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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von an einem Werkstück anhaftenden
Verunreinigungen in Form von Ölen,
Fetten oder Emulsionen mit darin enthaltenen festen Partikeln, insbesondere
bei einer spanenden Werkstückbearbeitung
entstandenen Spänen,
wobei das Werkstück
an einem Halteelement gehalten ist und in oder mit diesem in Schwingungen
versetzt wird und zur Reinigung zumindest zeitweise mit einer Reinigungsflüssigkeit
bespritzt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum
Entfernen von an einem Werkstück
anhaftenden Verunreinigungen, insbesondere zur Durchführung des
Verfahrens.
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Die
auf den Anmelder zurückgehende
DE 101 53 087 A1 betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von an einem Werkstück anhaftenden
Verunreinigungen in Form von Ölen,
Fetten oder Emulsionen mit darin enthaltenen festen Partikeln, insbesondere
bei einer spanenden Werkstückbearbeitung
entstandene Späne,
wobei das Werkstück
in einer Werkstückaufnahme
aufgenommen und in oder mit dieser in Schwingungen versetzt wird. Gleichzeitig
werden über
mindestens eine an das Werkstück
formangepasste Saugdüse
Verunreinigungen von dem Werkstück
mit Hilfe von Saugluft abgesaugt. Zusätzlich wird während des
Reinigungsvorganges zumindest zeitweise wenigstens ein Reinigungsflüssigkeitsstrahl
unter Druck, vorzugsweise unter einem Druck im Bereich von ca. 2
bis 8 bar, auf das Werkstück
gespritzt, wobei die Reinigungsflüssigkeit zusammen mit den Verunreinigungen
abgesaugt wird.
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Das
aus der
DE 101 53
087 A1 bekannte Verfahren und die ebenfalls daraus bekannte
Vorrichtung haben sich in der Praxis dahingehend bewährt, daß sowohl
feste wie auch flüssige
Verunreinigungen einschließlich
fester Partikel, wie Späne,
auch aus schwer zugänglichen
Werkstückbereichen,
wie beispielsweise Sacklöchern
oder Bohrungen, zuverlässig
entfernt werden, so daß eine
nachträgliche
Kontrolle und bedarfsweise manuelle Nachreinigung nicht mehr erforderlich
ist. Zudem wurde vorteilhaft erreicht, daß eine Beeinträchtigung
der Umgebung bei der Durchführung
des Verfahrens und beim Einsatz der zugehörigen Vorrichtung ausgeschlossen ist.
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Aus
der
EP 0 923 419 B1 sind
ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung für den oben angegebenen Verwendungszweck
bekannt. Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung zu
dessen Durchführung
haben sich in der Praxis ebenfalls bewährt, wobei sie besonders gut
geeignet sind für
die Reinigung von Werkstücken,
die bei der Herstellung von Motoren benötigt werden, konkret beispielsweise Kurbelwellen
sowie sonstige Werkstücke,
die eine im wesentlichen geschlossene Oberfläche aufweisen.
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Bekannt
ist aus der einschlägigen
Praxis auch ein Verfahren zum Reinigen von Werkstücken, bei
dem die zu reinigenden Werkstücke
an einem Haltearm befestigt werden, der mit dem Werkstück zusammen
in ein Reinigungsflüssigkeitsbad
eintaucht. Im eingetauchten Zustand wird der Haltearm zusammen mit
dem Werkstück
in Schwingungen versetzt, wodurch das Werkstück gereinigt wird.
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Als
ein Hauptnachteil dieses bekannten Verfahrens ist anzusehen, daß das Reinigungsflüssigkeitsbad
stets in einem separaten Behälter
kostenintensiv vorgehalten werden muß, wobei zudem eine sehr kostenintensive
Vorhaltung von wesentlich mehr Reinigungsflüssigkeit vorgesehen werden
muß, als zur
eigentlichen Reinigung benötigt
wird. Zudem kann es nachteiligerweise vorkommen, daß die von dem
Werkstück
abgereinigten Späne
in dem Reinigungsflüssigkeitsbad
weiter herumschwimmen und so eventuell in Kontakt mit anderen zu
reinigenden Werkstoffstücken
treten können,
so daß der
Reinigungszweck in einem ungünstigen
Fall nicht erreicht werden kann, da die in dem Reinigungsflüssigkeitsbad
herumschwimmenden Späne
sich an den anderen Werkstücken
ablagern können.
