高压工具和用于制造高压工具的方法与流程

文档序号:27306996发布日期:2021-11-09 10:16阅读:89来源:国知局
高压工具和用于制造高压工具的方法与流程

本发明涉及一种用于借助被置于压力下的流体对工件进行工业上的清洁和/或加工的高压工具。

背景技术

前述类型的高压工具可以被应用于对工件进行清洁和/或加工。在此,“对工件进行清洁”尤其可以理解为借助被置于压力下的流体、例如借助高压气体或尤其是借助被置于压力下的液体、例如借助水进行的清洁。在此,清洁也理解为去除工件的颗粒状的污物。利用前述类型的高压工具还能对工件进行加工、例如去毛刺。因此例如能通过借助高压工具对工件进行加工来去除金属毛刺(Flittergrate)或根毛刺。此外,通过借助高压工具对工件进行加工可以使工件的表面变得粗糙(所谓的“激活”)。

由现有技术已知高压工具或“高压喷枪”,其由多个零件,例如构造为车削件的基体、管形的流动通道件和封闭流动通道件的顶端组装而成。在此,零件在现有技术中借助焊接和/或钎焊连接彼此连接。

这种类型的高压工具例如由WO 2010/089165 A1已知并且尤其能与由EP 2 047 912 A1已知的切换装置一起使用。



技术实现要素:

本发明的目的在于,提供一种用于借助被置于压力下的流体对工件进行工业上的清洁和/或加工的高压工具,借助该高压工具可以实现改进的效率并且该高压工具具有改进的耐久性。

该目的通过根据本发明的、用于借助被置于压力下的流体对工件进行工业上的清洁和/或加工的高压工具得以实现,该高压工具包括:基体和在流动通道入口与至少一个流动通道出口之间延伸的流动通道,其中高压工具还包括一件式构造的喷嘴体,在该喷嘴体处布置有至少一个流动通道出口,并且流动通道至少部分地延伸穿过该喷嘴体,其中基体包括或构成喷嘴体,或其中基体与喷嘴体连接或能连接。

优选地,尤其是通过将被置于压力下的流体的流体束对准待清洁的和/或待加工的工件的表面,能借助高压工具借助被置于压力下的流体、尤其是借助高压气体或被置于压力下的液体对工件进行工业上的清洁和/或加工。在此优选地,高压工具可以相对于工件移动。

因此,根据本发明的高压工具尤其适用于对在机电一体化、电子学领域中的开头所述类型的工件和/或在木材或家具工业的领域中的由塑料制成的工件进行清洁和/或加工或者适用于对生成式制造(generativ gefertigt)的工件进行清洁。然而高压工具的应用不限于此。总而言之,可以对例如由金属、陶瓷或塑料制成的工件进行清洁和/或加工。工件例如可以是发动机部件或传动件,例如气缸盖、气缸曲轴箱、壳体、轮或轴。工件例如可以是用于电动机的构件,例如线圈体、壳体、轴承或轴。工件可以来自于医疗技术领域并且例如可以是移植物。可以考虑将高压工具用于由不同材料制成的工件(复合工件)。除了干燥的颗粒状的污物之外,还可以净化较大类型的加工残留物,例如金属屑、研磨剂、铸芯残留物或金属毛刺(Flittergrade)。优选地,同样可以去除例如通过例如来自于塑料加工的冷却润滑剂、油、脂、脱模剂或磨料或生产残留物产生的膜状的污物。

例如可以考虑,能借助高压工具利用至少约150bar的流体压力对工件进行清洁和/或加工。例如,能借助高压工具利用在约150bar至约2500bar的范围内、尤其在约250bar至约2000bar的范围内的流体压力对工件进行清洁和/或加工。

例如水或脱矿物质的水能被用作清洁流体。在此可以考虑,清洁流体包含清洁添加剂、例如表面活性剂。此外有益地可以是,冷却润滑剂、例如油能被用作清洁流体。

有益地可以是,高压工具的喷嘴体和/或基体在材料方面一件式地构造。在此,“在材料方面一件式”在本说明书和所附的权利要求的范围内尤其理解为,喷嘴体和/或基体完全由优选同种的基础材料制造而成和/或在喷嘴体的显微图像中不能看出材料边界。尤其地,显微图像在此是同质的。

在基体包括喷嘴体的情况下优选地规定了,基体和喷嘴体在材料方面彼此一件式地构造。

与由现有技术已知的高压工具或“高压喷枪”相比,优选地可以通过设置在材料方面一件式的喷嘴体实现高压工具的改进的耐久性,因为优选地可以完全或至少在很大程度上避免了例如焊接或钎焊连接的接合部位。

