DE10049633C2

DE10049633C2 - Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken unter Verwendung von Luft- und Gasströmen

Info

Publication number: DE10049633C2
Application number: DE10049633A
Authority: DE
Inventors: Peter Imm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2020-10-06
Also published as: DE10049633A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Reinigen von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die Bearbeitung insbesondere mit spanabhebenden Verfahren werden Werkstücke bei ihrer Herstellung verunreinigt. Zur Reinigung wird häufig Druckluft oder Gas eingesetzt. Dabei strömt das Gas oder die Luft aus einer Düse aus, welche auf das Werkstück gerichtet ist. Um eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Düse zu erreichen, ist die Düse an einem Ende eines drehbar gelagerten Arms vorgesehen. Dieser sogenannte Arbeitsarm wird durch das seitliche Ausströmen der Druckluft oder des Gases aus einer weiteren Düse desselben Armes zur Rotation angetrieben.

Als nachteilig erweist sich bei derartigen bekannten Vorrichtungen, daß keine Regelung der Rotationsgeschwindigkeit möglich ist. Der Benutzer hat lediglich die Möglichkeit, die Antriebsdüse aufzuweiten oder teilweise zu verschließen, um das pro Zeiteinheit ausströmende Volumen von Gas oder Luft zu vergrößern oder zu verkleinern. Dies ist mit einem gewissen Aufwand verbunden und kann ohne eine Beschädigung der Düse nicht beliebig oft durchgeführt werden. Ist die Rotationsgeschwindigkeit zu klein oder zu groß, findet keine ausreichende Reinigung statt. Darüberhinaus kann die Rotationsgeschwindigkeit nicht an die zu beseitigenden Verunreinigungen angepaßt werden.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Dem gegenüber hat die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil, daß ein Fliehkraftregler zur Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des die Arbeitsdüse enthaltenden Arbeitsarms vorgesehen ist. Dieser sorgt dafür, daß die Anriebsdüse bei zu schneller Rotation teilweise verschlossen und bei zu langsamer Rotation weiter geöffnet wird. Hierzu kann beispielsweise ein mit einer Feder beaufschlagtes Gewicht vorgesehen sein, welches die Antriebsdüse zumindest teilweise verschließen kann. Mit zunehmender Drehzahl wird das Gewicht entgegen der Federkraft ausgelenkt. Diese Auslenkung führt zu einem teilweise Verschließen der Antriebsdüse. Da nun nur noch eine geringere Rate an Gas oder Luft aus der Antriebsdüse entweichen kann, wird die Drehzahl und damit die Rotationsgeschwindigkeit reduziert. Sinkt die Rotationsgeschwindigkeit zu stark ab, so ist die auf das Gewicht wirkende Zentrifugalkraft kleiner als die Federkraft und das Gewicht verändert entsprechend seine Position. Dadurch wird die Antriebsdüse durch das Gewicht wieder freigegeben. Die Auslenkung des Gewichts, die mit zunehmender Drehzahl wächst, wird auf die Antriebsdüse übertragen, wodurch ein geschlossener Regelkreis entsteht. Entscheidend ist hierbei, daß eine Auslenkung des Gewichts durch die Zentrifugalkraft zu einer Drosselung und die Auslenkung des Gewichts durch die Federkraft zu einer Erhöhung des pro Zeiteinheit durch die Düse entweichenden Gasvolumens führen muß. Auf diese Weise wird in jedem Fall einer unerwünschten Drehzahländerung entgegengewirkt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist neben dem Arbeitsarm mindestens ein zusätzlicher die Antriebsdüse enthaltender Antriebsarm vorgesehen. Dieser ist fest mit dem Arbeitsarm verbunden, so daß sich die Rotationsbewegung des Antriebsarms auf den Arbeitsarm überträgt. Hierzu ist der Antriebsarm zusammen mit dem Arbeitsarm drehbar am Anschlußteil gelagert. Der Fliehkraftregler befindet sich im Antriebsarm. Dadurch wird erreicht, daß die Mechanik des Fliehkraftreglers von der Arbeitsdüse entkoppelt ist und die Funktionsweise der Arbeitsdüse nicht behindert. Insbesondere ist das ungehinderte Ausströmen des Gases oder der Druckluft aus der Arbeitsdüse gewährleistet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine auf die Feder wirkende Einstellschraube zum Einstellen der Federkraft vorgesehen. Auf diese Weise kann der Benutzer die Federkraft regulieren und so die Rotationsgeschwindigkeit an die zu beseitigenden Verunreinigungen anpassen. Dabei ist die Einstellschraube von außen zugänglich. Ist der Einstellweg zu gering, so kann die Feder gegen eine andere Feder ausgetauscht werden. Hierzu muß lediglich die Einstellschraube aus dem entsprechenden den Fliehkraftregler enthaltenden Arm entfernt werden. Die Feder ist dann zugänglich und kann durch eine andere Feder ersetzt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind je Antriebsarm eine oder mehrere Antriebsdüsen vorgesehen. Die Anzahl der Antriebsdüsen wird je nach Anwendungsfall gewählt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Arbeitsarm und oder der Antriebsarm von dem Anschlußteil zum Austauschen von Dichtungen oder Lagerungen abnehmbar. Dadurch können die Dichtungen oder Lager regelmäßig gewartet und im Falle einer Beschädigung ausgetauscht werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der oder die Arbeitsarme in einem Arbeitsteil und der oder die Antriebsarme in einem Antriebsteil befestigt sind. Arbeits- und Antriebsteil sind durch Schrauben miteinander verbunden. Beide Teile rotieren gegenüber dem feststehenden Anschlußteil. Zwischen Arbeits-, Antriebs- und Anschlußteil befinden sich die Dichtungen und Lager. Durch Lösen der Schraubverbindung zwischen dem Arbeits- und dem Antriebsteil sind die Dichtungen und Lager zugänglich und können ausgetauscht werden.