Insofern bedarf es nachteiliger Weise einer nachträglichen
Kontrolle und bedarfsweise äußerst kostenintensiven
manuellen Nachreinigung der vermeintlich gereinigten Werkstücke. Als
Nachteil des bekannten Verfahrens ist weiterhin anzusehen, daß eine separate
Trocknungseinrichtung vorgesehen werden muß, um die Werkstücke, die
nach dem Herausheben aus dem Reinigungsflüssigkeitsbad noch tropfnaß sind,
zu trocknen.
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Die
DE 100 12 719 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zum Reinigen von Werkstücken, wobei mindestens ein
drehbar gelagertes Transportrad vorhanden ist. Das Transportrad
weist mindestens eine Werkstückaufnahme
auf, wobei die Werkstückaufnahme
teilweise von fluiddurchlässigen
Wänden
begrenzt wird. Eine Drehung des Transportrads befördert die
Werkstückaufnahme
in den Wirkbereich einer Reinigungsvorrichtung. Der Wirkbereich
der Reinigungsvorrichtung ist als Gehäuse ausgestaltet, dessen unterer
Teil mit Reinigungsmedium gefüllt wird,
in welches die Werkstücke
eintauchen. Die Werkstücke
werden dabei mit Hilfe des Transportrades durch die Flüssigkeit
gezogen und durch zusätz liche
Scherkräfte
zwischen Reinigungsmedium und Werkstückoberfläche gereinigt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Entfernen von an einem Werkstück anhaftenden Verunreinigungen
mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß auf ein
Reinigungsflüssigkeitsbad
verzichtet werden kann, wobei dennoch ein hinreichender Reinigungseffekt
erzielbar ist, so daß Werkstücke, die
zuvor spanend bearbeitet wurden und an denen nach der Bearbeitung
die genannten Verunreinigungen anhaften, wirtschaftlich gereinigt
werden können.
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Die
Lösung
des das Verfahren betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Verfahren
der eingangs genannten Art, das gekennzeichnet ist durch die Schritte:
- a) Bespritzen des Werkstücks mit der Reinigungsflüssigkeit,
so daß dieses
benetzt ist, wobei das Werkstück
an dem Halteelement gehalten ist,
- b) zeitgleiches oder zeitversetztes Versetzen des Werkstücks in Schwingungen,
nachdem das Werkstück
mit der Reinigungsflüssigkeit
bespritzt bzw. benetzt wurde,
- c) Abduschen bzw. Bespritzen des Werkstücks mit der Reinigungsflüssigkeit,
bevorzugt unter Aufrechterhaltung der Schwingungen aus Schritt b),
und
- d) Trocknen des Werkstücks,
indem das Werkstück
ohne Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit
in Schwingungen versetzt wird.
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Mittels
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
damit vorteilhaft die Vorhaltung eines Reinigungsflüssigkeitsbades
entbehrlich, indem das Werkstück
mit der Reinigungsflüssigkeit
einfach bespritzt wird, so daß dieses
auf seiner Oberfläche
hinreichend benetzt wird. Selbstverständlich ist dabei vorgesehen,
daß auch
Werkstücke
mit komplizierter Geometrie und schwer zugänglichen Bereichen, wie Bohrungen
oder Sacklöchern,
gründlich
und insbesondere vollständig
gereinigt, d. h. von Ölen,
Fetten oder Emulsionen und den darin enthaltenen festen Partikeln
befreit werden können.