在基体与喷嘴体连接或能连接的情况下,可以规定,基体以力配合、形状配合和/或材料配合的方式与喷嘴体连接或能连接。

例如可以考虑,基体与喷嘴体拧紧或能拧紧。对此替选或补充地可以考虑,基体借助焊接或钎焊连接与喷嘴体连接。

在基体与喷嘴体连接或能连接的情况下,尤其可以考虑,流动通道的至少一部分延伸穿过基体。

在高压工具的设计方案中规定,流动通道入口和至少一个流动通道出口完全布置在喷嘴体处,并且流动通道完全延伸穿过喷嘴体。例如可以考虑,喷嘴体嵌入高压工具的基体中或接纳在高压工具的基体中。

在高压工具的设计方案中规定,基体与喷嘴体构造为一件式地,并且流动通道入口和至少一个流动通道出口完全布置在基体处。

尤其地,高压工具在此由基体构成。

优选地,流动通道的至少一个流动通道出口形成了出口喷嘴。

例如可以考虑,至少一个出口喷嘴构造为拉瓦尔喷嘴(Lavaldüse)。例如可以考虑,喷嘴通道在喷嘴出口处的横截面根据拉瓦尔喷嘴的类型扩宽了约2%至约5%。

在高压工具的设计方案中规定了,高压工具的喷嘴体和/或基体借助增材制造工艺被制造或能被制造。

有益地可以是,喷嘴体和/或基体例如借助激光束通过例如对金属粉末进行分层地加固或分层地熔化制造而成。

优选地,由于借助增材制造工艺制造喷嘴体和/或基体,即使在流动通道的内径小的情况下也能制造有益于流动的轮廓和/或半径。

因此优选地,内置的棱边和/或过渡部可以设计成倒圆的。

优选地,由于轮廓和/或过渡部的匹配,可以降低高压工具运行中的压力损失,从而可以降低泵机组(能通过该泵机组加载高压工具)的泵压力。

优选地,高压工具在这种情况下能以改进的效率运行。

优选地可以规定,在流动通道之内的、例如从供应通道到至少一个喷嘴通道的一个、多个或所有过渡部构造为切线不变的(tangentenstetig)。对此替选地或补充地还可以规定,在流动通道之内的、例如从供应通道到至少一个喷嘴通道的一个、多个或所有过渡部构造为切线变化的(tangentenunstetig)。

尤其可以考虑,从供应通道到至少一个喷嘴通道的过渡部尤其在穿过基体的纵轴线所取的横截面中构造为凹形的、凸形的或抛物线形的。

为了避免涡流损失,有益的可以是,以在供应通道中最多约70m/min、例如最多约50m/min的流动速度运行高压工具。

在高压工具的设计方案中规定,高压工具的喷嘴体和/或基体通过3D打印被制造或能被制造。

有益地可以是,喷嘴体和/或基体通过选择性激光熔化(SLM)来制造。

优选地,喷嘴体和/或基体具有基础材料,其具有至少约99%、优选地至少约99.8%的比密度。

有益地可以是,流动通道包括供应通道和与供应通道流体连接的至少一个喷嘴通道,其中供应通道和/或至少一个喷嘴通道已经在增材制造工艺中、尤其在3D打印工艺中至少部分地、尤其完全地获得了其最终的形状。

在高压工具的设计方案中规定,高压工具的流动通道的至少一部分和/或至少一个流动出口已经在3D打印工艺中获得了其最终的形状。

例如可以考虑,供应通道至少一部分已经在增材制造工艺中、尤其在3D打印工艺中获得了其最终的形状,并且至少一个喷嘴通道已经在增材制造工艺中、尤其在3D打印工艺中完全获得了其最终的形状。

对此替选地可以考虑,供应通道和至少一个喷嘴通道分别已经在增材制造工艺中、尤其在3D打印工艺中完全获得了其最终的形状。在此尤其地,流动通道已经在增材制造工艺中、尤其是3D打印工艺中完全获得了其最终的形状。

尤其可以考虑,高压工具的喷嘴体和/或基体已经在3D打印工艺中获得了其相应的最终的形状。

在高压工具的设计方案中规定,喷嘴体和/或基体包括金属基础材料,尤其是不锈钢、工具钢或镍基合金。

尤其地,喷嘴体和/或基体由金属基础材料构成。

例如可以考虑,喷嘴体和/或基体由具有材料编号1.4404的不锈钢构成。

此外有益地可以是,喷嘴体和/或基体由具有材料编号1.2709的工具钢构成。

优选地,工具钢被硬化或未被硬化。

此外可能的是,喷嘴体和/或基体由镍基合金构成,其优选地具有以下成分:

在高压工具的设计方案中规定,流动通道包括供应通道和至少一个从供应通道分岔的喷嘴通道,该喷嘴通道以斜向于供应通道的方式布置。

优选地,流动通道具有至少大致圆形的横截面。

尤其地,供应通道由进入开口构成。

优选地,进入开口构造为相对于轴线旋转对称的、例如相对于基体的纵轴线旋转对称的。

优选地,进入开口包括具有第一内径的第一区域和具有第二内径的第二区域,该第二内径小于第一内径。

优选地,进入开口的第一内径为最多约10mm、例如最多约5mm、尤其最多约3.5mm。

优选地,进入开口的第二内径为最多约5mm、例如最多约1.5mm、尤其最多约1.25mm。

有益地可以是,进入开口的第一区域借助过渡区域与进入开口的第二区域连接。

优选地,进入开口的过渡区域构造为截锥形的。

有益地可以是,进入开口在过渡区域中连续地逐渐变细。

此外有益地可以是,进入开口的过渡区域具有至少约10mm、优选至少约15mm的长度。

因此,优选地能实现从进入开口的第一区域到第二区域的特别有益于流动的过渡部。

有益地可以是,至少一个喷嘴通道由排出开口构成。

优选地,流动通道的供应通道基本上沿着基体的纵轴线延伸。

优选地,流动通道的供应通道以与基体的纵轴线同心的方式布置。

有益地可以是,进入开口在流动通道入口处包括入口锥部。

优选地,在从供应通道到至少一个喷嘴通道的过渡处的棱边和/或过渡部具有至少约0.1mm、优选地至少约0.2mm的半径。优选地,从供应通道到喷嘴通道的棱边和/或过渡部具有最多约5mm的半径。例如可以考虑,从供应通道到喷嘴通道的棱边和/或过渡部具有在约0.2mm至约1mm的范围内的半径。

有益地,至少一个喷嘴通道由包括筒形的引导区段的排出开口形成,其中引导区段的长度大于排出开口在引导区段中的内径。

优选地,排出开口的筒形的引导区段构造为圆筒形的。

替选或补充于筒形的引导区段可以规定,至少一个喷嘴通道包括弯曲的或拱形的引导区段。在此尤其可以考虑,至少一个喷嘴通道的流动横截面朝向流动通道出口的方向变窄。

有益地可以是,至少一个排出开口具有在约0.2mm至约3mm的范围内的、例如在0.5至1.5mm的范围内的内径。

优选地,进入开口的内径大于排出开口的内径。

尤其可以规定,例如根据流动通道出口的数量使进入开口的内径与排出开口的内径匹配。

例如可以考虑,供应通道的液压横截面例如比喷嘴通道的液压横截面的总和大了至少约5倍、例如至少约10倍。

优选地,排出开口的纵轴线相对于进入开口的纵轴线以在约10°至约30°的范围内的角度、例如以约15°的角度的方式取向。在此优选地,可以产生被置于压力下的流体的所谓“向前的”流体束。

此外有益地可以是,排出开口的纵轴线相对于进入开口的纵轴线以在约60°至约90°的范围内的角度布置。

此外,替选地或补充地可以实现,排出开口的纵轴线相对于进入开口的纵轴线以在约100°至约140°的范围内的角度、尤其是在约110°至约130°的范围内的角度布置。例如可以考虑,排出开口的纵轴线相对于进入开口的纵轴线以约120°的角度布置。

优选地,至少一个喷嘴通道朝向流动通道出口例如漏斗形地扩宽。

优选地,至少一个喷嘴通道包括形成流动通道出口的排出漏斗。

在高压工具的设计方案中规定,至少一个流动通道出口布置在喷嘴体的外周面处和/或至少一个流动通道出口布置在喷嘴体的端面处。

例如有益地可以是,高压工具包括至少两个流动通道出口、例如四或六个流动通道出口。

尤其可以考虑,高压工具包括偶数个或奇数个流动通道出口。

高压工具的一个、多个或所有流动通道出口例如可以以相对于基体的纵轴线轴对称的方式布置在喷嘴体的外周面处。此外可以考虑,高压工具的一个、多个或所有流动通道出口以相对于基体的纵轴线轴对称的方式布置在喷嘴体的端面处。

对此替选地可以考虑,高压工具的一个、多个或所有流动通道以非对称的方式布置在喷嘴体的外周面和/或端面处。

例如可以考虑,高压工具包括两个以相对于基体的纵轴线对称的方式布置的流动通道出口。

例如还可以考虑,两个流动通道出口布置在喷嘴体的端面处。

对此替选地或补充地可以考虑,两个流动通道出口布置在喷嘴体的外周面处。

优选地,在喷嘴体和/或基体的外周面处布置或构成附加结构,以用于在尤其构造在高压工具与待清洁的和/或待加工的工件之间的流体腔中的被置于压力下的流体中产生湍流和/或气穴。

优选地,可以借助附加结构以改进的方式对待清洁的和/或待加工的工件进行清洁和/或高效地去毛刺。

例如可以考虑,附加结构构造成或包括平行于高压工具的基体的纵轴线延伸的并且突出远离喷嘴体的外周面的突出部或者构造成或包括在喷嘴体的外周面中的平行于基体的纵轴线延伸的凹部。

