DE102004047050B3 - Cleaning method for workpiece to be lacquered using CO2 snow, using core jet of CO2 snow surrounded by outer jet of compressed air at lower speed - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Werkstückes sowie eine Düse für CO2-Schnee. Auch betrifft die Erfindung eine Düse zum gerichteten Ausstoßen von CO2-Schnee, insbesondere zum Reinigen von Werkstücken.The The invention relates to a method for treating a workpiece and a nozzle for CO2 snow. The invention also relates to a nozzle for the directed ejection of CO2 snow, especially for cleaning workpieces.
Vor dem Lackieren eines Werkstückes wird dieses gereinigt und von Schmutz befreit. Hierbei ist in der Vergangenheit angedacht worden, auch CO2-Schnee bzw. -Kristalle als Reinigungsmittel in einem Strahl einzusetzen.In front the painting of a workpiece this is cleaned and freed from dirt. Here is in the The past has been considered, including CO2 snow or crystals as a cleaning agent in a jet use.
In
der
Das Strahlwerkzeug aus dem Stand der Technik ist nicht einsetzbar, um in einer Lackiereinrichtung großflächig Werkstücke zu reinigen. Insbesondere die Kapillarenanordnung erlaubt lediglich eine sehr geringe Durchsatzmenge von CO2-Schnee und ist damit nicht für die breite industrielle Anwendung geeignet.The Blasting tool of the prior art is not applicable to to clean workpieces over a large area in a painting facility. In particular, the capillary arrangement only allows a very low throughput of CO2 snow and is not for the wide industrial application suitable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher ein Verfahren zur Behandlung, insbesondere zum Reinigen eines zu lackierenden Werkstückes mit CO2-Schnee bereitzustellen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Düse zur Reinigung mit CO2-Schnee und Druckluft bereitzustellen, die den Anforderungen der industriellen Reinigung genügt.task The present invention was therefore a method of treatment, in particular for cleaning a workpiece to be painted with CO2 snow provide. It is another object of the invention to provide a nozzle for cleaning with CO2 snow and compressed air to meet the requirements the industrial cleaning is sufficient.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Behandlung, insbesondere Reinigen, eines zu lackierenden Werkstückes mit CO2-Schnee wobei ein Kernstrahl aus CO2-Schnee mit einer Geschwindigkeit von mehr als 200 m/s mit einem den Kernstrahl umgebenden Mantelstrahl aus Druckluft auf das Werkstück gelenkt wird, wobei der Mantelstrahl eine geringere Geschwindigkeit als der Kernstrahl aufweist. Durch ein derartiges Verfahren, bei dem der Kernstrahl mit hoher Geschwindigkeit aus CO2-Schnee bestehend nochmals von einem langsameren Mantelstrahl aus Druckluft umgeben ist, kann der Kernstrahl sehr wohl definiert und konstant über eine größere Strecke auf ein Werkstück aufgebracht werden. Durch die Kombination eines langsameren Mantelstrahls aus Druckluft werden sämtliche störende Einflüsse, die die Geometrie des Kernstrahls verändern würden, abgehalten. Auf diese Weise ist der definierte Kernstrahl aus CO2-Schnee mit über weite Strecken konstanten Parametern erzeugbar und kann somit auch auf Werkstücke vorhersehbar appliziert werden, die größere Hinterschneidungen oder verschiedenen Abstand zur Reinigungsdüse aufweisen.The Task is solved by a method of treatment, in particular cleaning, a to be painted workpiece with CO2 snow being a core of CO2 snow at a speed of more than 200 m / s with a sheath jet surrounding the core jet compressed air on the workpiece is steered, wherein the sheath jet a lower speed as the core beam has. By such a method, in the core jet consists of CO2 snow at high speed again surrounded by a slower jet of compressed air is, the core ray can well defined and constant over one larger route on a workpiece be applied. By the combination of a slower coat jet From compressed air are all disturbing influences, the would change the geometry of the core beam. In this way is the defined core beam of CO2 snow with over Stretching constant parameters can be generated and can therefore also on workpieces be foreseeably applied, the larger undercuts or have different distance to the cleaning nozzle.