Dies wird vorteilhaft sowohl über
eine mechanische Wirkung als auch über eine Lösewirkung erreicht. Indem das
Werkstück
bevorzugt in Schwingungen versetzt wird, nachdem das Werkstück in einem
ersten Schritt mit der Reinigungsflüssigkeit bespritzt bzw. benetzt
wurde, wird das Werkstück
aufgrund der Schwingungen und der dadurch bewirkten Relativbewegungen
zwischen Werkstückoberfläche und
Reinigungsflüssigkeit
mechanisch gereinigt. Aufgrund des dann folgenden bzw. gleichzeitig
wirkenden Schrittes, nämlich des
Abduschens bzw. Bespritzens des Werkstücks mit der Reinigungsflüssigkeit
wird zudem die Lösewirkung
der Reinigungsflüssigkeit
auf die Verunreinigungen ausgenutzt. Ist das Werkstück dann
hinreichend gereinigt, kann dieses günstigerweise an Ort und Stelle
getrocknet werden, indem das Werkstück ohne Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit
in Schwingungen versetzt wird. Durch die Schwingungen wird die Reinigungsflüssigkeit
weitestgehend vom Werkstück entfernt,
so daß dieses
praktisch trocken vorliegt, wenn der Verfahrensablauf abgeschlossen
ist. Auf einen Einsatz zusätzlicher
Trocknungsvorrichtungen, wie beispielsweise Gebläse, kann dabei vorteilhaft verzichtet
werden.
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Zweckmäßigerweise
ist hierbei vorgesehen, daß das
Bespritzen und das Abduschen gemäß Schritt
a) und Schritt c) unter normalem Druck der Flüssigkeit, vorzugsweise bis
zu 8 bar, erfolgen. Unter normalem Druck wird im Sinne der Erfindung
ein Druck der Reinigungsflüssigkeit
unter etwa 8 bar verstanden. Aufwendige Pumpen zur Erzeugung von Hochdruck
von etwa 100 bar oder mehr, wie ihn an sich bekannte Hochdruckreiniger
verwenden, sind nicht erforderlich. Wesentlich ist, daß ein normaler, relativ
niedriger Druck völlig
ausreichend ist, so daß eher
weiche Duschstrahlen auf das Werkstück quasi niederregnen. Damit
ist sichergestellt, daß das
Werkstück
nicht mit einem harten Reinigungsstrahl beaufschlagt wird, sondern
mit einer weichen Dusche gereinigt wird. Die weichen Duschstrahlen
sind dabei derart einstellbar, daß das gesamte Werkstück im Bereich
der Duschstrahlen liegt. Natürlich
kann die die Duschstrahlen erzeugende Vorrichtung, beispielsweise
eine Duschkopf mit mehreren Öffnungen,
relativ zum Werkstück
zumindest auch linear bewegbar sein, so daß die Duschvorrichtung das
Werkstück
zumindest in Längsrichtung
abfahren kann. Dies ist vorteilhaft, da unterschiedliche Werkstücke auch
unterschiedliche Längserstreckungen
aufweisen können.
Hierbei können
entweder das Werkstück oder
der Duschkopf oder beide entsprechend beweglich gelagert sein.
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Zweckmäßig im Sinne
der Erfindung ist, daß als
Reinigungsflüssigkeit
eine wäßrige Lösung eingesetzt
wird, wobei diese Lösungsmittel,
beispielsweise Tenside, enthalten kann, welche insbesondere Öle, Fette
oder Emulsionen bzw. deren ölhaltigen
Bestandteile gut lösen
können.
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Zweckmäßig im Sinne
der Erfindung ist weiter, wenn die aufgrund der Schwingungen von
dem Werkstück
entfernte Reinigungsflüssigkeit
und die darin enthaltenen festen Partikel nach flüssigen und festen
Teilen voneinander getrennt und jeweils einer erneuten oder neuen
Verwendung zugeführt
werden. Hierzu kann beispielsweise vorteilhaft vorgesehen werden,
daß eine
Auffangvorrichtung bzw. Auffangwanne vorgesehen ist. Die Auffangvorrichtung
ist dabei natürlich
bevorzugt unterhalb des Reinigungsortes an geordnet, so daß die Verunreinigungen
vollständig
gesammelt werden können.