突出部和凹部例如可以在垂直于基体的纵轴线所取的横截面中构造为三角形的、矩形的或倒圆的。

在高压工具的设计方案中规定,喷嘴体包括以与基体的纵轴线同轴的方式布置的流动换向元件,其布置在流动通道中。

例如可以规定,流动换向元件是平行于基体的纵轴线反向于流动方向突出的突出部,其例如在喷嘴体的经由基体的纵轴线所取的横截面中优选地至少大致构造为半圆形的。

此外可以考虑,流动换向元件沿流动方向楔形地扩宽。例如可以考虑,流动换向元件在喷嘴体的穿过基体的纵轴线所取的横截面中优选地至少大致构造成楔形的。

优选地,流动通道、尤其是供应通道和/或至少一个喷嘴通道包括圆形的横截面。此外可以考虑,流动通道的横截面、尤其是供应通道和/或至少一个喷嘴通道的横截面也可以不同于圆形。流动通道的横截面、尤其是供应通道和/或至少一个喷嘴通道的横截面在横截面中例如可以构造为椭圆形的,透镜形的,矩形的、尤其是正方形的,三角形的或星形的。尤其可以规定,一个或多个流动通道出口构造为椭圆形的,透镜形的,矩形的、尤其是正方形的,三角形的或星形的。

此外有益地可以是,流动换向元件构造为突出部或凹部。构造为突出部的流动换向元件例如可以至少局部地为球形。此外可以考虑,构造为突出部的流动换向元件构造为钟形的、锥形的、截锥形的或筒形的。

优选地,从供应通道到至少一个喷嘴通道的过渡部以下述方式构造,即流动通道的横截面不因构造为突出部的流动换向元件减小。

在高压工具的设计方案中规定,基体包括固定区段,借助该固定区段能将高压工具固定在高压清洁装置处并且该固定区段包括固定凸缘。

优选地,固定区段的固定凸缘径向地、即尤其是以垂直于基体的纵轴线的方式突出远离基体。

有益地可以是,例如可以借助高压清洁装置的皮带传动机构或直接驱动机构,以能在基体的固定区段的区域中转动的方式驱动高压工具。

例如可以规定,基体在固定区段处至少局部地构造成圆筒形的,从而基体可以以能借助皮带传动机构或直接驱动机构转动的方式被驱动。尤其地,高压工具在此尤其能被置于围绕基体的纵轴线的旋转中。

在高压工具的设计方案中规定,高压工具包括用于引入到待清洁的和/或待加工的工件的凹部中的引入区段,该引入区段包括清洁顶端,其中至少一个流动通道出口布置在清洁顶端处。

尤其地,清洁顶端形成了高压工具的自由端部。

有益地可以是,喷嘴体包括或构成引入区段。

优选地,喷嘴体在引入区段的区域中具有最大约10mm、例如最大约5mm、尤其最大约3.5mm的外径。

优选地,供应通道、尤其是进入开口基本上完全延伸穿过基体的固定区段和引入区段。

在高压工具的设计方案中规定,高压工具的基体构造为相对于基体的纵轴线基本上旋转对称的。

优选地,高压工具的基体仅在引入区段的清洁顶端的区域中构造为非旋转对称的。

本发明还涉及用于制造开头所述类型的高压工具的方法。

本发明的另一个目的在于,提供用于制造开头所述类型的高压工具的方法,借助其能以简单且成本经济的方式制造高压工具。

该目的根据本发明通过用于制造开头所述类型的高压工具的方法得以实现,其中高压工具包括基体和在流动通道入口与至少一个流动通道出口之间延伸的流动通道,其中该方法包括:制造高压工具的喷嘴体,其中借助增材制造工艺以一件式的方式制造喷嘴体,使得至少一个流动通道出口布置在喷嘴体处并且流动通道至少部分地延伸穿过喷嘴体;在增材制造工艺中以一件式的方式制造基体和喷嘴体,或提供基体并且将基体与喷嘴体连接。

优选地,根据本发明的、用于制造高压工具的方法具有一个或多个与根据本发明的高压工具有关地描述的特征和/或优点。通过根据本发明的高压工具的有利的实施方式得出根据本发明的方法的有利的实施例,从而与此相关地可以参照前面的实施方式。

有益的是,通过3D打印制造喷嘴体和/或基体。

优选地,通过选择性激光熔化(SLM)制造喷嘴体和/或基体。

在该方法的设计方案中规定,喷嘴体和/或基体由金属基础材料,尤其是不锈钢、工具钢和/或镍基合金制造而成。

附图说明

本发明的优选实施方式的以下说明用于根据附图对本发明进行更详细的解释。在附图中:

图1:根据本发明的高压工具的示意性纵向截面图;

图2:图1中区域II的放大图;

图3:根据本发明的高压工具的另一个实施方式的对应于图2的放大图;

图4:根据本发明的高压工具的另一个实施方式的对应于图2的放大图;

图5:根据本发明的高压工具的另一个实施方式的对应于图2的放大图;

图6:根据本发明的高压工具的另一个实施方式的对应于图2的放大图;

图7:根据本发明的高压工具的另一个实施方式的对应于图2的放大图;

图8:根据本发明的高压工具的另一个实施方式的对应于图2的放大图;