Die Abdichtung zwischen den rotierenden und feststehenden Teilen erfolgt durch einen speziellen Dichtring, der äußert präzise gefertigt werden muß. Zwischen dem Dichtring und den benachbarten Teilen befindet sich ein minimaler Ringspalt, der einerseits eine Berührung der Teile und damit die Schwergängigkeit verhindert und andererseits klein genug ist, so daß der Verlust von Druckluft durch die Leckage vernachlässigbar ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Arbeitsarm ein schwenkbarer die Arbeitsdüse enthaltender Düsenkörper vorgesehen. Dabei verläuft die Schwenkachse des Düsenkörpers senkrecht zur Achse des Arbeitsarms und in der Rotationsebene des Arbeitsarms. Die Arbeitsdüse befindet sich in dem Düsenkörper in Verlängerung der Achse des Arbeitsarms. Dies gilt zumindest für eine der möglichen Einstellung des Düsenkörpers. Bei einem Drehen des Düsenkörpers wird die Richtung des Gas- oder Luftstrahls variiert. Durch die Position der Arbeitsdüse im Düsenkörper und die vorgegebene Schwenkachse hat das aus der Arbeitsdüse entweichende Gas keine Geschwindigkeitskomponente in Antriebsrichtung des Arbeitsarms. Damit wird durch das Verstellen der Arbeitsdüse der Antrieb nicht beeinflußt. Die Rotationsgeschwindigkeit des Arbeitsarms ist daher unabhängig von der Einstellung der Arbeitsdüse.