Mittels Filtereinrichtungen ist die in der Auffangvorrichtung gesammelte
Flüssigkeit
auftrennbar.
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Weiterhin
ist bevorzugt vorgesehen, daß die Reinigungsflüssigkeit
aus dem zuvor erwähnten
abgetrennten flüssigen
Teil entnommen oder gewonnen, also im Kreislauf geführt wird.
Diese Ausgestaltung des Verfahrens bietet den Vorteil, daß keine
besonders große
Mengen an Reinigungsflüssigkeit
beschafft und zugeführt
werden muß,
was eine besonders gute Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ergibt,
da quasi ein Kreislauf vorliegt. Im Verlaufe des Einsatzes dieses
Verfahrens eventuell sogar entstehende Überschußmengen an abgetrennten flüssigen Teilen der
gesammelten flüssigen
und festen Verunreinigungen können
vorteilhaft einem Bearbeitungszentrum oder einer Werkzeugmaschine
als Kühl-
und Schmierflüssigkeit
wieder zugeführt
werden, so daß auf
dieser Seite keine zu entsorgenden Abfälle entstehen.
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Die
Schwingungen werden vorzugsweise mit einer Schwingungsfrequenz zwischen
20 und 200 Hz erzeugt, da in diesem Bereich die Mobilisierungswirkung
der Schwingungen auf die Verunreinigungen, insbesondere die Flüssigkeits-Feststoff-Gemische, besonders
groß ist.
Außerdem
sind die Schwingungen in diesem Frequenzbereich technisch relativ
einfach erzeugbar und erfordern einen wesentlich geringeren elektrotechnischen
Aufwand als beispielsweise die Erzeugung von Ultraschallschwingungen,
wie sie für
die Reinigung von Werkstücken
in einem Flüssigkeitstauchbad
bekannt sind.
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Weiterhin
ist bevorzugt vorgesehen, daß die Schwingungen
elektromagnetisch erzeugt werden. Eine solche Erzeugung ist technisch
relativ einfach und erlaubt zudem eine einfache Beeinflussung und Veränderung
der erzeugten Schwingungen in gewünschter Art und Weise.
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Schließlich ist
hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens
noch vorgesehen, daß durch
die Schwingungen auf das Werkstück
Beschleunigungen bis zu 25 g, vorzugsweise zwischen 8 und 15 g, ausgeübt werden.
Mit den Beschleunigungen innerhalb der angegebenen Bereiche wird
einerseits die gewünschte
Reinigungswirkung mittels Mobilisierung der an dem Werkstück anhaftenden
Verunreinigungen erzielt, zugleich aber das Werkstück nicht
unzuträglich
hoch belastet. Die maximale Beschleunigungsbelastbarkeit des Werkstücks wird
zweckmäßig durch
Versuche ermittelt, so daß das
Verfahren optimal auf jedes Werkstück hinsichtlich der noch zuträglichen
Beschleunigungswerte abgestimmt werden kann.
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Zweckmäßig im Sinne
der Erfindung ist, wenn das Werkstück während der Schritte a) bzw.
b) bis d) zusätzlich
in Drehungen versetzt wird, so daß das Werkstück mit stets
wechselnden Oberflächenbereichen
nach unten weist, so daß ein
Ablösen
der Reinigungsflüssigkeit
bzw. der damit gebundenen festen Partikel oder Verunreinigungen
schwerkraftbedingt erleichtert wird.
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Insgesamt
wird damit ein vorteilhaftes Verfahren zur Verfügung gestellt, das unter Verzicht
auf ein Flüssigkeitstauchbad
Werkstücke,
die zuvor spanend bearbeitet wurden, wirtschaftlich und so gründlich von
anhaftenden Verunreinigungen befreit, daß eine Nachkontrolle und kostenintensive
manuelle Nachreinigung entfallen können.