图9:根据本发明的高压工具的另一个实施方式的对应于图2的放大图;和

图10:根据本发明的高压工具的另一个实施方式的沿着图1中的线X-X的示意性截面图,其中高压工具至少部分地布置在待清洁的和/或待加工的工件之内。

具体实施方式

图1以示意性的纵向截面图示出了根据本发明的高压工具的配设有附图标记10的有利的实施方式,利用该高压工具可以借助被置于压力下的流体、尤其是借助清洁流体来清洁和/或加工仅在图10中示出的工件11。高压工具10包括基体12和流动通道14,该流动通道在流动通道入口16与多个、尤其是两个流动通道出口18之间延伸。流动通道14例如具有至少大致圆形的横截面。

高压工具10可以具有在约100mm至约2000mm范围内的长度17、例如约1000mm的长度。

例如水或脱矿物质的水能被用作流体、尤其能被用作清洁流体。在此可以考虑,流体包含清洁添加剂、例如表面活性剂。此外有益地可以是,冷却润滑剂、例如油能被用作流体、尤其能被用作清洁流体。

高压工具10还包括一件式构造的喷嘴体19,在该喷嘴体处布置有多个、尤其是两个流动通道出口18,并且流动通道14至少部分地延伸穿过该喷嘴体。

喷嘴体19在材料方面一件式地构造。

在此可以考虑,基体12包括或形成喷嘴体19,从而基体12与喷嘴体19一件式地、尤其在材料方面一件式地构造。优选地,高压工具10在此由基体12构成,从而流动通道入口16和流动通道出口18完全布置在基体12处并且在基体中形成。

此外可行的是,基体12尤其在连接区域中与喷嘴体19连接或能连接,该连接区域在图1仅示意性地示出并且配设有附图标记21。

在基体12与喷嘴体19连接或能连接的情况下,可以规定,基体12以力配合、形状配合和/或材料配合的方式与喷嘴体19连接或能连接。在此例如可以考虑,基体12与喷嘴体19拧紧或能拧紧。替选或补充于螺纹连接可以考虑,基体12借助焊接连接或钎焊连接与喷嘴体19连接。

在基体12与喷嘴体19连接或能连接的情况下,尤其可以考虑,流动通道14的至少一部分延伸穿过基体12。

借助高压工具10例如利用至少约150bar的流体压力能清洁和/或能加工工件。例如可以考虑,借助高压工具10利用在约150bar至约2500bar的范围内的流体压力能清洁和/或能加工工件。尤其有益地可以是,借助高压工具利用在约250bar至约2000bar的范围内的流体压力能清洁和/或能加工工件。尤其地,高压工具10在此形成高压喷枪20,其中流动通道出口18形成高压工具10的出口喷嘴22。

优选地,基体12包括固定区段24,借助该固定区段能将高压工具10固定在高压清洁装置处,并且该固定区段包括固定凸缘26,该固定凸缘径向地、尤其是以垂直于基体12的纵轴线28的方式突出远离基体12。

可以考虑,连接区域21以不同于其在图1中示出的位置的方式沿基体12的纵轴线28的方向偏左或偏右布置。例如可以考虑,连接区域21与流动通道出口18之间的轴向间距小于图1中的轴向间距。

例如可以借助高压清洁装置的未以图示的方式示出的皮带传动机构以能在固定区段24的区域中转动的方式驱动高压工具10。在此尤其地,高压工具10能被置于围绕基体12的纵轴线28的旋转中。

优选地,高压工具10还包括用于引入待清洁的和/或待加工的工件11的例如在图9中示出的凹部31中的引入区段30。优选地,引入区段30包括清洁顶端32。如例如在图2中可看出,流动通道出口18尤其布置在清洁顶端32处。

在此可以考虑,喷嘴体19包括或形成引入区段30。

尤其地,清洁顶端32在高压工具10的装配状态下形成了其自由端部34。

优选地,喷嘴体19在引入区段30的区域中具有最大约10mm、例如最大约5mm、尤其最大约3.5mm的外径。

优选地,高压工具10的基体12构造为相对于基体12的纵轴线28基本上旋转对称的并且例如仅在引入区段30的清洁顶端32的区域中构造为非旋转对称的。

优选地,高压工具10的流动通道14包括供应通道36和两个从供应通道36分岔的喷嘴通道38。喷嘴通道38以斜向于供应通道36的方式布置。

流动通道14的供应通道36基本上沿着基体12的纵轴线28延伸并且优选地以与基体12的纵轴线28同心的方式布置。

供应通道36通过进入开口40形成。进入开口40例如构造为相对于基体12的纵轴线28旋转对称的。

优选地,进入开口40包括具有第一内径44的第一区域42。优选地,进入开口40还包括具有第二内径48的第二区域46,该第二内径小于第一内径44。

优选地,进入开口40的第一内径44为最多约10mm、例如最多约5mm、尤其最多约3.5mm。优选地,进入开口40的第二内径48为最多约5mm、例如最多约1.5mm、尤其最多约1.25mm。

优选地,进入开口40的第一区域42借助过渡区域50与进入开口40的第二区域46连接。进入开口40的过渡区域50构造为截锥形的,其中进入开口40在过渡区域50中优选地连续地逐渐变细。