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung weist der Mantelstrahl eine Geschwindigkeit von weniger als 80 %, bevorzugt weniger als 75 %, besonders bevorzugt weniger als 50 % der Geschwindigkeit des Kernstrahls auf. Es ist überraschend gefunden worden, dass der Mantelstrahl auch bei deutlich geringeren Geschwindigkeiten als der Kernstrahl eine hohe Abschirmwirkung gegen störende Außeneinflüsse bewirkt und zur Stabilisierung des Kernstrahles beiträgt. So kann der Kernstrahl nochmals ungestörter auf das Werkstück einwirken.at a further advantageous method of the present invention the mantle jet has a speed of less than 80%, preferably less than 75%, more preferably less than 50% the speed of the nuclear jet. It has been surprisingly found that the mantle jet also at much lower speeds as the core jet causes a high shielding effect against disturbing external influences and contributes to the stabilization of the core beam. This is how the core ray can be again undisturbed act on the workpiece.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis der Geschwindigkeit des Mantelstrahles zu der Geschwindigkeit des Kernstrahles einstellbar. Durch die Wahl des Verhältnisses der Geschwindigkeit des Mantelstrahls zur Geschwindigkeit des Kernstrahls wird die Geometrie des Kernstrahles beeinflusst. Auf diese Weise ist es möglich, die Strahlformung des Kernstrahls vorzunehmen.at a further advantageous method of the present invention is the relationship the speed of the mantle jet to the speed of the Core jet adjustable. By the choice of the ratio the velocity of the sheath jet to the velocity of the core jet the geometry of the core beam is influenced. In this way Is it possible, to make the beam shaping of the core beam.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung weist der Kernstrahl eine Geschwindigkeit von mehr als 333 m/s auf. Mit der Wahl des Überschallbereichs für den Kernstrahl ist es möglich, besonders hohe Reinigungseffekte zu erzielen.at a further advantageous method of the present invention the core jet has a speed of more than 333 m / s. With the choice of supersonic range for the Kernstrahl it is possible to achieve particularly high cleaning effects.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung weist der Kernstrahl einen Durchmesser von 30 mm auf. Besonders bevorzugt wird der Durchmesser von 30 mm ca. 80 mm hinter einem Düsenende erzeugt und für weitere 200 bis 300 mm auf diesem Durchmesser konstant gehalten. Eine Variation des Durchmessers des Strahlfokus ist beispielsweise durch die Änderung der Geschwindigkeit des Mantelstroms und/oder die Wahl der Temperaturgradienten zwischen Mantelstrom und Kernstrom möglich.at a further advantageous method of the present invention the core jet has a diameter of 30 mm. Especially Preferably, the diameter of 30 mm is about 80 mm behind a nozzle end generated and for another 200 to 300 mm kept constant on this diameter. A variation of the diameter of the beam focus is, for example through the change the speed of the sheath current and / or the choice of temperature gradients between sheath current and core current possible.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung weist der Mantelstrahl einen Aussendurchmesser von ca. 200 bis 250 % des Durchmessers des Kernstrahls auf.at a further advantageous method of the present invention the cladding jet has an outer diameter of about 200 to 250 % of the diameter of the core jet.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung ist die Geometrie des Kernstrahles durch Variation der Geschwindigkeit des Mantelstrahles einstellbar.at a further advantageous method of the present invention is the geometry of the core ray by varying the velocity of the Sheath jet adjustable.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung weist der Mantelstrahl aus Druckluft eine höhere Temperatur als der Kernstrahl aus CO2-Schnee auf.In a further advantageous method According to the present invention, the jacket jet of compressed air has a higher temperature than the core jet of CO2 snow.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das Werkstück nach der Bearbeitung lackiert.at a further advantageous method of the present invention becomes the workpiece painted after processing.