AT519001B1 - Düsenvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung (1), mit zumindest einer Düse (20) mit einstellbarer Strahlrichtung, mit zumindest einem Grundkörper (10) der eine Oberfläche (11) mit Öffnungen (2) aufweist, wobei die Öffnungen (2) zur Versorgung von Düsen (20) vorgesehen sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine möglichst einfache und robuste Düsenvorrichtung anzugeben. Das wird dadurch gelöst, dass an der Oberfläche (11) zumindest eine Justierplatte (30) angeordnet ist die, zur Verbindung mit der Öffnung (2) des Grundkörpers (10), Strömungskanäle (31) aufweist, und dass die Justierplatte (30) an der von dem Grundkörper (10) abgewandten Seite (32) Öffnungen (2) zur Versorgung von Düsen (20) aufweist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung, mit zumindest einer Düse mit einstellbarer Strahlrichtung, mit zumindest einem Grundkörper der eine Oberfläche mit Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen zur Versorgung von Düsen vorgesehen sind.

[0002] Im Allgemeinen werden zur Reinigung von spanbearbeiteten Werkstücken, wie zum Beispiel Zylinderblöcke, Behandlungsräume mit den genannten Düsenvorrichtungen verwendet. Die Düsen bringen Reinigungsmedium auf eine Werkstückoberfläche des Werkstücks auf und reinigen dieses. Um sich der Kontur des Werkstückes bestmöglich anpassen zu können werden in Rasterplatten des Grundkörpers nur in den nötigen Öffnungen Düsen angeordnet. Die verbleibenden Öffnungen werden mit Blindstopfen verschlossen.

[0003] In die Rasterplatten werden die Düsen üblicherweise eingeschraubt. Bei komplizierteren Werkstückgeometrien kann es günstiger sein, dass die Düsen eine Neigung zu einer normalen Achse auf die Rasterplatte aufweisen. Dazu werden Düsen mit Kugelgelenken eingesetzt, die nach Bedarf und je nach Werkstück eine andere Neigung einnehmen können.

[0004] Nachteil bei diesen Düsenvorrichtungen ist jedoch, dass durch den hohen Zwischenraum zwischen den Düse über der Rasterplatte viel Spanmaterial zwischen den Düsen ansammeln kann. Eine grobe mechanische Reinigung der Rasterplatten ist kompliziert und bei Düsen mit Kugelgelenken muss darauf geachtet werden, dass die Ausrichtung der Düsen durch die Reinigung nicht verändert wird. Die Gefahr der Rückverschmutzung des Werkstückes ergibt sich durch ein Lösen der Späne aus den Zwischenräumen. Weiters sind Kugelgelenke in der Fertigung relativ teuer.

[0005] Eine neue Ausrichtung von Düsen mit Kugelgelenken kann mitunter sehr zeitintensiv sein, da möglichst genau auf die Geometrie des zu reinigenden Werkstückes eingegangen werden muss. In der Serienfertigung sollen innerhalb kürzester Zeit große Stückzahlen von Werkstücken mit gleicher Geometrie gereinigt werden. Bei verstellten Neigungswinkeln der Düsen kann es zu einer Verschlechterung der Reinigungsleistung kommen.

[0006] Aus der EP 2 156 905 A1 ist eine Behandlungsvorrichtung für Werkstücke bekannt, die eine Düseneinheit aufweist, an der die Düsen matrixartig angeordnet sind. Die verstellbare Strahlrichtung wird dadurch erreicht, dass die Düse mit einem Düsenaktor gekoppelt ist, der die Strahlrichtung durch seine Längenänderung verstellen kann.

[0007] Diese Anordnung ist jedoch nachteilig, da entweder für jede Düse, oder für jede Düseneinheit ein Düsenaktor, oder zwei Düsenaktoren vorgesehen werden müssen, die jedoch die Komplexität der Behandlungsvorrichtung erhöhen und darüber hinaus teuer sind. Weiters ist die Gefahr der Verschmutzung erhöht, da zwischen den Düsenaktoren Hohlräume sind, die sich wiederum mit Spänen und Schmutz von den Werkstücken füllen können.