优选地,进入开口40的过渡区域50具有至少约10mm、优选至少约15mm的长度51,从而优选地能实现从进入开口40的第一区域42到第二区域46的特别有益于流动的过渡。

有益地可以是,高压工具10的壁厚度、例如基体12和/或喷嘴体19的壁厚度朝向基体12的纵轴线28的方向根据在高压工具10运行中流动通道14中存在的压力而变化。因此例如可以考虑,高压工具10的壁厚度在过渡区域50的长度51上减小,这一点在图1中尤其通过虚线52示出。

优选地,进入开口40在流动通道入口16处包括入口锥部53。

优选地,喷嘴通道38分别由排出开口54形成。

优选地,排出开口54分别包括筒形的引导区段56。优选地,引导区段56的长度58大于排出开口54在引导区段56中的内径60。

因此优选地,从流动通道出口18中离开的流体束能以特别可靠的方式取向。

排出开口54的引导区段56例如相应地构造为圆筒形的。

当排出开口54具有圆形的横截面时,可以规定,排出开口54分别具有在约0.2mm至约3mm的范围内、例如在0.5mm至1.5mm的范围内的内径60。排出开口54的内径60和喷嘴通道的液压横截面可以根据排出开口54或喷嘴通道38的数量变化。

优选地,进入开口40的第二内径48大于排出开口54的内径60。尤其地,根据流动通道出口18或喷嘴通道38的数量使进入开口40的第二内径48与排出开口54的内径60匹配。

例如可以考虑,供应通道36的液压横截面例如比喷嘴通道38的液压横截面的总和大了至少约5倍、例如至少约10倍。

优选地,高压工具10的基体12借助增材制造工艺(additives Fertigungsverfahren)、例如通过对金属粉末进行分层加固或分层熔化制造而成。在此可以考虑,高压工具10的基体12通过3D打印、尤其是通过选择性激光熔化(SLM)制造而成。优选地,通过选择性激光熔化能实现特别高的比密度。

图1示意性地示出了用于制造基体12的、配设有附图标记61的3D打印机。

优选地,喷嘴体19和/或基体12由金属基础材料构成,例如由不锈钢、工具钢或镍基合金构成。优选地,喷嘴体19和/或基体12的金属基础材料62具有至少约99%、优选地至少约99.8%的比密度。

优选地,高压工具10的喷嘴体19和/或基体12和尤其是流动通道14以3D打印工艺获得它们相应的最终的形状。

优选地,由于借助增材制造工艺制造喷嘴体19和/或基体12,即使在流动通道14的内径44、48很小的情况下也能制造有益于流动的轮廓和/或半径。因此优选地,内置的棱边和/或过渡部可以设计成倒圆的,从而可以减小在高压工具10运行中的压力损失并且能以改进的效率运行高压工具10。

例如可以考虑,在从供应通道36到喷嘴通道38的过渡处的棱边和/或过渡部具有至少约0.1mm、优选地至少约0.2mm的半径。优选地,从供应通道36到喷嘴通道38的棱边和/或过渡部具有最多约5mm的半径。例如可以考虑,从供应通道36到喷嘴通道38的棱边和/或过渡部具有在约0.2mm至约1mm的范围内的半径。

在高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式中,排出开口54的纵轴线64相对于进入开口40的纵轴线28以在约100°至约140°的角度66的范围内、尤其是在约110°至约130°范围内的角度66布置。在此,排出开口54的纵轴线64相对于进入开口40的纵轴线28以约120°的角度66布置。

在此尤其地,流动通道出口18布置在喷嘴体19的外周面68处。

如尤其在图2中可看出,喷嘴通道38分别朝向流动通道出口18漏斗形地扩宽。喷嘴通道38在此包括形成流动通道出口18的排出漏斗70。

优选地,高压工具10的流动通道出口18以相对于基体12的纵轴线28对称的方式布置。

为了能将流动穿过流动通道14的流体可靠地从供应通道36引导到喷嘴通道38中,基体12优选地包括以与基体12的纵轴线28同轴的方式布置的流动换向元件72,其布置在流动通道14中。

在高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式中,流动换向元件72优选地构造为平行于基体12的纵轴线28反向于流动方向突出的突出部。该突出部在穿过基体12的纵轴线28所取的横截面中至少大致构造为半圆形的。

有益地可以是,在从供应通道36到喷嘴通道38的过渡部处并未因构造为突出部的流动换向元件72减小了流动通道12的横截面。

高压工具的在图3中部分示出的并且配设有附图标记100的实施方式(其同样形成高压喷枪120)与高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式的主要区别在于,排出开口54的纵轴线64相对于进入开口40的纵轴线28以在约10°至约30°范围内的角度布置。在此,排出开口54的纵轴线64相对于进入开口40的纵轴线28以约15°的角度布置,从而可以产生被置于压力下的流体的所谓“向前的(voreilend)”流体束。