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Düse zum gerichteten Ausstoßen von CO2-Schnee und Druckluft wobei ein zentraler Bereich der Düse mindestens eine erste Entladungsöffnung aufweist, die ausgeführt ist, um einen CO2-Schnee aufweisenden Kernstrahl mit Überschallgeschwindigkeit zu erzeugen wobei der zentrale Bereich der Düse von einem peripheren Bereich umgeben ist, der mehrere zweite Entladungsöffnungen aufweist, die (bevorzugt symmetrisch) um die erste Entladungsöffnung herum angeordnet sind und ausgeführt sind, um einen den Kernstrahl umgebenden Mantelstrahl aus Druckluft mit niedrigerer Geschwindigkeit als der Kernstrom zu erzeugen, wobei der Mantelstrahl dieselbe Richtung wie der Kernstrahl aufweist. Durch eine derartige Düse kann ein Kernstrahl aus CO2-Schnee erzeugt werden, der einen diesen umgebenden Mantelstrahl aus Druckluft aufweist und so einen Reinigungsstrahl auf einen Arbeitsbereich bringen kann, der ausreichend dimensioniert ist, um auch größere Flächen nachhaltig reinigen zu können. Bevorzugt wird der Kernstrahl dadurch gebildet, dass CO2-Schnee durch Entspannung von CO2 gebildet wird und mittels Druckluftbeaufschlagung innerhalb einer CO2-Pistole als Mischstrahl von CO2 und Druckluft mit hoher Geschwindigkeit beim Austritt erzeugt wird. Anstatt von Druckluft kann auch ein anderes Gas verwendet werden. Ein so erzeugter Kernstrahl ist dann ein Mischstrahl von CO2-Schnee und Druckluft. Umgeben wird dieser Kernstrahl von einem Mantelstrahl aus reiner Druckluft, der den Kernstrahl gegen Außeneinflüsse abschirmt. Auf diese Art und Weise ist es möglich, Werkstücke vor einem Lackierschritt zu reinigen, die innerhalb kurzer Zeit mit einer Transporteinrichtung an einer derartigen CO2-Pistole mit dieser Düse vorbeigeführt werden.The Task is also solved through a nozzle for directional ejection of CO2 snow and compressed air being a central area of the nozzle at least a first discharge opening that's running is at a supersonic velocity around a CO2 snow core to produce the central region of the nozzle from a peripheral region is surrounded, which has a plurality of second discharge openings, the (preferably symmetrical) around the first discharge opening are arranged around and executed are to a surrounding the core jet air jet with compressed air to produce lower speed than the core stream, wherein the cladding jet has the same direction as the core jet. Through such a nozzle a core of CO2 snow can be generated that has this one has surrounding jacket jet of compressed air and so on a cleaning jet can bring a workspace that is sufficiently dimensioned is sustainable to even larger areas to be able to clean. Preferably, the core beam is formed by CO2 snow by relaxation is formed by CO2 and by means of compressed air within a CO2 gun as a mixed jet of CO2 and compressed air with high Speed is generated at the exit. Instead of compressed air Another gas can be used. A nuclear jet produced in this way is then a mixed jet of CO2 snow and compressed air. Surrounded this core jet from a jacketed jet of pure compressed air, the shields the core against external influences. In this way it is possible workpieces to clean before a painting step, within a short time with a transport device on such a CO2 pistol with this Nozzle be passed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Temperiereinrichtung zum Steuern der Temperatur des Mantelstrahles aus Druckluft und oder des Kernstrahles aus CO2-Schnee vorgesehen. Durch die Steuerung der Temperatur insbesondere des Mantelstrahls ist es möglich, die Geometrie des Kernstrahls zu beeinflussen. Bevorzugt wird eine Temperatur des Mantelstrahls von weniger als 10°C besonders bevorzugt von weniger als 4°C eingesetzt.In a further advantageous embodiment of the present invention Invention is a tempering device for controlling the temperature the mantle jet of compressed air and or the core jet of CO2 snow intended. By controlling the temperature in particular of the Mantelstrahls it is possible to influence the geometry of the core beam. Preferred is a Temperature of the sheath jet of less than 10 ° C, more preferably less as 4 ° C used.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung zur Einstellung der Geschwindigkeit des Mantelstrahles aus Druckluft und/oder des Kernstrahles aus CO2-Schnee, insbesondere unabhängig voneinander, vorgesehen. Durch die Einstellung der Geschwindigkeit des Mantelstrahls kann ebenfalls die Geometrie des Kernstrahls und damit der Fokus und der Arbeitsbereich des Kernstrahls variiert werden.In a further advantageous embodiment of the present invention Invention is a control device for adjusting the speed the jacket jet of compressed air and / or the core jet of CO2 snow, especially independently of each other, intended. By adjusting the speed of the jacket jet can also change the geometry of the core and thus the focus and the working range of the core beam can be varied.