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es diese Nachteile zu vermeiden und eine einfache und robuste Düsenvorrichtung anzugeben.

[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch erfüllt, dass an der Oberfläche zumindest eine Justierplatte angeordnet ist die, zur Verbindung mit der Öffnung des Grundkörpers, Strömungskanäle aufweist, und dass die Justierplatte an der von dem Grundkörper abgewandten Seite Öffnungen zur Versorgung von Düsen aufweist. Dadurch kann eine einfache Anpassung über Justierplatten an die Werkstückgeometrie erfolgen. Weiters kann mit mehreren unterschiedlichen Justierplatten auf einem standardisierten Grundkörper ein kostengünstigeres Anpassen an das Werkstück erfolgen. Durch das Vorsehen der Justierplatten können Höhen zum Werkstück überwunden werden und die Strömungsverbindung des Reinigungsmediums von dem Grundköper kann direkt durch die Strömungskanäle der Justierplatten erfolgen und es müssen keine Düsen mit unterschiedlichen Längen vorgesehen werden. Das führt zu einer weiteren Vereinfachung der Düsenvorrichtung und zur Kostenreduktion.

[0010] Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn die Oberfläche des Grundkörpers in einer Ebene liegt. Das bietet Vorteile in der Fertigung von den Grundkörpern, wie auch der Justierplatten und auch von den Strömungskanäle und den Öffnungen.

[0011] Es ist von Vorteil, wenn zumindest zwei Justierplatten eine bestimmte Höhe aufweisen, und dass die Justierplatten von der Oberfläche des Grundkörpers ausgehend angeordnet sind. Eine Ausführung mit dieser Eigenschaft ist vor allem für teilweise ebene Oberflächen von Werkstücken geeignet. Dabei ist diese Anordnung besonders einfach aufgebaut.

[0012] Um besonders die Reinigung von Ausnehmungen des Werkstückes zu verbessern ist es vorteilhaft, wenn zumindest zwei benachbarte Justierplatten zwei unterschiedliche Höhen aufweisen.

[0013] Um den Standardisierungsgrad zu erhöhen, und somit die Kosten für die Fertigung und die Lagerhaltung zu verringern ist es günstig, wenn zumindest eine Justierplatte aus zumindest zwei Plattenmodulen besteht.

[0014] Um auch bei den Düsen Kosten zu sparen ist es vorteilhaft, wenn Düsen in der Justierplatte angebracht sind. Dadurch entsteht der Vorteil, dass nur eine Bauart der Düsen für die Düsenvorrichtung benötigt wird. Es sind keine Düsen mit längeren Leitungskörpern notwendig, da die Strömungsverbindung durch den Strömungskanal hergestellt werden kann.

[0015] Eine besonders einfache Fertigung ergibt sich bei einer Ausführung, die vorsieht, dass die Strömungskanäle und Öffnungen zylindrisch sind und eine Achse aufweisen. Dadurch können die Strömungskanäle einfach gefertigt werden, wie zum Beispiel durch Bohren.

[0016] Um denselben Effekt wie mit einem Kugelgelenk zu erreichen, ist es günstig eine Ausführung vorzusehen, bei der eine erste Achse der Strömungskanäle und Öffnungen einen ersten Neigungswinkel zu der Normalen auf die Ebene aufweist und/oder eine Ausführung vorzusehen, bei der zumindest eine zweite Achse der Strömungskanäle und Öffnungen einen Neigungswinkel zu der Normalen auf die Ebene aufweist. Da ein Kugelgelenk leicht bei einem Reinigungsvorgang verstellt werden kann, und diese in den gezeigten Ausführungen nicht benötigt werden ist die gesamte Düsenvorrichtung in ihrer Robustheit verbessert zu herkömmlichen Düsenvorrichtungen.