在此,流动通道出口18布置在喷嘴体19的端面74处。

为了可以将流动穿过流动通道14的流体从供应通道36引导到喷嘴通道38中,高压工具100的在图3中示出的实施方式的喷嘴体19优选地包括沿流动方向楔形地扩宽的流动换向元件72。在此,流动换向元件72在喷嘴体19的穿过基体12的纵轴线28所取的横截面中至少大致构造成楔形的。

此外,高压工具100的在图3中示出的实施方式与高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式一致,从而就此而言参照其前述说明即可。

高压工具的在图4中部分示出的并且配设有附图标记200的实施方式(其同样形成高压喷枪220)与高压工具100的在图3中示出的实施方式的主要区别在于,高压工具200仅包括唯一的流动通道出口18,其布置在喷嘴体19的端面74处。

高压工具400的流动通道14以完全与基体12的纵轴线28同轴的方式布置。因此优选地,在高压工具400的运行中可以产生被置于压力下的流体的流体束,其束方向以基本上平行于基体12的纵轴线28的方式布置。

优选地,排出开口54的内径60小于进入开口40的内径76,从而流动通道14的液压横截面朝向清洁顶端32或自由端部34减小。

优选地,从进入开口40到排出开口54的过渡部是连续的、尤其是切线不变的。

此外,高压工具200的在图4中示出的实施方式与高压工具100的在图3中示出的实施方式一致,从而就此而言参照其前述说明即可。

高压工具的在图5中部分示出的并且配设有附图标记300的实施方式(其同样形成高压喷枪320)与高压工具100的在图3中示出的实施方式的主要区别在于,喷嘴通道38完全构造成弯曲的。

优选地,在此同样可以产生被置于压力下的流体的“向前的”流体束。优选地,流体束基于喷嘴通道的弯曲扩宽。

例如可以规定,可以产生相对于基体12的纵轴线28以在约10°至约80°的范围内的角度78、尤其是在约40°至约70°的范围内的角度78、例如约55°的角度78从相应的喷嘴通道38离开的流体束。

此外,高压工具300的在图5中示出的实施方式与高压工具100的在图3中示出的实施方式一致,从而就此而言参照其前述说明即可。

高压工具的在图6中部分示出的并且配设有附图标记400的实施方式(其同样形成高压喷枪420)与高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式的主要区别在于,在高压工具400的运行中可以产生被置于压力下的流体的流体束,该流体束以至少大致垂直于基体12的纵轴线28延伸的束方向在喷嘴体19的外周面68处从相应的喷嘴通道38离开。

优选地,高压工具400的流动换向元件72构造为凸形弯曲的突出部,其中突出部的弯曲部朝向喷嘴通道38过渡为凹形的弯曲部。

此外,高压工具400的在图6中示出的实施方式与高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式一致,从而就此而言参照其前述说明即可。

高压工具的在图7中部分示出的并且配设有附图标记500的实施方式(其同样形成高压喷枪520)与高压工具400的在图6中示出的实施方式的主要区别在于,流动换向元件72构造为凹形弯曲的凹部,其中凹部的弯曲部朝向喷嘴通道38过渡为凸形的弯曲部。

与高压工具400的在图6中示出的实施方式相反,高压工具500的在图7中示出的实施方式的排出开口54还分别包括筒形的引导区段56。

此外,高压工具500的在图7中示出的实施方式与高压工具400的在图6中示出的实施方式一致,从而就此而言参照其前述说明即可。

高压工具的在图8中部分示出的并且配设有附图标记600的实施方式(其同样形成高压喷枪620)与高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式的主要区别在于,两个喷嘴通道38分别由喷嘴体19的壁区段限定,该壁区段在喷嘴体19的穿过纵轴线28所取的横截面中分别构造成弯曲的。

尤其地,喷嘴通道38分别由在横截面中为凹形的壁区段80和在横截面中为凸形的壁区段82限定。

尤其可以规定,凹形的壁区段80以沿纵轴线12的方向比凸形的壁区段82更靠近高压工具600的自由端部34的方式布置,从而在高压工具600运行中能产生被置于压力下的流体的“朝后”指向的或“向后的”流体束。

尤其地,喷嘴通道38朝向喷嘴体19的外周面68延伸成,使得可以关于基体12的纵轴线28产生至少90°、优选大于90°、例如在90°至120°的范围内的束角度。

此外,高压工具600的在图8中示出的实施方式与高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式一致,从而就此而言参照其前述说明即可。

高压工具的在图9中部分示出的并且配设有附图标记700的实施方式(其同样形成高压喷枪720)与高压工具500的在图7中示出的实施方式的主要区别在于,在流动通道14中的一个、多个或所有过渡部构造为切线变化的。

尤其可以规定,喷嘴通道38包括台阶形的横截面减小部84,借助该横截面减小部在高压工具700运行中优选地能在被置于压力下的流体中产生湍流流动。尤其在此可以考虑,被置于压力下的流体至少部分地能被雾化。优选地可以借助雾化的流体改进清洁效果和/或去毛刺效果。

尤其地,喷嘴通道38垂直地从供应通道36分岔。优选地,流动换向元件72构造为筒形的凹部。

在高压工具700的在图9中示出的实施方式中还可以规定,在喷嘴体19处布置有彼此不同的出口喷嘴22。

例如可以考虑,喷嘴通道38包括排出漏斗70,而另外的喷嘴通道38不包括排出漏斗70。

此外,高压工具700的在图9中示出的实施方式与高压工具500的在图7中示出的实施方式一致,从而就此而言参照其前述说明即可。

高压工具的在图10中部分示出的并且配设有附图标记800的实施方式(其同样形成高压喷枪820)与高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式的主要区别在于,在喷嘴体19的外周面68处布置有附加结构86,借助该附加结构能在构造在高压工具800与待清洁的和/或待加工的工件11之间的流体腔88中的被置于压力下的流体中产生湍流和/或气穴。

优选地,可以借助附加结构86以改进的方式对待加工的工件11进行清洁和/或高效地去毛刺。

例如可以考虑,附加结构构造为平行于纵轴线12延伸的并且突出远离外周面68的突出部90或构造为在外周面68中的平行于纵轴线12延伸的凹部92。

突出部90和凹部92例如可以在垂直于纵轴线12所取的横截面中构造为三角形的、矩形的或倒圆的。

此外,高压工具800的在图10中示出的实施方式与高压工具10的在图1和图2中示出的实施方式一致,从而就此而言参照其前述说明即可。

可以考虑,流动通道14的横截面、尤其是供应通道36和/或喷嘴通道38的横截面在高压工具10、100、200、300、400、500、600、700、800的所有实施方式中可以不同于圆形。流动通道14、尤其是供应通道36和/或喷嘴通道38在横截面中例如可以构造为椭圆形的,透镜形的,矩形的、尤其是正方形的,三角形的或星形的。尤其可以规定,流动通道出口18构造为椭圆形的,透镜形的,矩形的、尤其是正方形的,三角形的或星形的。

此外可以考虑,垂直于基体12的纵轴线28穿过基体12和/或喷嘴体19所取的横截面、尤其是垂直于基体12的纵轴线28穿过引入区段30所取的横截面的外轮廓在高压工具10、100、200、300、400、500、600、700、800的所有实施方式中不同于圆形。例如在此可以考虑,垂直于基体12的纵轴线28穿过基体12和/或喷嘴体19所取的横截面、尤其是垂直于基体12的纵轴线28穿过引入区段30所取的横截面的外轮廓是椭圆形的或多边形的、例如矩形的或正方形的。

此外有益地可以是,流动换向元件72在高压工具10、100、200、300、400、500、600、700、800的不同实施方式中构造为突出部或凹部。例如,构造为突出部的流动换向元件72可以至少局部地为球形。此外可以考虑,构造为突出部的流动换向元件72构造为钟形、锥形、截锥形或筒形。

在此,出口喷嘴22和/或喷嘴通道38的形状、流动通道14的横截面、流动换向元件72的形状或附加结构86的形状或布置在高压工具10、100、200、300、400、500、600、700、800的所有实施方式中能彼此任意组合。所有在理论上可能的组合仅出于清楚原因而不以图示的方式示出。

总而言之,根据本发明可以提供用于借助被置于压力下的流体对工件进行工业上的清洁和/或加工的高压工具10、100、200、300、400、500、600、700、800,借助该高压工具可以实现改进的效率并且该高压工具具有改进的耐久性。此外,根据本发明可以提供用于制造这种高压工具10、100、200、300、400、500、600、700、800的方法,借助该方法能以简单且成本经济的方式制造高压工具10、100、200、300、400、500、600、700、800。

附图标记列表

10 高压工具

11 工件

12 基体

14 流动通道

16 流动通道入口

17 长度

18 流动通道出口

19 喷嘴体

20 高压喷枪

21 连接区域

22 出口喷嘴

24 固定区段

26 固定凸缘

28 纵轴线

30 引入区段

31 凹部

32 清洁顶端

34 自由端部

36 供应通道

38 喷嘴通道

40 进入开口

42 第一区域

44 第一内径

46 第二区域

48 第二内径

50 过渡区域

51 长度

52 虚线

53 入口锥部

54 排出开口

56 引导区段

58 长度

60 内径

61 3D打印机

62 基础材料

64 纵轴线

66 角度

68 外周面

70 排出漏斗

72 流动换向元件

74 端面

76 内径

78 角度

80 凹形的壁区段

82 凸形的壁区段

84 横截面减小部

86 附加结构

88 流体腔

90 突出部

92 凹部

100 高压工具

120 高压喷枪

200 高压工具

220 高压喷枪

300 高压工具

320 高压喷枪

400 高压工具

420 高压喷枪

500 高压工具

520 高压喷枪

600 高压工具

620 高压喷枪

700 高压工具

720 高压喷枪

800 高压工具

820 高压喷枪。

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