In dem Düsenkörper können auch zwei oder mehr Arbeitsdüsen vorgesehen sein, die unter verschiedenen Winkeln ausgerichtet sind. Sie sind alle so an dem Arbeitsarm angeordnet, daß das aus den Arbeitsdüsen ausströmende Gas keine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Rotation des Arbeitsarms aufweist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Anschlußteil ein Arbeitsarm und ein Antriebsarm kolinear an den gegenüberliegenden Seiten des Anschlußteils angeordnet. Darüber hinaus ist es möglich, jeweils zwei Antriebsarme und zwei Arbeitsarme an dem Anschlußteil vorzusehen. Damit die Antriebsarme das Ausströmen der Druckluft oder des Gases auf die verunreinigten Werkstücke nicht behindern, befinden sich die beiden Antriebsarme in einer Ebene zwischen den Arbeitsarmen und der Befestigung des Anschlußteils. Dabei sind die beiden Antriebsarme kolinear zueinander und die beiden Arbeitsarme ebenfalls kolinear zueinander angeordnet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Arbeits- oder Antriebsarme über leichtgängige Rillenkugellager gelagert. Diese zeichnen sich durch eine sehr geringe Reibung aus.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Ausführungsbeispiel im Querschnitt,

Fig. 2 zusammengesetzte Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 entlang der mit B gekennzeichneten Pfeile,

Fig. 3 zusammengesetzte Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 und 3 entang der in Fig. 2 mit C gekennzeichneten Linien.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine Vorrichtung zum Reinigen von Werkstücken mit einem Anschlußteil 1, welches an eine in der Zeichnung nicht dargestellte gasführende oder druckluftführende Leitung angeschlossen werden kann. An dem Anschlußteil 1 sind drehbar ein Arbeitsteil 2 mit zwei Arbeitsarmen 3 mit jeweils einer Arbeitsdüse 4 und ein Antriebsteil 5 mit zwei Antriebsarmen 6 mit jeweils zwei Antriebsdüsen 7 angeordnet. Das Arbeitsteil 2 und das Antriebsteil 5 sind über Senkkopfschrauben 9 miteinander verbunden. Die Druckluft oder das Gas strömt über mehrere Kanäle vom Anschlußteil 1 zu den Arbeitsdüsen 4 und den Antriebsdüsen 7. Die Antriebsdüsen 7 sind seitlich an den Antriebsarmen angeordnet, so daß der aus ihnen entweichende Gasstrahl in der Rotationsebene liegt. Durch das Entweichen des Gases aus der Antriebsdüse erfährt der Antriebsarm einen Rückstoß, welcher zu einer Beschleunigung und damit zu einer Rotationsbewegung führt.

In den beiden Antriebsarmen 6 ist ein Fliehkraftregler angeordnet. Dieser besteht im wesentlichen aus einem entlang der Achse des Antriebsarms verschiebbaren Gewicht 10, einer Schraubenfeder 11 und einer Einstellschraube 12. Bei der Rotation des Antriebsarmes wirken auf das Gewicht einerseits eine Zentrifugalkraft und andererseits eine Federkraft. Je nach dem, welche der beiden Kräfte überwiegt, gleitet das Gewicht entlang der Wandung des Antriebsarms 6 in die entsprechende Richtung und verschließt oder öffnet die Antriebsdüsen 7. Die Antriebsdüsen 7 bestehen aus Antriebsdüsenbohrungen in der Wand des Antriebsarms. Um den Antriebsarm nach außen abzudichten ist eine Dichtung 13 vorgesehen.

Die Arbeitsdüse 3 befindet sich in einem Düsenkörper 14, welcher um eine Achse senkrecht zur Achse der Arbeitsarme drehbar ist. Dadurch kann der Winkel eingestellt werden, unter dem das aus der Arbeitsdüse entweichende Gas auf das in der Zeichnung nicht dargestellte Werkstück auftrifft. Die Arbeitsdüse kann je nach Anwendung gegen eine andere Arbeitsdüse mit größerem oder kleinerem Durchmesser der Düsenbohrung ausgetauscht werden. Um zu gewährleisten, daß der aus der Arbeitsdüse entweichende Gasstrahl keine Geschwindigkeitskomponente aufweist, welche zur Beschleunigung oder Verzögerung der Rotationsbewegung führt, ist eine spezielle Kanalführung im Arbeitsarm vorgesehen.

Ein spezieller Dichtring 16 sorgt für die Abdichtung zwischen den beweglichen und festen Teilen. Es entsteht ein kleiner Ringspalt, durch den nur vernachlässigbar wenig Druckluft oder Gas entweichen kann. Dieser Ringspalt sorgt jedoch für eine entsprechende Leichtgängigkeit und eine geringe Reibung bei der Rotation. Die Lagerung erfolgt über leichtlaufende Rillenkugellager 17, welche sich ebenfalls durch geringe Reibung auszeichnen.

Bezugszahlenliste

1

Anschlußteil

2

Arbeitsteil

3

Arbeitsarm

4

Arbeitsdüse

5

Antriebsteil

6

Antriebsarm

7

Antriebsdüse

8

Antriebsdüsenbohrung

9

Senkkopfschraube

10

Gewicht

11

Schraubenfeder

12

Einstellschraube

13

Dichtung

14

Düsenkörper

15

Arbeitsdüsenbohrung

16

Dichtring

17

Rillenkugellager

Claims

1. Vorrichtung zum Reinigen von Werkstücken unter Verwendung von Luft- oder Gasströmen
mit einem Anschlußteil (1) zum Anschließen der Vorrichtung an eine die Druckluft oder das Gas führende Druckleitung,
mit einem an dem Anschlußteil (1) drehbar gelagerten Arbeitsarm (3),
mit mindestens einer Arbeitsdüse (4) an dem Arbeitsarm (3), aus welcher die Druckluft oder das Gas auf die Werkstücke gerichtet ausströmt,
mit mindestens einer Antriebsdüse (7), aus welcher die Druckluft oder das Gas ausströmt und dabei den Arbeitsarm (3) zur Rotation antreibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Fliehkraftregler (10, 11, 12) zur Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Arbeitsarms vorgesehen ist.

2. Vorrichtung zum mechnischen Reinigen von Werkstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fliehkraftregler in dem Arbeitsarm ein verschiebbares, mit einer Feder beaufschlagtes Gewicht vorgesehen ist, welches die Antriebsdüse zumindest teilweise verschließen kann.

3. Vorrichtung zum mechnischen Reinigen von Werkstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Arbeitsarm (3) mindestens ein zusätzlicher die Antriebsdüse (7) enthaltender Antriebsarm (6) vorgesehen ist, welcher fest mit dem Arbeitsarm (3) verbunden und an dem Anschlußteil (1) drehbar gelagert ist.

4. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fliehkraftregler in dem Antriebsarm (6) ein verschiebbares, mit einer Feder (11) beaufschlagtes Gewicht (10) vorgesehen ist, welches die Antriebsdüse (7) zumindest teilweise verschließen kann.

5. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Feder wirkende Einstellschraube (12) zum Einstellen der Federkraft vorgesehen ist.

6. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Antriebsdüsen vorgesehen sind.

7. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsarm und/oder der Antriebsarm von dem Anschlußteil zum Austauschen von Dichtungen oder Lagern abnehmbar ist.

8. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Arbeitsarm (3) ein schwenkbarer, die Arbeitsdüse (4) enthaltender Düsenkörper (14) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Düsenkörpers (14) senkrecht zur Achse des Arbeitsarms (3) und in der Rotationsebene des Arbeitsarms (3) verläuft.

10. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsdüse (4) an dem Düsenkörper (14) in Verlängerung der Achse des Arbeitsarms (3) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Anschlußteil ein Arbeitsarm und ein Antriebsarm kolinear an den gegenüberliegenden Seiten des Anschlußteils angeordnet sind.

12. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Arbeitsarme (3) und zwei Antriebsarme (6) vorgesehen sind, daß die beiden Arbeitsarme und die beiden Antriebsarme jeweils kolinear an den gegenüberliegenden Seiten des Anschlußteils (1) angeordnet sind, und daß die Arbeitsarme und die Antriebsarme in verschiedenen Ebenen vorgesehen sind.

13. Vorrichtung zum mechanischen Reinigen von Werkstücken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsarme und/oder die Antriebsarme über leichtgängige Rillenkugellager (17) gelagert sind.