[0017] Um auch größere Flächen von Werkstücken einfach reinigen zu können, ist es günstig, wenn der Grundkörper zumindest zwei benachbarte Grundkörperelemente aufweist. Dadurch besteht auch die Möglichkeit den Grundköper modular mit weiteren Grundkörperelementen zu erweitern.

[0018] Es ist vorteilhaft, wenn ein Leitungskörper der Düse im Wesentlichen innerhalb zumindest einer Justierplatte angeordnet ist. Dadurch kann der Raum zwischen der Oberfläche des Grundkörpers und dem Düsenkopf mit Justierplatten ausgefüllt werden. Die Verschmutzungsgefahr sinkt, weil weniger Raum existiert in dem sich Schmutzpartikel verfangen können. Das steigert wiederum insgesamt die Robustheit der Düsenvorrichtung. Dadurch ist die Düsenvorrichtung leicht zu reinigen, ohne ein unbeabsichtigtes Verstellen der Düsen und deren Ausrichtung zu ermöglichen.

[0019] Bei einer mechanischen Reinigung kann es durch das Einsparen von Kugelgelenken nun nicht mehr zu einer Verstellung des Neigungswinkels kommen. Weiters ist die Gefahr des Rückverschmutzens minimiert, da auch die Verschmutzungsmöglichkeit der Düsenvorrichtung reduziert ist.

[0020] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der nicht einschränkenden Figuren näher erläutert. Es zeigen: [0021] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung in einer ersten Ausführung in einem

Grundriss; [0022] Fig. 2 die Düsenvorrichtung in der ersten Ausführung in einem Aufriss; [0023] Fig. 3 die Düsenvorrichtung in der ersten Ausführung in einem Kreuzriss; [0024] Fig. 4 Düsen dieser Düsenvorrichtung in einem Schrägriss; [0025] Fig. 5 Justierplattenmodule dieser Düsenvorrichtung in einem Schrägriss; [0026] Fig. 6 Justierplattenmodule dieser Düsenvorrichtung in einem Schrägriss; [0027] Fig. 7 Justierplattenmodule dieser Düsenvorrichtung in einem Schrägriss; [0028] Fig. 8 einen Grundkörper dieser Düsenvorrichtung in einem Schrägriss; [0029] Fig. 9 eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung in einer zweiten Ausführung in einem

Aufriss; [0030] Fig. 10 eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung in einer dritten Ausführung in einem

Schrägriss; und [0031] Fig. 11 die Düsenvorrichtung in der dritten Ausführung in einem Kreuzriss.

[0032] In den Figuren Fig. 1 bis Fig. 11 sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0033] In den Figuren Fig. 1 bis Fig. 8 ist eine erfindungsgemäße Düsenvorrichtung 1 in einer ersten Ausführung gezeigt. Dabei ist in Fig. 2 der Aufbau der Düsenvorrichtung 1 dargestellt. Die Düsenvorrichtung 1 weist einen Grundkörper 10 auf, der in einer Ebene ε mit einer Oberfläche 11 liegt. Der Grundkörper 10 weist, wie in Fig. 8 gezeigt, an seiner Oberfläche 11 Öffnungen 2 auf. In diesen Öffnungen 2 können in einer nicht gezeigten Ausführung Düsen 20 angeordnet sein. Des Weiteren weist die Düsenvorrichtung 1 mehrere Justierplatten 30 auf, die an der Oberfläche 11 des Grundkörpers 10 angeordnet sind. In der gezeigten ersten Ausführung in Fig. 1 bis Fig. 8 sind vier Justierplatten 30 vorgesehen, die nebeneinander von der Ebene ε ausgehend vom Grundkörper 10 abgewandt angeordnet sind. Im Grundriss in Fig. 1 sind Öffnungen, die in der Justierplatte 30 angeordnet sind dargestellt. In diesen Öffnungen 2 sind die Düsen 20 angeordnet.

