DE10122992C1

DE10122992C1 - Vorrichtung zum Entölen von Massenteilen mit strukturierter Oberfläche mittels eines Druckluftstrahles

Info

Publication number: DE10122992C1
Application number: DE10122992A
Authority: DE
Inventors: Klaus Vogel; Gerd Kahl
Original assignee: UKM UMFORMTECHNIK und KRAFTFAH
Current assignee: UKM UMFORMTECHNIK und KRAFTFAH
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2021-05-12

Abstract

Vorrichtung zum Entölen von Massenteilen mit strukturierter Oberfläche mittels eines Druckluftstrahles. Die Werkstücke 6 werden über den Ausgang 15 der Führungseinrichtung 2 in stetigem Zwangsvorschub, der durch die Werkzeugmaschine verursacht ist, zugeführt. Der Werkstückstrang wird mit der dem Zwangsvorschub der Werkzeugmaschine entsprechenden Geschwindigkeit durch die Führungseinrichtung 2 und damit durch die Behandlungskammer 1 geführt. Im Inneren der Behandlungskammer 1 werden die Werkstücke 6 über praktisch die gesamte Länge der Behandlungskammer 1 durch die Schlitzdüse 16 mit Druckluft beaufschlagt. Der Druckluftstrom wird durch die besondere Anordnung der Schlitzdüse 16, der Bohrungen 18 und des Schlitzes 20 über die gesamte Länge der Behandlungskammer 1 um die Werkstücke 6 herumgeführt. Auf diese Weise kommt es zu einem intensiven Kontakt zwischen der Druckluft und der gesamten in der Behandlungskammer befindlichen Werkstückoberfläche. Die Druckluft entfernt den an der Oberfläche der Werkstücke 6 haftenden Schmiermittelfilm. Dabei wird auch der Schmiermittelfilm in den strukturierten Bereichen, wie etwa in Gewinderillen, sicher entfernt.

Description

Stand der Technik

Bei der Herstellung von Massenteilen, insbesondere von kalt verformten Werkstücken wie beispielsweise Schrauben, Bolzen, Niete und dergleichen, werden die Werkstücke vor der Umfor mung mit Öl benetzt. Dieses Schmiermittel ist bei der weite ren Bearbeitung der Werkstücke oft hinderlich und muß daher entfernt werden. Dazu ist eine Reihe von Lösungen vogelegt worden.

Es ist eine Vielzahl von Vorrichtungen und Konstruktionen zum Reinigen von Werkstücken mittels eines Druckluftstromes bekannt.

In der DE 44 25 765 A1 ist ein Verfahren und eine Anlage zum Reinigen von Werkstücken mittels wenigstens eines Druckluft strahls beschrieben, bei dem das Werkstück in eine Reini gungsstation gebracht, mittels einer Luft-Hochdruckpumpe ein Hochdruck-Luftstrom erzeugt, dieser einer auf das Werkstück gerichteten Blasdüse zugeführt und die Abluft über einen Filter zur Saugseite der Pumpe zurückgeführt wird, wobei zur Vermeidung eines Austritts schadstoffbelasteter Abluft in die Umgebung das Werkstück in einer bis auf einen Lufteinlaß in Form der Blasdüse sowie einen Abluft-Auslaß zumindest im wesentlichen luftdicht verschlossenen Kammer gereinigt und die Luft in einem geschlossenen, die Kammer enthaltenden Luftkreislaufsystem umgewälzt wird und wobei vor der Pumpe Feststoffpartikel aus dem Luftstrom mechanisch ausgefiltert werden.

Die Kammer hat einen rechteckigen Querschnitt der an einer Stelle für die Anordnung einer ringförmigen Blasdüse durch brochen ist.

Die DE 37 10 367 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Entölen von Massenteilen mit einer die Massenteile tranportierenden Fördereinrichtung. Um einen umweltschonenden und ohne Einsatz von Waschflüssigkeit durchzuführenden Entölungsvorgang zu ermöglichen, ist die Fördereinrichtung mit einem luftdurch lässigen Transportelement für den vereinzelten Transport der Massenteile versehen. Dieses Transportelement verläuft zwi schen mindestens einer, die gesamte Transportbreite überdec kenden Luftdüse und einem Luftauffangbehälter. Die Luftdüse ist über eine Druckleitung an die Druckseite eines Hochdruck gebläses angeschlossen, dessen Ansaugseite über eine Sauglei tung unter Zwischenschaltung eines Ölabscheiders mit dem Luftauffangbehälter verbunden ist.

Eine geschlossene Reinigungskammer ist bei dieser Lösung nicht vorgesehen.

Eine weitere Vorrichtung zum Entfernen anhaftenden Schmier mittels von Werkstücken ist in der DE 37 34 200 A1 beschrie ben. Die mit Schmiermittel behafteten Werkstücke werden dabei mittels einer Fördereinrichtung quer durch einen Luftstrom hoher Geschwindigkeit bewegt, wodurch das anhaftende Schmier mittel vom Luftstrom mitgerissen wird. Der Luftstrom wird in einem geschlossenen Kreislauf geführt, wobei das vom Luft strom mitgerissene Schmiermittel aus dem Luftstrom abgeschieden und aufgefangen wird, so daß es einer Wiederverwendung zugeführt werden kann.

Auch bei dieser Lösung ist eine geschlossene Reinigungskammer nicht vorgesehen.

Die DE 196 37 086 A1 beschreibt eine automatisch arbeitende Reinigungsanlage zum Entfernen von Behandlungs- und/oder Bearbeitungsrückständen von Werkstücken, mit einer Reini gungsstation, welcher ein Kanal für die Aufnahme wenigstens eines zu reinigenden Werkstücks zugeordnet ist, mit einer Werkstück-Transporteinrichtung zum Einbringen der zu reini genden Werkstücke in den Kanal sowie zum Entfernen der gerei nigten Werkstücke aus dem Kanal und mit mindestens einer in das Kanalinnere hinein und damit auf die zu reinigenden Werkstücke gerichteten Blasdüse zur Beaufschlagung der Werk stücke mit einem Blasluftstrahl, welcher ein insbesondere als Ventilator ausgebildeter Luftförderer zum Zuführen von Luft zu der Blasdüse mit einem Druck von höchstens ungefähr 0,5 bar vorgeschaltet ist, und wobei der Kanal mit einem Auslaß zum Abführen der gebrauchten Blasluft versehen ist. Zur Optimierung des Reinigungseffekts sind eine Dampfzufuhrvor richtung zum Einleiten von Wasserdampf in den Blasluftstrahl sowie eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von aus dem Dampf entstehendem, verunreinigtem Kondensat aus der ge brauchten Blasluft vorgesehen.

Weitere Vorrichtungen zum Reinigen von langgestreckten Gut sind in der DE 43 26 435 A1 und dem Deutschen Gebrauchsmuster DE 93 15 255 U1 angegeben.

Diese Reinigungs- bzw. Entölvorrichtungen sind für viele Anwendungsfälle grundsätzlich nicht geeignet, da mit ihnen eine sichere und vollständige Reinigung und/oder Entölung nicht möglich ist. Insbesondere bei kompliziert strukturier ten Oberflächen (z. B. bei aus einer Gewindewalzmaschine kommenden Gewindeabschnitten) gelingt es mit den bekannten, Reinigungsanlagen nicht, das Werkstück allein mit Blasluft vollständig von Öl und Schmutz zu befreien.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entölen von Massenteilen mit strukturierter Oberfläche mittels eines Druckluftstrahles vorzuschlagen, mit der eine sichere und nahezu vollständige Entölung der Werkstücke realisiert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit der in Anspruch 1 angegebenen Lösung. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprü chen angegeben.

Beispiele

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Behandlungs kammer 1 und Führungseinrichtung 2,

Fig. 3 einen durch die Behandlungskammer 1 und Führungseinrichtung 2,

Fig. 4 den Strömungsverlauf der Druckluft in der Führungseinrichtung 2 um ein Werkstück 6.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vor richtung, die aus einer Behandlungskammer 1, Führungseinrich tung 2, Ölabscheider 3 und Verdichter 4 besteht. Mittels der Führungseinrichtung 2 werden die von der Werkzeugmaschine 5 kommenden Werkstücke 6 durch die Behandlungskammer 1 geführt. Am Ausgang der Führungseinrichtung 2 ist eine Stauklappe 7 angeordnet, die, z. B. mittel Feder- und/oder Schwerkraft, eine Rückhaltekraft F auf den Werkstückstrang ausübt. Zwi schen Verdichter 4 und Behandlungskammer 1, Behandlungskammer 1 und Ölabscheider 3, Ölabscheider 3 und Verdichter 4 sind eine erste Leitung 8 und eine zweite Leitung 9 sowie eine Leitung 10 angeordnet. Verdichter 4, Behandlungskammer 1 und Ölabscheider 3 ergeben mit den sie verbindenden Leitungen 8, 9 und 10 ein geschlossenes Ringsystem.

Nach einer weiteren Variante kann die den Ölabscheider 3 verlassende Luft gefiltert an die Umgebung abgegeben werden.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Behandlungskammer 1 und die Führungseinrichtung 2. Die Behandlungskammer 1 ist zweiteilig und besteht aus dem Oberteil 11 und dem Unterteil 12. Das Oberteil 11 hat einen ersten Anschluß 13 für die erste Leitung 8 und das Unterteil 12 hat einen zweiten An schluß 14 für die zweite Leitung 9. Oberteil 11 und Unterteil 12 umschließen die Führungseinrichtung 2. Die Führungsein richtung 2 ist mit dem Ausgang 15 der Werkzeugmaschine ver bunden.