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Zur
Lösung
des die Vorrichtung betreffenden Teils der Aufgabe schlägt die Erfindung
eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 4 vor, die gekennzeichnet ist durch ein Halteelement,
an dem das Werkstück
halterbar und mit Reinigungsflüssigkeit
bespritzbar und dadurch benetzbar ist, zumindest einen Schwingungserzeuger,
mittels dem das Werkstück
in Schwingungen versetzbar ist, nachdem das Werkstück mit der
Reinigungsflüssigkeit
bespritzt bzw. benetzt wurde, und mindestens eine Sprühvorrichtung,
mit der das Werkstück
vorzugsweise unter Aufrechterhaltung der Schwingungen mit der Reinigungsflüssigkeit
abduschbar ist. Mit dieser Vorrichtung ist das oben beschriebene
Verfahren ausführbar,
wobei mit der Vorrichtung die oben schon erläuterten Vorteile erzielt werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist eine Trenneinrichtung
bzw. Filtereinrichtung vorgesehen, in der die von dem Werkstück entfernten
flüssigen
und festen Verunreinigungen und die damit zusammen abfließende Reinigungsflüssigkeit
nach flüssigen
und festen Teilen voneinander trennbar sind, wonach diese Teile
dann jeweils einer erneuten oder neuen Verwendung zuführbar sind.
Innerhalb dieser Trenneinrichtung sind an sich bekannte Techniken
einsetzbar, die zur Trennung von flüssigen und festen Teilen geeignet
sind, beispielsweise Filter.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und
der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm zur Durchführung des
Verfahrens zum Entfernen von an einem Werkstück anhaftenden Verunreinigungen
und
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2 eine
Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens in einer Seitenansicht.
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Wie
das Blockdiagramm gemäß 1 zeigt, zeichnet
sich das Verfahren zum Entfernen von an einem Werkstück anhaftenden
Verunreinigungen im wesentlichen durch vier aufeinander folgende
Schritte aus.
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In
einem ersten Schritt (Bezugszeichen 1) wird das Werkstück mit einer
Reinigungsflüssigkeit bespritzt,
so daß dieses
bevorzugt an seiner gesamten Oberfläche mit der Reinigungsflüssigkeit
benetzt wird. Dabei ist das Werkstück an einem Halteelement gehalten.
Das Halteelement kann beispielsweise ein Haltearm sein.
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In
einem darauf folgenden Verfahrensschritt (Bezugszeichen 2)
wird, nachdem das Werkstück
mit der Reinigungsflüssigkeit
besprüht
bzw. benetzt wurde, das Werkstück
in Schwingungen versetzt.
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In
dem dann folgenden Verfahrensschritt (Bezugszeichen 3)
wird das Werkstück
abgeduscht bzw. abgespritzt, wobei hierzu die im ersten Schritt (Bezugszeichen 1)
genannte Reinigungsflüssigkeit verwendet
werden kann und wobei bei dem Abduschen bevorzugt die Schwingungen
des zweiten Verfahrensschrittes (Bezugszeichen 2) aufrecht
erhalten werden.
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Nachdem
das Werkstück
hinreichend gereinigt wurde, wird das Werkstück im letzten Verfahrensschritt
(Bezugszeichen 4) getrocknet, indem das Werkstück ohne
Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit
in Schwingungen versetzt wird.
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In 2 ist
eine Reinigungsvorrichtung 6 zur Durchführung des o.g. Verfahrens dargestellt.
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Die
Reinigungsvorrichtung 6 ist eine geschlossene Station,
die eine mit einer Tür 7 verschließbare Öffnung auf weist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist eine Steuereinrichtung (SPS) bevorzugt unmittelbar neben der
Tür 7 angeordnet, die
zumindest teilweise durchsichtig ist, so daß ein Bediener von außen in das
Innere der Reinigungsvorrichtung 6 blicken kann. Bei geöffneter
Tür 7 kann ein
mit Verunreinigungen in Form von Ölen, Fetten oder Emulsionen
mit darin enthaltenen festen Partikeln, insbesondere bei einer spanenden
Werkstückbearbeitung
entstandenen Spänen,
behaftetes Werkstück
in die Reinigungsvorrichtung 6 eingeführt und an einem Halteelement 8 festgelegt
werden. Je nach Ausgestaltung der Vorrichtung kann dies manuell oder
automatisiert erfolgen.