[0034] Um die Öffnungen 2 in den Justierplatten 30 mit den Öffnungen 2 in dem Grundkörper 10 zu verbinden, weisen die Justierplatten 30 Strömungskanäle 31 auf. Die Strömungskanälen 31 und die Öffnungen 2 sind in den gezeigten Ausführungen zylindrische Bohrungen, wobei sie je eine Achse a aufweisen, die die Drehachse der zylindrischen Bohrung darstellt. Entlang dieser Achse a ist je nach Bedarf ein Leitungskörper 21 der Düse 20 angeordnet. Jede Düse 20 weist neben dem Leitungskörper 21 einen Düsenkopf 22 auf. Wobei der Leitungskörper 21 den Düsenkopf 22 mit je einem Strömungskanal 31 in den Justierplatten 30 verbindet.

[0035] In der ersten Ausführung weist eine Justierplatte 30 an einer vom Grundkörper 10 abgewandten Seite 32 die Öffnungen 2 zur Aufnahme der Düsen 20 auf. Allerdings sind nicht benötigte Öffnungen 2 in der Justierplatte 30 mit Verschlüssen 23, beispielsweise Blindstopfen, die in der gezeigten Ausführung eingeschraubt sind, verschlossen. Weiters weist jede Justierplatte 30 je drei Plattenmodule 33 auf. Die drei Plattenmodule 33 sind entlang einer Normalen n auf die Ebene ε jeweils übereinander angeordnet.

[0036] Die vier Justierplatten 30 weisen eine gemeinsame Höhe H auf. Die Ausrichtung der Düsen 20 ist in Fig. 2 und in Fig. 3 dargestellt. Dabei sind Teile der Achsen a als erste Achsen b der Strömungskanäle 31 ausgeführt und diese weisen einen ersten Neigungswinkel α zu der Normalen n auf die Ebene ε auf. Zweite Achsen c der Strömungskanäle 31 bilden einen weiteren Teil der Achsen a, und diese sind zur Normalen n um einen zweiten Neigungswinkel ß geneigt.

[0037] In weiteren Ausführungen ist der zweite Neigungswinkel ß variabel und kann jeden beliebigen Wert annehmen. Das dient dazu, dass komplizierte Geometrien des nicht gezeigten Werkstückes mit den Strahlen der Düsen 20 erreicht werden können. Daher müssen der erste Neigungswinkel α und der zweite Neigungswinkel ß an die Geometrie des Werkstückes angepasst werden.

[0038] Zur Versorgung mit Reinigungsmedium weist der Grundkörper 10 einen Anschluss 13 auf. Dieser ist mit den Strömungskanälen 31 und den Öffnungen 2 strömungsverbunden. In den Anschluss 13 kann beispielsweise eine nicht gezeigte Leitung eingeschraubt werden.

[0039] In Fig. 9 ist eine zweite Ausführung gezeigt. Dabei weist der Grundkörper 10 mehrere Grundkörperelemente 12 auf, die eine gemeinsame Oberfläche 11 aufweisen. In dieser Ausführung sind vier Grundkörperelemente 12 nebeneinander angeordnet. Dabei weist jedes Grundkörperelement 12 mehrerer Anschlüsse 13 zur Zuleitung von Reinigungsmedium auf.

[0040] In Fig. 10 sind zwei Grundkörperelemente 12 nebeneinander angeordnet. An einem der Grundkörperelement 12 ist nur eine große Justierplatte 30 angeordnet. An dem zweiten Grundkörperelement 12 sind vier verschieden große Justierplatten 30 angeordnet.

[0041] In Fig. 12 ist eine vierte Ausführung gezeigt, bei der die vier an dem Grundkörper 10 angeordneten Justierplatten 30 verschiedene Höhen aufweisen. Dabei weisen eine erste Justierplatte 30a und eine benachbarte zweite Justierplatte 30b eine erste Höhe H1 auf. Dabei ist zur Erreichung der ersten Höhe H1 an dem Grundkörper nur je ein Plattenmodul 33 angeordnet. Eine dritte Justierplatte 30c weist zwei Plattenmodule 33 auf und hat eine zweite Höhe H2, die größer ist als die erste Höhe H1. Eine vierte Justierplatte 30d daneben weist drei Plattenmodule 33 auf und hat eine dritte Höhe H3, die wiederum größer ist als die zweite Höhe H2.