Die Führungseinrichtung 2 hat im Bereich der Behandlungskam mer 1 ein System von Düsen. An der zum ersten Anschluß 13 gerichteten Seite hat die Führungseinrichtung 2 eine Schlitz düse 16, die in Achsrichtung der Führungseinrichtung 2 ver läuft. Zwischen der Schlitzdüse 16 und dem ersten Anschluß 13 befindet sich eine erste Kammer 17. Schlitzdüse 16 und erste Kammer 17 sind gleich lang. An der zum zweiten Anschluß 14 gerichteten Seite hat die Führungseinrichtung 2 zwei Reihen mit jeweils wenigstens 2, vorzugsweise fünf, Bohrungen 18, die auf einer Linie in Achsrichtung der Führungseinrichtung 2, über die Länge der Behandlungskammer 1 verteilt, angeord net sind. In der Mitte zwischen den Bohrungsreihen ist ein Schlitz 20 angeordnet, der über die gesamte Länge der zweiten Kammer 19 läuft, die sich zwischen der Führungseinrichtung 2 und dem zweiten Anschluß 14 befindet. Die zweite Kammer 19 verjüngt sich in Längsrichtung (der Achsrichtung der Füh rungseinrichtung) trichterförmig zum zweiten Anschluß 14 hin. Die Summe der Querschnitte sämtlicher Bohrungen 18 und des Schlitzes 20 entspricht wenigstens dem Querschnitt der Schlitzdüse 16. Der Querschnitt des zweiten Anschlusses 14 ist größer als der des ersten Anschlusses 13.

Am Ausgang der Führungseinrichtung 2 ist eine Stauklappe 7 angeordnet, die in der Ausgangsposition diesen Ausgang verschließt. Wird die Stauklappe 7 infolge des Zwangsvorschu bes der Werkstücke 6 ausgeschwenkt, dann übt sie aufgrund der Schwerkraft und/oder einer Federkraft eine Rückhaltekraft F auf den Werkstückstrang aus. Die mit Druckluft beaufschlagten Teile werden auf diese Weise gehindert, die Führungseinrich tung 2 unkontrolliert zu verlassen. Weiterhin verhindert die Stauklappe 7 ein Vereinzeln der Werkstücke und damit eine Verkürzung der Behandlungszeit.

Der innere Querschnitt der Führungseinrichtung 2 ist dem Querschnitt der zu reinigenden Werkstücke 6 angepaßt. Er ist im Bereich der Behandlungskammer 1 um etwa 2-4% größer als der Querschnitt der Werkstücke 6 und er verringert sich bis zum Ausgang der Führungseinrichtung 2 auf ein Maß, daß nur noch geringfügig über dem der Werkstücke 6 liegt. Auf diese Weise wird gesichert, daß der Druckluftstrom die Behandlungs kammer 1 allein über den zweiten Anschluß 14 verläßt.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Behandlungskammer 1. An der zum zweiten Anschluß 14 gerichteten Seite hat die Führungseinrichtung 2 einen Schlitz 20 und zwei Reihen Boh rungen 18, die jeweils auf einer Linie in Achsrichtung der Führungseinrichtung 2, über die Länge der Behandlungskammer 1 verteilt, angeordnet sind. Der Schlitz 20 ist im Winkel von 180° zur Schlitzdüse 16 und die beiden Reihen der Bohrungen 18 sind zum Schlitz 20 um etwa 30° spiegelsymmetrisch ver setzt angeordnet.

Fig. 4 zeigt den Strömungsverlauf der Druckluft in der Führungseinrichtung 2 um ein Werkstück 6.

Bei dem in der Führungseinrichtung 2 befindlichen Werkstück 6 handelt es sich um einen Gewindebolzen mit Gewindenenndurch messer D und Bolzenkerndurchmesser d. Der Durchmesser D₀ der Führungseinrichtung 2 ist etwa 2-4% größer als der Gewinde nenndurchmesser D des Werkstücks 6. Die über die erste Kammer 17 zugeführte Preßluft wird mittels der Schlitzdüse 16 über die gesamte Länge des Werkstücks 6 verteilt und um das Werk stück herum zum Schlitz 20 und den Bohrungen 18 geführt. Dabei wird die Preßluft durch die Gewinderillen geleitet und entfernt das an den Flanken anhaftende Öl. Die mit Öl be frachtete Luft wird über den Schlitz 20 und die Bohrungen 18 aus Behandlungskammer 1 geleitet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert wie folgt:
Die Werkstücke 6 werden über den Ausgang 15 der Füh rungseinrichtung 2 in stetigem Zwangsvorschub, der durch die Werkzeugmaschine verursacht ist, zugeführt. Die Werkstücke 6 bilden zwischen dem Ausgang 15 und der Stauklappe 7 einen Werkstückstrang. Der Werkstückstrang wird mit der dem Zwangsvorschub der Werkzeugmaschine entsprechenden Geschwindigkeit durch die Führungsein richtung 2 und damit durch die Behandlungskammer 1 ge führt. Im inneren der Behandlungskammer 1 werden die Werkstücke 6 über praktisch die gesamte Länge der Be handlungskammer 1 durch die Schlitzdüse 16 mit Druckluft beaufschlagt. Der Druckluftstrom wird durch die besonde re Anordnung der Schlitzdüse 16, der Bohrungen 18 und des Schlitzes 20 über die gesamte Länge der Behandlungs kammer 1 um die Werkstücke 6 herumgeführt. Auf diese Weise kommt es zu einem intensiven Kontakt zwischen der Druckluft und der gesamten in der Behandlungskammer 1 befindlichen Werkstückoberfläche. Es existieren prak tisch keine Bereiche in der Behandlungskammer 1, in de nen der Luftstrom seine Geschwindigkeit signifikant ver ringert. Die Druckluft entfernt den an der Oberfläche der Werkstücke 6 haftenden Schmiermittelfilm. Dabei wird auch der Schmiermittelfilm in den strukturierten Berei chen, wie etwa in Gewinderillen, sicher entfernt. Die mit Schmiermittel befrachtete Luft wird dem Ölabscheider 3 zugeführt. Das abgeschiedene Öl wird in den Herstel lungsprozeß zurückgeführt.

Bezugszeichenliste

1

Behandlungskammer

2

Führungseinrichtung

3

Ölabscheider

4

Verdichter

5

Werkzeugmaschine

6

Werkstück

7

Stauklappe

8

erste Leitung

9

zweite Leitung

10

Leitung

11

Oberteil

12

Unterteil

13

erster Anschluß

14

zweiter Anschluß

15

Ausgang

16

Schlitzdüse

17

erste Kammer

18

Bohrung

19

zweite Kammer

20

Schlitz

Claims

1. Vorrichtung zum Entölen von Massenteilen mit strukturier ter Oberfläche mittels eines Druckluftstrahles, bestehend aus einer Behandlungskammer (1), einer Führungseinrichtung (2), einem Ölabscheider (3), einem Verdichter (4) und er sten und zweiten Leitungen (8, 9) dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Behandlungskammer (1), die einen ersten Anschluß (13) für die erste Leitung (8) und einen zweiten An schluß (14) für die zweite Leitung (9) hat, die Füh rungseinrichtung (2) umschließt,
b) die Führungseinrichtung (2) im Bereich der Behandlungs kammer (1) ein System von Düsen hat, wobei die Führungs einrichtung (2) an der zum ersten Anschluß (13) gerich teten Seite eine Schlitzdüse (16) und an der zum zweiten Anschluß (14) gerichteten Seite zwei Reihen mit jeweils wenigstens zwei Bohrungen (18) sowie eine zwischen den beiden Bohrungsreihen angeordneten Schlitz (20) hat,
c) der innere Querschnitt der Führungseinrichtung (2) dem Querschnitt der zu reinigenden Werkstücke (6) angepaßt ist,
d) sowohl die Schlitzdüse (16) als auch die Bohrungsreihen (18) und der Schlitz (20) in Achsrichtung der Führungs einrichtung (2) über die Länge der Behandlungskammer (1) verteilt angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Querschnitte sämtlicher Bohrungen (18) und des Schlitzes (20) wenigstens dem Querschnitt der Schlitz düse (16) entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Querschnitt des zweiten Anschlusses (14) grö ßer als der des ersten Anschlusses (13) ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schlitzdüse (16) und dem ersten Anschluß (13) sich eine erste Kammer (17) und zwi schen der Führungseinrichtung (2) und dem zweiten Anschluß (14) sich eine zweite Kammer (19) befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schlitzdüse (16) und erste Kammer (17) sowie Schlitz (20) und zweite Kammer (19) jeweils gleich lang sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Führungseinrichtung (2) eine Stauklappe (7) angeordnet ist, die in der Ausgangspo sition diesen Ausgang verschließt und im ausgeschwenkten Zustand aufgrund der Schwerkraft und/oder einer Federkraft eine Rückhaltekraft F auf den Werkstückstrang ausübt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Führungseinrich tung (2) im Bereich der Behandlungskammer (1) um etwa 2-4% größer ist als der Querschnitt der Werkstücke (6).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (20) im Winkel von 180° zur Schlitzdüse (16) und die beiden Reihen der Bohrungen (18) zum Schlitz (20) um etwa 30° spiegelsymmetrisch ver setzt angeordnet sind.