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Das
Halteelement 8 ist als Aufspanntisch an einem Maschinenrahmen 9 angeordnet.
Der Maschinenrahmen 9 ist als schwingungsdämpfender
Maschinenrahmen ausgelegt und weist einen ersten, innenliegenden
Rahmenteil 11 und einen zweiten, außenliegenden Rahmenteil 12 auf,
die zueinander beabstandet sind, so daß in Seitenansicht gesehen
ein Zwischenraum 13 gebildet ist.
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In
dem Zwischenraum 13 ist ein Drehantrieb 14 für das Halteelement 8 bzw.
den Aufspanntisch an geeigneten Befestigungsvorrichtungen 16 angeordnet.
Der Drehantrieb 14 ist in geeigneter Weise mit dem Aufspanntisch
verbunden, so daß der
Aufspanntisch um eine Drehachse X, bevorzugt in beiden Richtungen,
drehbar ist, was in 2 mittels des Drehpfeils 17 dargestellt
ist. Das Halteelement 8 mit dem Drehantrieb 14 und
den geeigneten Befestigungsvorrichtungen 16 kann auch als
Haltearm bezeichnet werden. In 2 ist der
Aufspanntisch mittels des Drehantriebs 14 aus der Zeichnungsebene herausgedreht,
so daß der
Aufspanntisch in einer Aufsicht erkennbar ist.
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Dem
Halteelement 8 bzw. dem Aufspanntisch sind Schwingungserzeuger 18 zugeordnet,
die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
als elektromagnetische Schwinger ausgeführt sind.
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Die
Schwingungserreger
18 sind bevorzugt beidseitig der Drehachse
X angeordnet, wobei die Schwingungserzeuger
18 natürlich auch
an einem Lagergehäuse,
wie in der
EP 0 923
419 B1 beschrieben, angeordnet sein können.
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In
Hochrichtung Y gesehen ist eine Sprühvorrichtung 19 oberhalb
des Halteelements 8 bzw. des Aufspanntisches an einer Decke 20 ortsfest
angeordnet. Natürlich
kann die Sprühvorrichtung 19 auch
an einer separaten Trägervorrichtung,
beispielsweise an einer Schiene, angeordnet sein, wodurch ein Verfahren
entlang der Schiene möglich
ist. Die Sprühvorrichtung 19 weist
in Seitenansicht gesehen einen Duschkopf 21 auf, der über nicht
dargestellte Verbindungsleitungen mit einem Behälter 22 für Reinigungsflüssigkeit
verbunden ist. Obwohl in 2 lediglich ein Duschkopf 21 erkennbar
ist, können
selbstverständlich
mehrere Duschköpfe
an einer Verteilerleiste vorgesehen sein. Die Verteilerleiste erstreckt
sich in der in 2 gewählten Darstellung senkrecht
zur Zeichnungsebene, so daß der
dargestellte Sprühkopf 21 die
anderen verdeckt. Die Verteilerleiste ist in geeigneter Weise mit
dem Behälter 22 verbunden,
so daß jeder
Sprühkopf
mit der Reinigungsflüssigkeit
versorgt werden kann. Natürlich kann
auch lediglich ein einziger Duschkopf vorgesehen sein. Die Längserstreckung
der Verteilerleiste ist dabei zweckmäßig in etwa an die Längserstreckung des
Aufspanntisches angepasst, so daß die austretende Reinigungsflüssigkeit
den Aufspanntisch und ein oder mehrere daran befestigte Werkstück vollständig erreichen
kann. Natürlich
kann auch vorgesehen sein, den Duschkopf 21 bzw. die Verteilerleiste relativ
zum Aufspanntisch beweglich auszuführen, so daß dieser bzw. diese in Längsrichtung
gesehen relativ zum Werkstück
bzw. zum Aufspanntisch verfahrbar ist. Der Duschkopf 21 kann
eine oder mehrere Öffnungen
aufweisen. Weiter besteht auch die Möglichkeit, mehrere Duschköpfe in einer
räumlichen Verteilung
um den Aufspanntisch herum anzuordnen und so den Aufspanntisch und
das Werkstück
von allen Seiten zu besprühen
und abzuduschen.