[0042] Der Vorteil dieser Ausführungen liegt darin, dass mit einfachen Bauteilen, wie einem Grundkörper 10 mit verschiedenen Plattenmodulen 33 und Düsen 20 sowie Verschlüssen 23 eine an das Werkstück angepasste Düsenvorrichtung 1 zusammenstellbar ist. Ein Vorsehen von Düsen 20 mit Kugelgelenken ist nicht notwendig, da die Justierplatten 30 auswechselbar sind und je nach Bedarf einen ersten Neigungswinkel a, oder einen zweiten Neigungswinkel ß zwischen der Achse a des Strömungskanals 31 und der Normale n aufweisen.

[0043] Weiters wird der Raum, der verschmutzt werden kann mit dieser modularen Bauweise minimiert. Der Leitungskörper 21 ist in jeder gezeigten Ausführung innerhalb der Justierplatte 30 angeordnet. Nur der Düsenkopf 22 befindet sich außerhalb der Justierplatte 30. Dadurch verfängt sich Schmutz schwerer zwischen den Düsen 20.

[0044] Als Reinigungsmedium kann beispielsweise Wasser, Druckluft oder Ähnliches zum Einsatz kommen.

[0045] Die Justierplatten 30 sind vorteilhafterweise aus leicht spanbarem Material wie POM (Polyoxymethylen) oder PA (Polyamid) gefertigt, wobei die Wasseraufnahmefähigkeit vorteilhafterweise gering ist. Die einzelnen Plattenmodule 33 können auch unterschiedliche Dicken aufweisen.

Claims (11)

1. Patentansprüche

   1. Düsenvorrichtung (1), mit zumindest einer Düse (20) mit einstellbarer Strahlrichtung, mit zumindest einem Grundkörper (10) der eine Oberfläche (11) mit Öffnungen (2) aufweist, wobei die Öffnungen (2) zur Versorgung von Düsen (20) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberfläche (11) zumindest eine Justierplatte (30) angeordnet ist die, zur Verbindung mit der Öffnung (2) des Grundkörpers (10), Strömungskanäle (31) aufweist, und dass die Justierplatte (30) an der von dem Grundkörper (10) abgewandten Seite (32) Öffnungen (2) zur Versorgung von Düsen (20) aufweist.
2. 2. Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (11) des Grundkörpers (10) in einer Ebene (ε) liegt.
3. 3. Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Justierplatten (30) eine bestimmte Höhe (H) aufweisen, und dass die Justierplatten (30) von der Oberfläche (11) des Grundkörpers (10) ausgehend angeordnet sind.
4. 4. Düsenvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei benachbarte Justierplatten (30) zwei unterschiedliche Höhen aufweisen.
5. 5. Düsenvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Justierplatte (30) aus zumindest zwei Plattenmodulen (33) besteht.
6. 6. Düsenvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Düsen (20) in der Justierplatte (30) angebracht sind.
7. 7. Düsenvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (31) und Öffnungen (2) zylindrisch sind und eine Achse (a) aufweisen.
8. 8. Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Achse (b) der Strömungskanäle (31) und Öffnungen (2) einen ersten Neigungswinkel (a) zu der Normalen (n) auf die Ebene (ε) aufweist.
9. 9. Düsenvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Achse (c) der Strömungskanäle (31) und Öffnungen (2) einen Neigungswinkel (ß) zu der Normalen (n) auf die Ebene (ε) aufweist.
10. 10. Düsenvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) zumindest zwei benachbarte Grundkörperelemente (12) aufweist.
11. 11. Düsenvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitungskörper (21) der Düse (20) im Wesentlichen innerhalb zumindest einer Justierplatte (30) angeordnet ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen