelzuführungsschlauch 10 geführt ist;
– ein ortsfestes Lagerelement 40, in welchem das Stützelement 30 verschiebbar geführt ist;
– eine Vorschubeinheit zum Anlegen des Stützelements 30 an das Ende 203 des zu bearbeitenden Werkstückes 200 sowie
– eine Verfahreinheit 50 zum Verschieben des Strahlmittelzuführungsschlauchs 10 und des Strahldüsenkopfes 20 gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück 200.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Strahlmittelzuführungsschlauch 10 nach hinten hin mit einem starren Strahlmittelzuführungsrohr 12 verbunden. Dieses wiederum endet in einer Einspannung in der Verfahreinheit 50 und schließt dort mit einem geeigneten Anschlussstück 13 ab, an das ein herkömmlicher Strahlmittelzuführungsschlauch anschließbar ist. Die Einheit aus Strahlmittelzuführungsschlauch 10 und Strahlmittelzuführungsrohr 12 ist innerhalb des rohrförmigen Stützelements 30 verschiebbar gelagert.
Die Stellung in 1 entspricht der Arbeitsstellung, in welcher das Shot-Peening an der Innenwandung der Rohrbohrung 201 des Werkstücks 200 ausgeführt wird, indem ein geeignetes Strahlmittel, wie insbesondere kleine Stahlkugeln, über Druckluft beschleunigt wird und seitlich aus dem Strahldüsenkopf 20 austritt.
Das Stützelement 30 mitsamt des darin gelagerten flexiblen Strahlmittelzuführungsschlauchs 10 ist über die Vorschubeinheit bis an die Mündung des Werkstücks 200 herangeschoben worden. Ein trichterförmiges Zentrierelement 31 ist vorgesehen, um eine feste und präzise Anlage des Stützelements 30 an das Werkstückende zu erreichen und während des Strahlens zu halten.
Das Stützelement 30 ist seinerseits wiederum in einem Lagerelement 40 gelagert, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls rohrförmig ist. Das Lagerelement 40 seinerseits kann in einer Arbeitskammerwand 300 befestigt sein, so dass das Werkstück 200 abgeschirmt innerhalb einer Arbeitskammer behandelt werden kann und austretendes Strahlmittel aufgefangen werden kann. Das in die Arbeitskammer hinein ragende Ende des Lagerelements 40 besitzt einen Faltenbalg 43 zur Abdichtung des Spaltes zwischen dem Stützelement 30 und dem Lagerelement 40.
Die verschieblich ineinander geführten Baugruppen 20, 30, 40 besitzen verschiedene Festanschläge 34, 35, 45, über die die relativ zueinander möglichen Verschiebewege begrenzt werden. Der Festanschlag 35 am Ende des Stützelements 30 ist als überkragender Absatz am Stützelement 30 ausgebildet, so dass das Stützelement 30 nur gegenüber dem Lagerelement 40 verschoben werden kann, bis der Festanschlag 35 am Lagerelement 40 anliegt.
3 zeigt die erfindungsgemäße Strahldüseneinheit 100 und das Werkstück 200 in derselben Stellung wie in 1 in einer vergrößerten Darstellung.
Das Lagerelement 40 umgibt die anderen Elemente und besitzt an seiner dem Werkstück 200 zugewandten Seite den Faltenbalg 43 zur Abschirmung. Darin ist das Stützelement 30 verschiebbar gelagert. Zugleich als Gleitlager und als Abdichtung sind Gleitlagerelemente 46, 47 im Ringspalt zwischen dem Lagerelement 40 und dem Stützelement 30 vorgesehen. Dabei ist das in 2 linke Gleitlagerelement 46 durch eine endseitig angeschraubte Ringscheibe im Lagerelement 40 festgelegt. Das andere Lagerelement 36 ist durch einen Sicherungsring am Außenumfang des Stützelements 30 festgelegt. Das Lagerelement 36 bildet zugleich einen Festanschlag für ein Federelement 44, welches wiederum an einem Festanschlag 45 am Innenumfang des Lagerelements 40 festgelegt ist. Über das Lagerelement 36, das gestauchte Federelement 44 und den Festanschlag 45 wird verhindert, das Stützelement 30 nach links aus dem Lagerelement 40 heraus zu ziehen.
Insbesondere dienen die zuletzt genannten Elemente jedoch als Vorschubeinheit, um das Stützrohr 30 mittels des entspannten, als Druckfeder ausgebildeten Federelements 44 in feste Anlage am Werkstückende 203 zu bringen und dort halten, während der Strahlvorgang läuft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Strahldüseneinheit 100 ist somit kein angetriebener Aktor vorgesehen, um die Relativbewegung zwischen dem Lagerelement 40 und dem Stützelement 30 vorzunehmen. Vielmehr wird das Werkstück über das Federelement 44 auf das Stützelement 30 zubewegt, sobald die Verfahreinheit 50 keine rückholende Kraft mehr ausübt. Das Stützelement 30 zentriert sich mittels des Zentrierelements 31 an seinem Ende selbsttätig.
Der Weg des Werkstückendes vor Beginn der Strahlbehandlung kann so gewählt werden, dass das Werkstück 200 unter Stauchung des Federelements 44 das Stützelement 30 etwas gegenüber dem Lagerelement 40 zurückschiebt. Durch die Federkraft kann ohne zusätzlichen Antrieb eine weitgehende konstante Andruckkraft während des folgenden Strahlvorgangs beibehalten werden. Nach dem Zurückziehen des Werkstücks federt das Federelement 44 wieder vollständig aus und bringt das Stützelement 40 in seine Ausgangslage.
Der Außenumfang des Strahldüsenkopfes 12 ist mit einem Abstand gegenüber der Werkstückinnenwandung positioniert. Der Außenumfang ist also kleiner als der Innendurchmesser der Werkstückbohrung 201 in dem zu bearbeitenden Werkstück 200, und zwar so deutlich kleiner, dass dazwischen ein Luftspalt verbleibt, der es ermöglicht, das Stützelement 15 vor und zurück zu bewegen, ohne dass dieses innerhalb der Werkstückbohrung 201 verklemmt.
Erfindungswesentlich ist, dass der Strahlmittelzuführungsschlauch 10 mit dem Strahlkopf 20 einen kleinen Durchmesser hat, so dass er in der Werkstückbohrung 201 geführt werden kann, ohne zu verklemmen und dass er zu Beginn des Strahlens von dem Stützelement 30 geführt wird und dann zunehmend auch von dem Werkstück selbst. Die Länge des Strahlmittelzuführungsschlauchs 10 wird auch nur so gewählt, dass er bis zum Ende der Werkstückbohrung 201 vorgeschoben werden kann, wie in den 1 und 3 gezeigt. Damit wird ein Ausknicken des Strahlmittelzuführungsschlauchs 10 wirksam verhindert.
Die übrigen Bereiche der Länge in der Strahlmittelzuführung werden durch das starre Strahlmittelzuführungsrohr 12 gebildet, das ebenfalls in dem Stützelement 30 geführt ist und hinten frei aus diesem heraustritt. Zur zentrierten Führung innerhalb des Stützelements 30 besitzt das Stützrohr 12 wenigstens ein ringförmiges Zentrierelement 13, das zugleich auch ein Festanschlagelement bilden kann, welches am Ende des vorgesehenen Rückzugsweges an einem Festanschlagelement 34 an der Innenseite des Stützelements 30 anliegt.
Hinsichtlich des Zentrierelements 31 am Stützelement 30 ist in 3 erkennbar, dass dieses so ausgebildet ist, dass das Werkstückende 203 am Ende des trichterförmigen Abschnitts in einer Vertiefung liegt, deren Form und Größe exakt mit dem Außenumfang des Werkstückendes 203 übereinstimmt. Zugleich geht die Werkstückbohrung bündig in die Bohrung im Zentrierelement 30 über, wobei bündig im Sinne der Erfindung nicht nur den stufenlosen Übergang bei gleichen Innendurchmessern sondern auch eine kontinuierlichen, versatzfreien Übergang mit kegelförmigen Übergängen bezeichnet. Zweck ist es, Durchmessersprünge zu vermeiden, an denen insbesondere bei der Rückzugsbewegung der Strahldüsenkopf hängen bleiben könnte.
Das Verfahren zum Verfestigungsstrahlen einer Rohrinnenwandung eines gekrümmten Werkstücks 200 mit einer Werkstückbohrung 201 wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert.
4 zeigt Teile eines Arbeitskammersystems 300 mit einer Arbeitskammer 310 mit einer Arbeitskammeröffnung 313. Zu sehen ist noch ein Bedienerpult. Nicht dargestellt sind der Übersichtlichkeit halber bekannte Baugruppen für die Zuführung des Strahlmittels zu der Strahldüseneinheit sowie zur Absaugung des Strahlmittels und des Staubs aus der Arbeitskammer und zur Aufbereitung des Strahlmittels zwecks erneuter Einschleusung des Strahlmittels in einem geschlossen Kreislauf
Beidseits der Arbeitskammeröffnung 313 sind schwenkbare Türen 311, 312 angebracht, wobei die Arbeitskammeröffnung nicht durch die Türen 311, 312 gemeinsamen verschlossen wird, sondern abwechselnd durch die eine oder die andere Tür 311, 312. An der Türinnenseite sind Werkstückhalterungen angebracht.
Darin wird in einer Ladestellung jeweils ein Werkstück 200 eingesetzt. Im Inneren der Arbeitskammer 310 ist eine Strahldüseneinheit 100 angeordnet, die ein gemeinsames Lagerelement 40 für vier Stützelemente 30 mit Strahlmittelzuführungsschlauch 10 und Strahldüsenkopf 20 vorsieht. Die Enden der Stützelemente 30 weisen in Richtung der Arbeitskammeröffnung 313. Die Strahlmittelzuführungsschläuche 10 sind soweit gegenüber dem Stützelement 30 zurückgezogen worden, wie in 2 gezeigt. Dabei liegt der Strahldüsenkopf 20 vollständig innerhalb des Stützelements 30. Dies wird durch eine Bewegung der Verfahreinheit 50 erreicht.
Der Zentriertrichter 31 ist nun vollständig frei. Wie durch den Blockpfeil rechts in 2 angedeutet wird nun das Werkstückende 203 auf den Zentriertrichter 31 zubewegt. Dies geschieht in der Endphase der Schließung einer der Türen 311, 312 an der Arbeitskammer 310.
In 5 ist die linke Tür 311 vollständig geschlossen. Die rechte Tür hingegen ist frei und kann an ihren Werkstückhalterungen bestückt werden. Im Inneren der Arbeitskammer liegt nun die Stellung der Werkstückenden 203 gegenüber den Strahldüseneinheiten 100 vor, die in den 1 und 3 gezeigt ist: das Werkstückende 203 liegt in Berührung mit dem Zentriertrichterelement 31 am Stützelement 30 an. Das Stützelement 30 ist gegenüber dem Lagerelement 40 zurückgeschoben, was insbesondere an den unterschiedlichen Stellungen des Bundes 35 in 1 gegenüber der vorherigen Stellung gemäß 2 sichtbar wird. Das Federelement 44 ist etwas gestaucht.
Es kann nun der eigentliche Bearbeitungsvorgang begonnen werden. Dazu wird die Verfahreinheit 50 auf das Lagerelement 40 und das Stützelement 30 zu bewegt. Das damit verbundene Strahlmittelzuführungsrohr 12 schiebt den Strahlmittelzuführungsschlauch 10 und den Strahldüsenkopf 20 vor. Sobald das Werkstückende 203 erreicht ist, wir das Strahlmittel eingeleitet und die Behandlung beginnt.
Das Strahlen wird durch Fördern eines Strahlmittels durch den Strahlmittelzuführungsschlauch 10 zum Strahldüsenkopf 12 mittels Druckluft eingeleitet. Große Mengen des Strahlmittels werden beschleunigt und prallen auf die Rohrinnenwandung auf. Beispielsweise wird ein Luftdruck von 5 bis 6 bar eingesetzt, um einen Durchfluss an Strahlmittel von ca. 1 kg/min zu erreichen.
Das Strahlmittelzuführungsrohr 12 und der Strahlmittelzuführungsschlauch 10 werden dann mit konstanter Geschwindigkeit über die Verfahreinheit 50 weiter vorgeschoben, bis der Strahldüsenkopf 20 die in den 1 und 3 jeweils gezeigte Endstellung am anderen Ende des Werkstücks 200 erreicht hat. Danach beginnt der Rückzug des Strahldüsenkopfes 20. Dabei kann weiterhin Strahlmittel ausgestrahlt werden, um den Behandlungseffekt zu verbessern.
Sobald der Strahldüsenkopf 20 wieder das Werkstückende 203 erreicht hat, wird die Strahlmittelzufuhr unterbrochen und der Strahldüsenkopf 20 wird soweit zurückgezogen, wie in 2 gezeigt. Durch Öffnen der Tür 311 rückt das Werkstück 20 von dem Stützrohr 30 ab, welches durch die Feder 44 in seine Ausgangslage zurückbewegt wird.
Durch Schließen der anderen, rechten Tür 312, an der zwischenzeitlich neue Werkstücke aufgespannt wurden, kann der beschriebene Vorgang sogleich wiederholt werden, während die nun die bereits behandelten Werkstücke von der frei stehenden Tür abgenommen werden können.

Claims

Verfahren zum Verfestigungsstrahlen einer Rohrinnenwandung eines gekrümmten Werkstücks (200) mit einer Werkstückbohrung (201), mit wenigstens folgenden Schritten: a) Bereitstellen einer Strahldüseneinheit (100), die einen mit einem flexiblen Strahlmittelzuführungsschlauch (10) verbundenen Strahldüsenkopf (20) aufweist, welcher mehrere über den Umfang verteilte Düsenöffnungen (21) besitzt und welcher mit seinem Außenumfang einen Abstand gegenüber der Werkstückinnenwandung zur Ausbildung eines Luftspalts wahrt, b) Strahlen durch Fördern eines Strahlmittels durch den Strahlmittelzuführungsschlauch (10) zum Strahldüsenkopf (20) mittels Druckluft und Ausstrahlen des Strahlmittels auf die Werkstückinnenwandung; dadurch gekennzeichnet, c) dass zumindest ein zu dem Strahldüsenkopf (20) benachbarter Endbereich des Strahlmittelzuführungsschlauchs (10) durch ein Stützelement (30) hindurchgeführt wird; d) dass das Stützelement (30) an ein Werkstückende (203) oder das Werkstückende (203) an das Stützelement (30) angelegt wird; e) dass der Strahlmittelzuführungsschlauch (10) mitsamt des Strahldüsenkopfes (20) in die Werkstückbohrung (201) eingeführt wird und entlang einer Strahlbehandlungsstrecke innerhalb der Werkstückbohrung (201) vorgeschoben und anschließend in das Stützelement (30) zurückgezogen wird, wobei das Strahlmittel während der Vorwärtsbewegung und/oder während der Rückzugsbewegung durch die Düsenöffnungen (21) abgegeben wird; und f) dass das Stützelement (30) von dem Werkstückende (203) zurückgezogen wird oder das Werkstückende (203) von dem Stützelement (30) zurückgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlmittelzuführungsschlauch (10) an seinem von dem Strahldüsenkopf (20) abgewandten Ende mit einem starren Strahlmittelzuführungsrohr (12) verbunden ist, wobei die Einheit aus Strahlmittelzuführungsschlauch (10) und Strahlmittelzuführungsrohr (12) innerhalb des Stützelements (30) verschiebbar geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlmittelzuführungsschlauch (10) und/oder das Strahlmittelzuführungsrohr (12) bis gegen einen Festanschlag (34) im Stützelement (30) zurückgezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (30) in einem ortsfesten Lagerelement (40) geführt und mittels eines Federelements (44) an das Ende des Werkstückes (200) angelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anlegen des Stützelements (30) an das Ende des Werkstückes (200) die Bohrung des Stützelements (30) mit der Werkstückbohrung (201) fluchtet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahldüseneinheit (100) in einer Arbeitskammer (310) verwendet wird, welche zwei Türen (311, 312) besitzt, wobei über jede der Türen (311, 312) allein eine Arbeitskammeröffnung wechselweise verschließbar ist, und wobei an der Innenseite der Türen (311, 312) die Werkstücke (200) aufgenommen werden.
Strahldüseneinheit (100) zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens: – einem flexiblen Strahlmittelzuführungsschlauch (10) – einem mit dem Strahlmittelzuführungsschlauch (10) verbundenen Strahldüsenkopf (20), welcher mehrere über den Umfang verteilte Düsenöffnungen (21) aufweist, wobei der Außenumfang des Strahldüsenkopfes (21) kleiner ist als der Innendurchmesser der Werkstückbohrung (201) in einem zu bearbeitenden Werkstück (200); – einem Stützelement (30), in welchem der Strahlmittelzuführungsschlauch (10) geführt ist; und – einem ortsfesten Lagerelement (40), in welchem das Stützelement (30) verschiebbar geführt ist.
Strahldüseneinheit (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlmittelzuführungsschlauch (10) an seinem von dem Strahldüsenkopf (20) abgewandten Ende mit einem starren Strahlmittelzuführungsrohr (12) verbunden ist, wobei die Einheit aus Strahlmittelzuführungsschlauch (10) und Strahlmittelzuführungsrohr (12) innerhalb des Stützelements (30) verschiebbar gelagert ist.
Strahldüseneinheit (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass außen am Strahlmittelzuführungsschlauch (10) und/oder an dem Strahlmittelzuführungsrohr (12) wenigstens ein Zentrierelement (13) zur Zentrierung gegenüber dem Stützelement (30) ausgebildet oder angebracht ist.
Strahldüseneinheit (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass innen am Stützelement (30) wenigstens ein Zentrierelement oder ein Festanschlagelement (34) zur Zentrierung des innen geführten Strahlmittelzuführungsschlauchs (10) und/oder des Strahlmittelzuführungsrohrs(12) und zur Wegbegrenzung ausgebildet oder angebracht ist.
Strahldüseneinheit (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lagerelement (40) ein Anschlag (45) für ein Federelement (44) ausgebildet ist, welches Federelement (44) zudem direkt oder indirekt an einem Festanschlag (34) an dem Stützelement (30) abgestützt ist.
Strahldüseneinheit (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (30) über zwei Gleitlagerelemente (36, 46) in dem Lagerelement (40) gelagert ist.
Strahldüseneinheit (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (30) an seiner einen Mündung mit einem Zentrierelement (31) zur Aufnahme des Werkstücks (200) versehen ist.
Strahldüseneinheit (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückinnenwandung (201) des zu bearbeitenden Werkstücks (200) bündig in die Innenwandung des Zentrierelements (31) übergeht.
Strahldüseneinheit (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 14, gekennzeichnet durch eine Verfahreinheit (50) zum Verfahren des von dem Strahldüsenkopf (20) abgewandten Endes des Strahlmittelzuführungsschlauches (10) bzw. des sich daran anschließenden Strahlmittelzuführungsrohr (12) gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück (200).
Strahlkammersystem (300) mit wenigstens: – einer Arbeitskammer (310) mit einer Arbeitskammeröffnung (313), die mit wenigstens einer Tür (311, 312) verschließbar ist; – einer Strahlmittelzuführungseinheit, welche das Strahlmittel zu wenigstens einer innerhalb der Arbeitskammer (310) angeordneten Strahldüseneinheit (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 15 führt; dadurch gekennzeichnet, – dass an der dem Arbeitskammerinnenraum zugewandten Türinnenseite wenigstens eine Werkstückhalterung für ein Werkstück (200) angeordnet ist und wobei das Werkstück derart in der Werkstückhalterung ausgerichtet ist, dass das Werkstückende bei geschlossener Tür (311, 312) in den Arbeitskammerinnenraum weist, – dass die Mündung des Stützelements (30) der Strahldüseneinheit (100) in Richtung der Arbeitskammeröffnung (313) weist – und dass beim Schließen einer der Türen (311, 312) das dort gehalterte Werkstück mit seinem Werkstückende (203) bis vor oder bis an die Mündung des Stützelements (30) geführt wird.
Strahlkammersystem (300) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (300) zwei mit jeweils wenigstens einer Werkstückhalterung an der Türinnenseite ausgestattete Türen (311, 312) aufweist, die beidseits einer Arbeitskammeröffnung angeordnet sind, wobei die Arbeitskammeröffnung (313) durch je eine der Türen (311, 312) verschließbar ist.