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Entladungsöffnung für den Kernstrahl als Lavaldüse ausgebildet. Durch die Wahl der Lavaldüse kann der CO2-Schnee auf sehr hohe Geschwindigkeiten, besonders bevorzugt Überschallgeschwindigkeit, beschleunigt werden und die Düse damit verlassen. Die Kombination dieser sehr hohen Geschwindigkeit des Kernstrahls einerseits und den den Kernstrahl umgebenden Mantelstrahl aus Druckluft andererseits, der störende Einflüsse vom Kernstrahl abhält, ermöglichen die Anwendung des Kernstrahls auf den Arbeitsbereich eines zu reinigenden Werkstückes über größere Entfernungen hinweg, wodurch auch die Reinigung von Profilteilen und dreidimensionalen Körpern möglich wird.In a further advantageous embodiment of the present invention Invention, the first discharge opening for the core jet is designed as a Laval nozzle. By choosing the Laval nozzle CO2 snow can reach very high speeds, particularly supersonic speeds, be accelerated and the nozzle leave with it. The combination of this very high speed the core jet on the one hand and the surrounding the core jet jacket jet from compressed air on the other hand, which prevents disturbing influences from the core jet, allow the application of the core jet to the working area of a to be cleaned Workpiece over long distances which also makes it possible to clean profile parts and three-dimensional bodies.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Zuführungen für die Druckluft innerhalb der Düse in einem Abschnitt vor den Entladungsöffnungen parallel zu Zuführungen für den CO2-Schnee geführt vorgesehen. Durch diese konstruktive Maßnahme wird eine geringere Bauhöhe der Düse möglich. Darüber hinaus werden die Kräfte ideal in der Düse aufgenommen und bevorzugt mit der Austrittsrichtung der beiden Strahlen ausgerichtet.In a further advantageous embodiment of the present invention Invention are supplies for the compressed air inside the nozzle in a section in front of the discharge openings parallel to feeders for the CO2 snow led out. By this constructive measure will be a lower height the nozzle possible. About that Beyond those are the forces ideal in the nozzle recorded and preferred with the exit direction of the two beams aligned.
Die
Aufgabe wird auch gelöst
durch einen Karussellträger
zur Aufnahme von mindestens einer erfindungsgemäßen Düse umfassend eine Rotiereinrichtung,
die so ausgebildet ist, dass die mindestens eine Düse in Drehbewegungen über einen Arbeitsbereich
bewegbar ist. Durch den Einsatz eines Karusselträgers, wie er beispielsweise
auch in der Gebrauchsmusterschrift
Vorteilhafte Ausgestaltung und weitere Ausführungsbeispiele werden in den beigefügten Zeichnungen erläutert. Hierin zeigt:advantageous Embodiment and other embodiments be in the attached Drawings explained. Hereby shows:
In
Im
Einsatz ist es nun möglich,
entlang des eingezeichneten Pfeiles CO2-Schnee zu fördern, der über die
erste Entladungsöffnung
In
In
Durch
die Wahl des Geschwindigkeitsverhältnisses des Mantelstrahls
In
Ein
Antriebsmotor für
die Rotation bildet den Antrieb
Die
Düsen
Über den
Antrieb
Durch diese Erfindung wurde eine Düse zum gerichteten Ausstoßen von CO2-Schnee und Druckluft zum Reinigen von Werkstücken sowie ein Verfahren hierzu bereitgestellt, nach dem im industriellen Maßstab über konstante Arbeitsbereiche hin eine hohe Reinigungsleistung, bevorzugt zur Vorbehandlung von Werkstücken in einer Lackiereinrichtung, erzielt werden kann.By this invention became a nozzle for directional ejection of CO2 snow and compressed air for cleaning workpieces as well a method provided therefor, according to the industrial scale over a constant Work areas towards a high cleaning performance, preferably for Pretreatment of workpieces in a painting, can be achieved.
- 11
- Düsejet
- 22
- Kernstrahlcore jet
- 33
- Mantelstrahljacketed jet
- 55
- zentraler Bereich der Düsecentrally Area of the nozzle
- 66
- erste Entladungsöffnungfirst discharge opening
- 77
- peripherer Bereich der Düseperipheral Area of the nozzle
- 88th
- zweite Entladungsöffnungsecond discharge opening
- 1010
- Temperiereinrichtungtempering
- 1212
- Steuereinrichtung für Geschwindigkeitcontrol device for speed
- 2020
- KarusselträgerKarusselträger
- 2222
- Antriebdrive
- 2424
- Drehrohr für Versorgungsleitungenrotary tube for supply lines
- 2525
- DrehdurchführungRotary union
- 2626
- Pistolenaufnahmegun mounting
- 2727
- Eintrittsöffnung DruckluftInlet opening compressed air
- 2828
- Eintrittsöffnung CO2Inlet CO2
- 2929
- CO2 SchneestrahlspistoleCO2 Snow blasting gun
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130403 |