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Dem
Behälter 22 ist
eine Pump- und Filteranlage 23 zugeordnet, wobei die Reinigungsflüssigkeit mittels
der Pumpe aus dem Behälter 22 zum
Sprühkopf 21 bzw.
zur Verteilerleiste gefördert
wird. Wesentlich ist hierbei, daß die Pumpe nur einen relativ niedrigen
Druck erzeugen muß,
der ausreicht, das unterschiedliche Niveau in Hochrichtung Y gesehen zu überbrücken, so
daß die
aus dem Sprühkopf 21 bzw.
aus den Sprühköpfen austretende
Reinigungsflüssigkeit
als relativ weicher Duschstrahl auf das zu reinigende Werkstück trifft.
Wenn es, z.B. bei besonders hartnäkkigen Verschmutzungen, zur
Erreichung eines guten Reinigungsergebnisses nötig sein sollte, kann alternativ
oder zusätzlich
auch eine Anwendung von Hochdruck-Flüssigkeitsstrahlen vorgesehen werden.
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Zusätzlich ist
in der Reinigungsvorrichtung 6 eine Auffangwanne 24 angeordnet,
welche die Reinigungsflüssigkeit
auffängt.
Die Auffangwanne 24 ist in 2 perspektivisch
aus der Zeichnungsebene heraus gehoben, um diese deutlich erkennen
zu können. Tatsächlich ist
die Auffangwanne 24 derart unter dem Halteelement 8 bzw.
der Sprühvorrichtung
angeordnet, daß ein
Auffangen und Sammeln des Flüssigkeits-Feststoff-Gemisches
möglich
ist. Aus der Auffangwanne 24 gelangt die Reinigungsflüssigkeit
wieder zurück
in den Behälter 22,
so daß quasi
ein geschlossener Kreislauf der Reinigungsflüssigkeit vorliegt. Natürlich werden
in der Auffangwanne 24 auch die Verunreinigungen aufgefangen,
weswegen die dort gesammelte Reinigungsflüssigkeit mit den Verunreinigungen
zunächst
der Filteranlage zugeführt wird,
um diese zu trennen. Damit wird dem Kreislauf ausreichend gefilterte
Reinigungsflüssigkeit
zugeführt.
Natürlich
können
dabei Verluste auftreten, welche aber ersetzbar sind. Die Verunreinigungen
werden abgeführt.
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Die
Reinigungsvorrichtung 6 kann als separate Vorrichtung für eine zentrale
Reinigung von Werkstücken
ausgelegt sein. Alternativ kann sie in einer Fertigungsstraße oder
nachfolgend an einem Bearbeitungszentrum oder einer Werkzeugmaschine angeordnet
sein. Eine Werkstücküberführung kann dabei
nicht nur durch die geöffnete
Tür erfolgen. Möglich ist
beispielsweise auch, daß das
Werkstück mit
geeigneten Transport- und Handhabungsvorrichtungen automatisch aus
dem Bearbeitungszentrum in die Reinigungsvorrichtung 6 gelangt.
Denkbar ist auch, daß Bearbeitungszentrum
und Reinigungsvorrichtung 6 in einer einzigen Station kombiniert
sind.
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Im
Folgenden wird das Verfahren zum Reinigung von mit Verunreinigungen
behafteten Werkstücken
in der Reinigungsvorrichtung 6, welche beispielhaft als
separate Station ausgeführt
ist, beschrieben.
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Das
zu reinigende Werkstück
wird auf den Aufspanntisch aufgelegt und hinreichend befestigt. Mittels
des Duschkopfes 21 bzw. der Duschköpfe wird das Werkstück mit der
aus dem Behälter 22 unter
niedrigem Druck geförderten
Reinigungsflüssigkeit
mit einem relativ weichen Duschstrahl besprüht. Möglich ist dabei, den Aufspanntisch
mittels seines Drehantriebs zu drehen, so daß das Werk stück vollständig benetzt
ist. Natürlich
weist der Aufspanntisch dabei entsprechende Öffnungen für den Zutritt und Ablauf der
Reinigungsflüssigkeit
und für
die abgelösten
Verunreinigungen auf.
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Ist
das Werkstück
hinreichend benetzt, werden Schwingungen mittels der Schwingungserzeuger 18 erzeugt,
so daß das
Werkstück
in Schwingungen versetzt wird. Unter Aufrechterhaltung der Schwingungen
wird die Reinigungsflüssigkeit
auf das Werkstück
gesprüht,
wobei das Werkstück
auch hierbei mittels des Drehantriebs 14 gedreht werden
kann.
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Mittels
der kombinierten Anwendung von Schwingungen und Reinigungsflüssigkeit
wird das Werkstück
gereinigt, wobei die festen Bestandteile zum einen mittels der Schwingungen
und zum anderen mittels der Reinigungsflüssigkeit von dem Werkstück gelöst und dann
abgespült
werden. Natürlich
ist der Aufspanntisch dabei derart ausgeführt, daß die Verunreinigungen zur
Auffangwanne gelangen können.
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Die
Reinigungsflüssigkeit
ist bevorzugt eine wässrige
Lösung,
die beispielsweise Tenside enthält, welche
die Öle,
Fette oder dergleichen lösen
können. Die
Reinigungsflüssigkeit
und die Verunreinigungen gelangen in die Auffangwanne 24.
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Ist
das Werkstück
hinreichend gereinigt, wird das Abduschen mit Reinigungsflüssigkeit
eingestellt. Mittels der durch die Schwingungserzeuger 18 erzeugten
Schwingungen wird das Werkstück
getrocknet, wobei ebenfalls eine Drehung mittels des Drehantriebs 14 erfolgen
kann. Aufgrund der mechanischen Schwingungen wird das Werkstück hinreichend
getrocknet, ohne daß zusätzliche
Gebläse oder
dergleichen eingesetzt werden müssen.
Wenn ein besonders weitgehender Trocknungszustand erreicht werden
soll, kann ggf. auch eine alternative oder zusätzliche Trocknung durch herkömmliche Trocknungseinrichtungen,
z.B. Warmluftgebläse und/oder
Heizstrahler, erfolgen.
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Das
Verfahren ist mittels der Steueranlage (SPS) steuerbar. Die Steueranlage
steuert dabei alle wesentlichen Elemente der Vorrichtung an, wobei auch
eine jeweils unterschiedliche bzw. angepasste Zeitdauer der einzelnen
Verfahrensschritte steuerbar ist. Natürlich können Werkstücke mit unterschiedlichen Ausdehnungen
oder Geometrien, z.b mit Sacklöchern
oder Bohrungen, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gereinigt werden. Möglich
ist auch, Werkstücke
aus allen zur spanenden Bearbeitung geeigneten Werkstoffen entsprechend
zu reinigen. Die unterschiedlichsten Anforderungen sind dabei mittels
der Steueranlage (SPS) einstellbar.
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- 1
- Schritt
a) des Verfahrens
- 2
- Schritt
b) des Verfahrens
- 3
- Schritt
c) des Verfahrens
- 4
- Schritt
d) des Verfahrens
- 5
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- 6
- Reinigungsvorrichtung
- 7
- Tür
- 8
- Halteelement
- 9
- Maschinenrahmen
- 10
-
- 11
- innen
liegender Rahmenteil v. 9
- 12
- außen liegender
Rahmenteil v. 9
- 13
- Zwischenraum
zwischen 11 und 12
- 14
- Drehantrieb
- 15
-
- 16
- Befestigungsvorrichtung
- 17
- Drehpfeil
- 18
- Schwingungserzeuger
- 19
- Sprühvorrichtung
- 20
- Decke
v. 6
- 21
- Duschkopf
- 22
- Behälter
- 23
- Pump-
und Filteranlage
- 24
- Auffangwanne