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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung
eines Reinigungsmediums.
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Um
Werkstücke von Verunreinigungen zu befreien, ist es bekannt,
einen Druckluftstrom auf ein verunreinigtes Werkstück zu
leiten und die Verunreinigungen mit Hilfe des Druckluftstroms von
dem Werkstück abzublasen.
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Eine
weitere Möglichkeit zur Reinigung von Werkstücken
besteht darin, dass eine Reinigungsflüssigkeit mit Druck
beaufschlagt und auf das Werkstück gespritzt wird, um die
Verunreinigungen von dem Werkstück abzuspritzen oder abzuspülen.
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Für
viele Anwendungsfälle kann es wünschenswert sein,
Werkstücke mit Hilfe von Druckluft und mit Hilfe einer
Reinigungsflüssigkeit zu reinigen. Dies geht jedoch mit
einem verhältnismäßig hohen gerätetechnischen
Aufwand einher, da sowohl ein System zur Bereitstellung der Druckluft
als auch ein System zur Bereitstellung der Reinigungsflüssigkeit benötigt
wird.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Bereitstellung eines Reinigungsmediums zu schaffen,
dessen Effizienz gegenüber bekannten Verfahren verbessert
ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Bereitstellung eines Reinigungsmediums
dadurch gelöst, dass ein Reinigungsgas, insbesondere Luft, in
einen Speicher eingebracht wird, und dass eine mit Druck beaufschlagte
Reinigungsflüssigkeit zur Druckbeaufschlagung des unter
einem Ausgangsdruck stehenden Reinigungsgases in den Speicher eingebracht
wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht
es, ein Reinigungsmedium bereitzustellen, das ein Reinigungsgas
und eine Reinigungsflüssigkeit umfasst. Da die Reinigungsflüssigkeit
mit Druck beaufschlagt ist, kann das unter einem Ausgangsdruck stehende
Reinigungsgas mit Hilfe der Reinigungsflüssigkeit mit Druck
beaufschlagt werden. Dies hat den Vorteil, dass zur Druckbeaufschlagung
des Reinigungsgases keine weiteren Einrichtungen, insbesondere Kompressoren,
erforderlich sind. Hierdurch vereinfacht sich die Bereitstellung
eines Reinigungsmediums, das ein unter hohem Druck stehendes Reinigungsgas
umfasst.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung werden das Reinigungsgas
und die Reinigungsflüssigkeit nacheinander in den Speicher
eingebracht. Dies hat den Vorteil, dass die Teilvolumina, die das Reinigungsgas
und die Reinigungsflüssigkeit in dem Speicher einnehmen,
besonders gut aufeinander abgestimmt werden können.
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Vorzugsweise
wird zuerst das Reinigungsgas und dann die Reinigungsflüssigkeit
in den Speicher eingebracht. Hierdurch lässt sich die Menge
des in den Speicher eingebrachten Reinigungsgases besonders genau
einstellen.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können
das Reinigungsgas und die Reinigungsflüssigkeit gleichzeitig
in den Speicher eingebracht werden. Dies hat den Vorteil, dass die
insgesamt zur Bereitstellung des Reinigungsmediums benötigte
Zeitdauer verringert werden kann. Ferner ist es möglich,
zunächst Reinigungsgas in den Speicher einzubringen, dann
für eine bestimmte Zeit Reinigungsgas und Reinigungsflüssigkeit
gleichzeitig in den Speicher einzubringen und abschließend
nur Reinigungsflüssigkeit in den Speicher einzubringen.
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Vorzugsweise
werden das Reinigungsgas und die Reinigungsflüssigkeit
in dem Speicher miteinander in unmittelbaren Kontakt gebracht. Dies
hat den Vorteil, dass der Speicher sehr einfach, ohne ein Trennelement
zwischen dem Reinigungsgas und der Reinigungsflüssigkeit,
aufgebaut sein kann. Beispielsweise kann der Speicher in Form eines Speicherbehälters
ausgebildet sein, der ein gemeinsames Speichervolumen für
das Reinigungsgas und die Reinigungsflüssigkeit bereitstellt.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung steht das Reinigungsgas
vor seiner Druckbeaufschlagung durch die Reinigungsflüssigkeit
unter einem Ausgangsdruck, der gleich einem Umgebungsdruck ist.
Dies hat den Vorteil, dass das Reinigungsgas auch ohne weitere Hilfsmittel
in den Speicher eingebracht werden kann, beispielsweise indem eine Verbindung
zwischen dem Speichervolumen des Speichers und der Umgebung des
Speichers geschaffen wird. Im einfachsten Fall kann es also genügen,
das Speichervolumen mit der Umgebung des Speichers zu verbinden,
um zu erreichen, dass unter Umgebungsdruck stehende Luft in den
Speicher eingebracht wird, die mit Hilfe der Reinigungsflüssigkeit mit
Druck beaufschlagt werden kann.
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Es
kann vorteilhaft sein, dass das Reinigungsgas vor seiner Druckbeaufschlagung
durch die Reinigungsflüssigkeit unter einem Ausgangsdruck von
mindestens ungefähr 1 bar steht. Dies hat den Vorteil,
dass das Reinigungsgas, insbesondere Luft, direkt aus der Umgebung
des Speichers entnommen und in den Speicher eingebracht werden kann.
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Es
kann vorteilhaft sein, dass das Reinigungsgas vor seiner Druckbeaufschlagung
durch die Reinigungsflüssigkeit unter einem Ausgangsdruck von
mindestens ungefähr 2 bar steht. Die Erhöhung des
Ausgangsdrucks des Reinigungsgases hat den Vorteil, dass bei einem
vorgegebenen Speichervolumen ein größerer Volumenanteil
für das Reinigungsgas zur Verfügung steht als
bei niedrigeren Ausgangsdrücken.
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Vorteilhaft
ist es, wenn das Reinigungsgas vor seiner Druckbeaufschlagung durch
die Reinigungsflüssigkeit unter einem Ausgangsdruck von höchstens
ungefähr 10 bar steht. Hierdurch kann das Reinigungsgas
mit Hilfe einfacher Verdichter auf einen gegenüber einem
Umgebungsdruck erhöhten Ausgangsdruck gebracht werden,
ohne dass der Einsatz teurer Kompressoren erforderlich ist.
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In
vorteilhafter Weise wird das Reinigungsgas mittels einer Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung
bereitgestellt, die das Reinigungsgas mit einem Reinigungsgas-Versorgungsdruck
beaufschlägt. Dieser Reinigungsgas-Versorgungsdruck kann
im einfachsten Fall dem Umgebungsdruck entsprechen. Es ist jedoch
vorteilhaft, wenn die Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung eine
Verdichtung des Reinigungsgases ermöglicht, beispielsweise
um dieses ausgehend von einem Umgebungsdruck von beispielsweise
ungefähr 1 bar mit einem erhöhten Reinigungsgas-Versorgungsdruck
von beispielsweise mindestens ungefähr 2 bar bis zu beispielsweise
ungefähr 10 bar zu beaufschlagen. Dies ermöglicht
es, eine größere Menge Reinigungsgas in ein vorgegebenes
Speichervolumen einzubringen.
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In
vorteilhafter Weise wird die Einbringung des Reinigungsgases in
den Speicher mittels eines Sperreinrichtung gesteuert. Hierdurch
kann die in den Speicher einzubringende Reinigungsgasmenge besonders
gut eingestellt werden.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird das Reinigungsgas
mittels einer Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung bereitgestellt,
die das Reinigungsgas mit einem Reinigungsgas-Versorgungsdruck beaufschlägt,
und wird die Sperreinrichtung ausgehend von einem geschlossenen
Zustand geöffnet, bis das hierdurch in den Speicher eingebrachte
Reinigungsgas unter einem Ausgangsdruck steht, der gleich dem Reinigungsgas-Versorgungsdruck
ist, und wird anschließend die Sperreinrichtung geschlossen.
Die Sperreinrichtung kann also so lange geöffnet werden,
bis das Reinigungsgas, das in den Speicher eingebracht wurde, unter
demselben Druck steht, mit dem die Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung
unter Reinigungsgas-Versorgungsdruck stehendes Reinigungsgas bereitstellt.
Hierdurch kann der Ausgangsdruck des Reinigungsgases, also der Druck
des Reinigungsgases in dem Speicher vor der Druckbeaufschlagung
mit der Reinigungsflüssigkeit, exakt auf den Wert des Reinigungsgas-Versorgungsdrucks
eingestellt werden.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Reinigungsgas
mittels einer Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung bereitgestellt, die
das Reinigungsgas mit einem Reinigungsgas-Versorgungsdruck beaufschlägt,
und wird die Sperreinrichtung ausgehend von einem geschlossenen
Zustand nur so lange geöffnet, dass das hierdurch in den
Speicher eingebrachte Reinigungsgas unter einem Ausgangsdruck steht,
der kleiner ist als der Reinigungsgas-Versorgungsdruck, und wird dann
die Sperreinrichtung geschlossen. Hierdurch ist es möglich,
das Reinigungsgas in besonders kurzer Zeit in den Speicher einzubringen.
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Vorteilhaft
ist es, wenn die Reinigungsflüssigkeit vor Einbringung
in den Speicher auf einen den Ausgangsdruck des Reinigungsgases übersteigenden
Arbeitsdruck gebracht wird. Hierdurch kann die Druckbeaufschlagung
der Reinigungsflüssigkeit außerhalb des Speichers
erfolgen.
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Vorzugsweise
wird die Reinigungsflüssigkeit vor Einbringung in den Speicher
auf einen Arbeitsdruck von mindestens ungefähr 2 bar gebracht.
Hierdurch kann beispielsweise unter einem Ausgangsdruck von 1 bar
stehendes Reinigungsgas mit dem doppelten Druck beaufschlagt werden.
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Insbesondere
wird die Reinigungsflüssigkeit vor Einbringung in den Speicher
auf einen Arbeitsdruck von mindestens ungefähr 5 bar gebracht.
Hierdurch kann das Reinigungsgas mit einem entsprechenden Druck
beaufschlagt werden, so dass es mit einem Druck bereitgestellt werden
kann, der eine gute Reinigungswirkung ermöglicht.
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Vorzugsweise
wird die Reinigungsflüssigkeit vor Einbringung in den Speicher
auf einen Arbeitsdruck von höchstens ungefähr
80 bar gebracht. Diese Drücke können mit Hilfe
vergleichsweise einfacher Pumpen bereitgestellt werden.
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Insbesondere
wird die Reinigungsflüssigkeit vor Einbringung in den Speicher
auf einen Arbeitsdruck von höchstens ungefähr
40 bar gebracht. Hierdurch können noch weniger aufwändig
aufgebaute Pumpen eingesetzt werden.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsflüssigkeit mittels
einer Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung bereitgestellt
wird, welche die Reinigungsflüssigkeit mit einem Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck
beaufschlägt. Dies ermöglicht eine einfache Steuerung
des Arbeitsdrucks, mit dem die Reinigungsflüssigkeit das
Reinigungsgas mit Druck beaufschlägt.
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Vorzugsweise
wird die Einbringung von Reinigungsflüssigkeit in den Speicher
mittels einer Absperreinrichtung gesteuert. Dies ermöglicht
eine genaue Einstellung der Menge von Reinigungsflüssigkeit,
die in den Speicher eingebracht wird.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird die Reinigungsflüssigkeit
mittels einer Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung
bereitgestellt, welche die Reinigungsflüssigkeit mit einem Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck
beaufschlägt, und wird die Absperreinrichtung ausgehend von
einem geschlossenen Zustand geöffnet, bis die hierdurch
in den Speicher eingebrachte Reinigungsflüssigkeit das
Reinigungsgas mit dem Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck
der Reinigungsflüssigkeit beaufschlägt, und wird
anschließend die Absperreinrichtung geschlossen. In diesem
Fall kann die Reinigungsflüssigkeit in den Speicher eingebracht
werden, bis der Arbeitsdruck, mit dem die Reinigungsflüssigkeit
das Reinigungsgas beaufschlägt, dem Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck
entspricht. Dies ermöglicht eine einfache Einstellung des
Arbeitsdrucks, mit dem die Reinigungsflüssigkeit das Reinigungsgas
beaufschlägt.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Reinigungsflüssigkeit
mittels einer Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung
bereitgestellt, welche die Reinigungsflüssigkeit mit einem
Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck beaufschlägt,
und wird die Absperreinrichtung ausgehend von einem geschlossenen
Zustand nur so lange geöffnet, dass die hierdurch in den
Speicher eingebrachte Reinigungsflüssigkeit das Reinigungsgas
mit einem Arbeitsdruck beaufschlägt, der kleiner ist als der
Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck der Reinigungsflüssigkeit,
und wird dann die Absperreinrichtung geschlossen. Dies ermöglicht
eine besonders schnelle Einleitung der Reinigungsflüssigkeit
in den Speicher, womit eine besonders schnelle Druckbeaufschlagung
des Reinigungsgases einhergeht.
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Weiterhin
kann es vorteilhaft sein, dass die Reinigungsflüssigkeit
mittels einer Filtereinrichtung gefiltert wird. Hierdurch kann verhindert
werden, dass sich Feststoffe in dem Speicher ablagern.
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Günstig
ist es, wenn die Reinigungsflüssigkeit einem Vorratsbehälter
entnommen wird. Hierdurch kann die Reinigungsflüssigkeit
auch bei einem mehrfachen Durchlauf des erfindungsgemäßen
Verfahrens in genügend großen Mengen bereitgestellt werden.
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Es
kann vorteilhaft sein, dass unter Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck
stehende Reinigungsflüssigkeit in den Vorratsbehälter
zurückgeführt wird. Hierdurch wird erreicht, dass
auch bei Nichtgebrauch der Reinigungsflüssigkeit diese
unter Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck bereitgehalten werden
kann, um dann bei ihrem Gebrauch, also bei dem Einbringen der Reinigungsflüssigkeit
in den Speicher, ohne zeitliche Verzögerung zur Verfügung zu
stehen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner einer Verfahren zur Reinigung
eines Werkstücks, das die Bereitstellung eines Reinigungsmediums
durch ein vorstehend beschriebenes Verfahren zur Bereitstellung
eines Reinigungsmediums umfasst sowie die Zuführung des
Reinigungsgases aus dem Speicher zu dem Werkstück.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Reinigung eines
Werkstücks eignet sich insbesondere für spanend
bearbeitete Werkstücke. Diese können Bearbeitungsrückstände,
wie beispielsweise Metallspäne, Strahlmittel, Formsand
und Bearbeitungsflüssigkeiten aufweisen, die mit Hilfe
des Reinigungsgases von dem Werkstück entfernt werden können.
Besonders gut eignet sich das erfindungsgemäße
Verfahren zur Entfernung von Rückständen aus Hohlräumen
von Motorteilen, insbesondere von Zylinderköpfen.
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Durch
eine hohe Geschwindigkeit des Reinigungsgases aufgrund eines erhöhten
Reinigungsgas-Arbeitsdruckes entstehen am und im Werkstück starke
Verwirbelungen, die eine gute Schmutzablösewirkung mit
sich bringen.
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Das
erfindungsgemäße Reinigungsverfahren kann direkt
in einer Bearbeitungsstation, in welcher das zu reinigende Werkstück
bearbeitet worden ist oder bearbeitet werden soll, erfolgen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren zur Reinigung eines Werkstücks
eine Zuführung der Reinigungsflüssigkeit aus dem
Speicher zu dem Werkstück umfasst. Dies ermöglicht
es, das Werkstück sowohl mit Hilfe von Reinigungsgas als auch
mit Hilfe von Reinigungsflüssigkeit reinigen zu können.
Hierdurch kann eine besonders gute Reinigungswirkung erzielt werden.
Hierfür ist es im Unterschied zum Stand der Technik nicht
erforderlich, voneinander separate Systeme für Reinigungsgas
und für Reinigungsflüssigkeit bereitzustellen.
Vielmehr kann einem gemeinsamen Speicher sowohl Reinigungsgas als
auch Reinigungsflüssigkeit entnommen werden. Hierdurch
wird bei einem nur sehr geringen gerätetechnischen Aufwand
eine kombinierte Anwendung von Reinigungsgas und von Reinigungsflüssigkeit
an demselben Werkstück ermöglicht.
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Vorzugsweise
werden das Reinigungsgas und die Reinigungsflüssigkeit
nacheinander aus dem Speicher zu dem Werkstück geführt.
Hierdurch kann eine gegebenenfalls unerwünschte Vermischung
des Reinigungsgases mit der Reinigungsflüssigkeit und eine
vorzeitige Reduktion des Arbeitsdruckes des Reinigungsgases vermieden
werden.
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Vorzugsweise
wird zuerst das Reinigungsgas und dann die Reinigungsflüssigkeit
aus dem Speicher zu dem Werkstück geführt. Dies
hat den Vorteil, dass zunächst mit Hilfe des Reinigungsgases Verunreinigungen
von dem Werkstück abgelöst und dann die von dem
Werkstück abgelösten Verunreinigungen mit Hilfe
der Reinigungsflüssigkeit abgespült oder abgespritzt
werden können. Hierdurch kann eine besonders gute Reinigungswirkung
erzielt werden.
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Vorzugsweise
wird die Zuführung von Reinigungsgas und/oder Reinigungsflüssigkeit
aus dem Speicher zu dem Werkstück mittels einer Durchfluss-Steuereinrichtung
gesteuert. Dies ermöglicht eine einfache Einstellung des
Volumenstroms des Reinigungsgases und/oder der Reinigungsflüssigkeit.
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Es
kann vorteilhaft sein, die Durchfluss-Steuereinrichtung ausgehend
von einem geschlossenen Zustand für eine Zuführung
des Reinigungsgases aus dem Speicher zu dem Werkstück schlagartig
zu öffnen. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Übergang
von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand, vorzugsweise
in den vollständig geöffneten Zustand, innerhalb
eines Zeitraums von höchstens ungefähr 2 Sekunden,
vorzugsweise von höchstens ungefähr 0,5 Sekunden
erfolgt. Hierdurch wird erreicht, dass das mit Druck beaufschlagte
Reinigungsgas dem Werkstück mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit
zugeführt werden kann.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung können das
Reinigungsgas und/oder die Reinigungsflüssigkeit dem Werkstück
mit einem zumindest annähernd zeitlich konstanten Volumenstrom
zugeführt werden. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige
Reinigungswirkung erzielt werden.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung können das
Reinigungsgas und/oder die Reinigungsflüssigkeit dem Werkstück
mit einem pulsierenden Volumenstrom zugeführt werden. Hierbei
variiert die Menge des zugeführten Reinigungsgases und/oder der
zugeführten Reinigungsflüssigkeit zwischen verschiedenen
Volumenstromwerten. Diese Variation kann mit einer vorgegebenen
Frequenz erfolgen. Der pulsierende Volumenstrom kann die Reinigungswirkung
gegebenenfalls weiter erhöhen.
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Vorzugsweise
wird während der Zuführung von Reinigungsgas und/oder
Reinigungsflüssigkeit aus dem Speicher zu dem Werkstück
mit einem Druck beaufschlagte Reinigungsflüssigkeit in
den Speicher eingebracht. Dies hat den Vorteil, dass der Druck,
mit dem das Reinigungsgas und/oder die Reinigungsflüssigkeit
in dem Speicher beaufschlagt ist, aufrechterhalten werden kann.
Hierdurch kann eine konstante Reinigungswirkung sichergestellt werden.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das
Reinigungsgas vor oder während der Zuführung von
Reinigungsflüssigkeit zu dem Werkstück vollständig
oder im wesentlichen vollständig aus dem Speicher verdrängt
wird. Hierdurch wird die Verwendung der gesamten in dem Speicher
zur Verfügung stehenden Reinigungsgasmenge ermöglicht.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung
eines Werkstücks, mit einem Speicher zur Speicherung eines
Reinigungsmediums und mit einer Zuführeinrichtung für
die Zuführung des Reinigungsmediums aus dem Speicher zu dem
Werkstück.
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Der
Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung
zu schaffen, mit der eine effiziente Bereitstellung eines Reinigungsmediums
ermöglicht ist. Diese Aufgabe wird bei einer Reinigungsvorrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 37 erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass der Speicher mit einer Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung
zur Einbringung eines Reinigungsgases, insbesondere Luft, in den
Speicher verbunden ist und dass für eine Druckbeaufschlagung
des Reinigungsgases der Speicher mit einer Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung zur
Einbringung von mit Druck beaufschlagter Reinigungsflüssigkeit
in den Speicher verbunden ist.
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Besondere
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 38 bis
61, deren Vorteile zum Teil bereits vorstehend im Zusammenhang mit den
besonderen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Verfahren erläutert worden sind. Daher wird im folgenden
nur noch auf jene Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Reinigungsvorrichtung eingegangen, deren Vorteile nicht bereits
vorstehend erläutert wurden.
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Es
kann vorteilhaft sein, wenn die Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung
eine Entlüftungseinrichtung umfasst, die mit der Umgebung
der Reinigungsvorrichtung kommuniziert. Dies hat den Vorteil, dass
die Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung zumindest abschnittsweise
entlüftet und auf den Druck der Umgebung der Reinigungsvorrichtung
gebracht werden kann. Dies kann beispielsweise für Wartungszwecke
vorteilhaft sein.
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In
vorteilhafter Weise umfasst die Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung
eine Reinigungsgaszuleitung zur Verbindung der Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung
mit dem Speicher. Dies ermöglicht es, Reinigungsgas von
einer räumlich entfernten Reinigungsgasquelle dem Speicher
zuzuführen.
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In
vorteilhafter Weise mündet die Reinigungsgaszuleitung an
oder in einem in Gebrauchslage des Speichers oberen Bereich. Dies
hat den Vorteil, dass das Reinigungsgas direkt einem oberen Bereich
des Speichers zugeleitet werden kann. Hierdurch kann eine gegebenenfalls
unerwünschte Durchmischung mit der Reinigungsflüssigkeit
vermieden werden. Diese Durchmischung kann insbesondere vermieden
werden, wenn die Reinigungsgaszuleitung an oder in einem in Gebrauchslage
des Speichers obersten Bereich des Speichers mündet.
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Vorzugsweise
umfasst die Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung
eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung zur Druckbeaufschlagung der Reinigungsflüssigkeit.
Dies hat den Vorteil, dass sowohl die Förderung der Reinigungsflüssigkeit
in den Speicher als auch die Druckbeaufschlagung mit Hilfe der Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung erfolgen
kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Druckbeaufschlagungsvorrichtung eine
Pumpe umfasst. Diese kann für gewünschte Mengen
und gewünschte Reinigungsflüssigkeit-Versorgungsdrücke
entsprechend ausgelegt und angesteuert werden.
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Es
kann vorteilhaft sein, wenn die Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung
eine Umschalteinrichtung umfasst, welche die Reinigungsflüssigkeit wahlweise
dem Speicher oder dem Vorratsbehälter zuleitet. Dies hat
den Vorteil, dass eine gegebenenfalls vorgesehene Pumpe im Dauerbetrieb
betrieben werden kann. Bei Nichtgebrauch kann die Reinigungsflüssigkeit
dem Vorratsbehälter zugeleitet werden. Bei Bedarf steht
die unter dem Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck stehende
Reinigungsflüssigkeit ohne zeitliche Verzögerung
für ein Einbringen in den Speicher zur Verfügung.
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In
vorteilhafter Weise umfasst die Reinigungsvorrichtung eine Ablaufeinrichtung,
die eine Schließstellung einnehmen kann und eine Öffnungsstellung,
in der die Ablaufeinrichtung Reinigungsflüssigkeit und/oder
Reinigungsgas aus dem Speicher ableitet. Die Ablaufeinrichtung hat
den Vorteil, dass der Speicher entleert werden kann, ohne dass hierfür die
Zuführeinrichtung der Reinigungsvorrichtung verwendet werden
muss.
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Vorzugsweise
umfasst die Ablaufeinrichtung eine Ablaufleitung. Dies ermöglicht
es, Reinigungsgas und/oder Reinigungsflüssigkeit von dem
Speicher wegzuleiten.
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Vorzugsweise
ist die Ablaufleitung von einem in Gebrauchslage unteren Bereich
des Speichers gespeist, so dass eine möglichst große
Menge von Reinigungsgas und/oder Reinigungsflüssigkeit abgeleitet
werden kann.
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Vorzugsweise
ist die Ablaufleitung von einem in Gebrauchslage untersten Bereich
des Speichers gespeist, so dass der Speicher vollständig
entleert werden kann.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Ablaufleitung an oder in dem Vorratsbehälter
der Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung mündet. Hierdurch kann
in den Speicher eingebrachte Reinigungsflüssigkeit wieder
dem Vorratsbehälter zugeführt und von dort erneut
in den Speicher eingebracht werden.
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Es
kann vorteilhaft sein, dass die Zuführeinrichtung eine
Vorrichtung zur Erzeugung eines pulsierenden Volumenstroms von Reinigungsgas und/oder
Reinigungsflüssigkeit umfasst. Eine solche Vorrichtung
ist in der
WO 03/036144
A1 beschrieben, auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird.
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Vorzugsweise
umfasst die Zuführeinrichtung eine Ausbringungseinrichtung,
die das Reinigungsgas und/oder die Reinigungsflüssigkeit
in Richtung auf das Werkstück ausbringt. Die Ausbringungseinrichtung
ermöglicht es, die lokale Verteilung, mit der das Reinigungsgas
und/oder die Reinigungsflüssigkeit auf das Werkstück
geleitet oder in das Werkstück eingeleitet wird, zu beeinflussen.
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Vorzugsweise
umfasst die Ausbringungseinrichtung mindestens eine Düseneinheit,
so dass das Reinigungsmedium fein verteilt auf das Werkstück ausgebracht
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Reinigungsvorrichtung
nach einem der Ansprüche 37 bis 61 zur Durchführung
eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 36.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Reinigungsvorrichtung zur Reinigung
eines Werkstücks, wobei die Reinigungsvorrichtung einen
Speicher umfasst, der in einer ersten Phase eines Reinigungsverfahrens
mit einem Reinigungsgas gefüllt ist;
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2 die
Reinigungsvorrichtung gemäß 1 in
einer zweiten Phase des Reinigungsverfahrens, in welcher Reinigungsflüssigkeit
in den Speicher eingebracht wird;
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3 die
Reinigungsvorrichtung gemäß 1 in
einer dritten Phase des Reinigungsverfahrens, in welcher Reinigungsgas
aus dem Speicher einem Werkstück zugeführt wird;
und
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4 die
Reinigungsvorrichtung gemäß 1 in
einer vierten Phase des Reinigungsverfahrens, in welcher Reinigungsflüssigkeit
aus dem Speicher dem Werkstück zugeführt wird.
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Eine
in den 1 bis 4 dargestellte und als Ganzes
mit 2 bezeichnete Reinigungsvorrichtung dient zur Reinigung
eines Werkstücks 4, beispielsweise eines Zylinderkopfes
oder eines Kurbelgehäuses. Die Reinigungsvorrichtung 2 umfasst
einen Speicher 6, in den mit Hilfe einer Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung 8 Reinigungsgas
eingebracht werden kann. Die Reinigungsvorrichtung umfasst ferner
eine Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung 10,
mittels welcher Reinigungsflüssigkeit in den Speicher 6 eingebracht
werden kann. Die Reinigungsvorrichtung 2 umfasst ferner
eine Zuführeinrichtung 12 für die Zuführung
von Reinigungsgas und/oder Reinigungsflüssigkeit von dem
Speicher 6 zu dem Werkstück 4.
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Die
Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung 8 umfasst einen Verdichter 16,
der Reinigungsgas, insbesondere Luft, verdichtet und mit einem Reinigungsgas-Versorgungsdruck
beaufschlägt. Die Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung 8 umfasst
ferner eine Reinigungsgaszuleitung 18, die das Reinigungsgas
von dem Verdichter 16 zu dem Speicher 6 leitet. Die
Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung 8 umfasst ferner eine
Druckmesseinrichtung 20, mit welcher der Reinigungsgas-Versorgungsdruck
erfasst werden kann. Die Druckmesseinrichtung 20 ist in Strömungsrichtung
des Reinigungsgases gesehen stromabwärts des Verdichters 16 angeordnet.
Stromabwärts der Druckmesseinrichtung 20 ist eine
Sperreinrichtung 22 vorgesehen, die als Sperrventil 24 ausgebildet
ist. Stromabwärts der Sperreinrichtung 22 ist
eine Entlüftungseinrichtung 26 vorgesehen, die ein
Entlüftungsventil 28 umfasst, über welches
die Reinigungsgaszuleitung 18 mit einer Umgebung 30 der
Reinigungsvorrichtung 2 kommunizieren kann. Die Reinigungsgaszuleitung 18 mündet
an einem obersten Bereich 32 des Speichers 6,
der ein Speichervolumen 34 enthält.
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Die
Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung 10 umfasst
einen Vorratsbehälter 36 zur Bevorratung von Reinigungsflüssigkeit 38.
Der Vorratsbehälter 36 speist eine Reinigungsflüssigkeitszuleitung 40, über
die Reinigungsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 36 einer
Druckbeaufschlagungsvorrichtung 42 zugeführt werden
kann. Die Druckbeaufschlagungsvorrichtung 42 ist in Form
einer Pumpe 44 ausgebildet. Die Pumpe 44 hat sowohl
eine Förderfunktion, um Reinigungsflüssigkeit 38 aus
dem Vorratsbehälter 36 in den Speicher 6 zu
fördern, als auch eine Druckbeaufschlagungsfunktion, um
die Reinigungsflüssigkeit 38 mit einem Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck
zu beaufschlagen.
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Über
die Reinigungsgaszuleitung 40 wird die Reinigungsflüssigkeit 38 von
der Pumpe 44 zu einer Filtereinrichtung 46 geleitet,
die als Filter 48 ausgebildet ist. Stromabwärts
des Filters 48 zweigt an einer Abzweigung 50 eine
Rückleitung 52 ab, die in den Vorratsbehälter 36 mündet.
Die Rückleitung 52 kann mit Hilfe eines ersten
Umschaltventils 54 geöffnet oder gesperrt werden.
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Stromabwärts
der Abzweigung 50 ist außerdem ein zweites Umschaltventil 56 vorgesehen.
Das erste Umschaltventil 54 und das zweite Umschaltventil 56 bilden
gemeinsam eine Umschalteinrichtung 58. Stromabwärts
des zweiten Umschaltventils 56 führt die Reinigungsflüssigkeitszuleitung 40 zu
einer Absperreinrichtung 60. Diese ist in Form eines Absperrventils 62 ausgebildet.
Stromabwärts des Absperrventils 62 mündet
die Reinigungsflüssigkeitszuleitung 40 an einem
unteren Bereich 64 des Speichers 6.
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Die
Zuführeinrichtung 12 umfasst eine Zuführleitung 66,
die von einem oberen Bereich 68 des Speichers 6 gespeist
ist. Die Zuführeinrichtung 12 umfasst ferner eine
Durchfluss-Steuereinrichtung 70, die als Durchfluss-Steuerventil 72 ausgebildet
ist. Die Zuführleitung 66 mündet an einer
Ausbringungseinrichtung 74, die eine Düseneinheit 76 umfasst.
Mit der Düseneinheit 76 kann Reinigungsgas und/oder Reinigungsflüssigkeit 38 in
Richtung auf das Werkstück 4 ausgebracht werden.
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Die
Ablaufeinrichtung 14 umfasst eine Ablaufleitung 78,
die von einem untersten Bereich 80 des Speichers 6 gespeist
ist. Die Ablaufeinrichtung 14 umfasst ferner ein Ventil 82,
so dass die Ablaufeinrichtung 14 eine Schließstellung
einnehmen kann und eine Öffnungsstellung, in der die Ablaufeinrichtung 14 Reinigungsflüssigkeit 38 und/oder
Reinigungsgas aus dem Speicher 6 ableiten kann. Die Ablaufleitung 78 mündet
an oder in dem Vorratsbehälter 36.
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In
dem in 1 dargestellten Zustand der Reinigungsvorrichtung 2 ist
das Sperrventil 24 der Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung 8 geschlossen,
so dass Reinigungsgas nicht in den Speicher 6 gelangen
kann. Das Entlüftungsventil 28 der Entlüftungseinrichtung 26 ist
geöffnet, so dass die Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung 8 stromabwärts des
Sperrventils 24 und der Speicher 6 drucklos sind.
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Das
erste Umschaltventil 54 der Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung 10 ist
geöffnet, während das zweite Umschaltventil 56 geschlossen ist.
Hierdurch kann die Pumpe 44 Reinigungsflüssigkeit 38 aus
dem Vorratsbehälter 36 ansaugen und mit einem
Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck beaufschlagen.
Die mit Druck beaufschlagte Reinigungsflüssigkeit wird
mit Hilfe des Filters 48 gefiltert und über die
Rückleitung 52 wieder zurück in den Vorratsbehälter 36 geleitet,
so dass ein Umwälzkreislauf für die Reinigungsflüssigkeit
durch die Filtereinrichtung 46 gebildet ist.
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Das
Absperrventil 62 der Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung 10 und
das Durchfluss-Steuerventil 72 der Zuführeinrichtung 12 sind geschlossen.
Das Ventil 82 der Ablaufeinrichtung 14 ist geöffnet.
Der Speicher 6 ist vollständig entleert.
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Ausgehend
von dem unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen
Zustand der Reinigungsvorrichtung 2 kann der Speicher 6 mit
einem Reinigungsmedium befüllt werden. Dies wird im folgenden unter
Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Um
ein Reinigungsgas 84 in den Speicher 6 einzubringen,
wird zunächst das Ventil 82 der Ablaufeinrichtung 14 geschlossen.
Anschließend wird das Entlüftungsventil 28 der
Reinigungsgas-Versorgungseinrichtung 8 geschlossen und
das Sperrventil 24 geöffnet. Hierdurch strömt
Reinigungsgas 84 von dem Verdichter 16 über
die Reinigungsgaszuleitung 18 in den Speicher 6.
Das Reinigungsgas 84 steht dann in dem Speicher 6 unter
einem Ausgangsdruck.
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Das
Reinigungsgas 84 kann in dem Speicher 6 auch unter
einem Ausgangsdruck stehen, der dem Druck in der Umgebung 30 entspricht.
In diesem Fall ist es nicht erforderlich, das Reinigungsgas 84 mit Hilfe
des Verdichters 16 zu verdichten.
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Nachdem
das Reinigungsgas 84 in den Speicher 6 eingeleitet
wurde, wird das Sperrventil 24 geschlossen. Anschließend
wird die Umschalteinrichtung 58 der Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung 10 so
angesteuert, dass das erste Umschaltventil 54 geschlossen
und das zweite Umschaltventil 56 geöffnet wird.
Dies bewirkt, dass die Pumpe 44 nun Reinigungsflüssigkeit 38 nicht
mehr über die Rückleitung 52 in den Vorratsbehälter 36 leitet,
sondern über die Reinigungsflüssigkeitszuleitung 40 zu dem
Absperrventil 62. Wenn dieses nun ausgehend von seinem
geschlossenen Zustand geöffnet wird, strömt die
Reinigungsflüssigkeit in den Speicher 6, so dass
das in dem Speicher 6 bereits enthaltene Reinigungsgas 84 ausgehend
von seinem Ausgangsdruck mit Hilfe der Reinigungsflüssigkeit 38 mit
Druck beaufschlagt wird. Der Druck, mit dem die Reinigungsflüssigkeit 38 das
Reinigungsgas 84 beaufschlägt, wird im folgenden
als Arbeitsdruck bezeichnet.
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Der
Speicher 6 ist in dieser Phase bis auf das Absperrventil 62 dicht
verschlossen.
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Wenn
das Absperrventil 62 lange genug geöffnet bleibt,
kann die Reinigungsflüssigkeit 38 so lange in
den Speicher 6 eingebracht werden, bis die Reinigungsflüssigkeit 38 und
das Reinigungsgas 84 in dem Speicher 6 unter einem
Druck stehen, der dem Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck
entspricht, der durch die Pumpe 44 vorgegeben ist. In diesem
Zustand beaufschlägt die Reinigungsflüssigkeit 38 das
Reinigungsgas 84 mit einem Arbeitsdruck, der gleich dem
Reinigungsflüssigkeits-Versorgungsdruck ist.
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Ausgehend
von dem unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen
Zustand der Reinigungsvorrichtung 2 wird nun für
eine Reinigung des Werkstücks 4 das Durchfluss-Steuerventil 72 vorzugsweise
schlagartig, also in einer möglichst kurzen Zeit, geöffnet,
so dass das Reinigungsgas 84 über die Zuführleitung 66 der
Ausbringungseinrichtung 74 zugeführt und mit Hilfe
der Düseneinheit 76 auf das Werkstück 4 geblasen
wird (siehe 3). Hierdurch werden (nicht
dargestellte) Verunreinigungen von den Oberflächen und/oder
aus den Innenräumen des Werkstücks 4 abgelöst.
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Während
der Zuführung von Reinigungsgas 84 aus dem Speicher 6 zu
dem Werkstück 4 ist es vorteilhaft, wenn die Reinigungsflüssigkeits-Versorgungseinrichtung 10 fortwährend
Reinigungsflüssigkeit 38 in den Speicher 6 einbringt.
Hierdurch kann das Reinigungsgas 84 vollständig
aus dem Speicher 6 verdrängt werden, bis dieser
vollständig mit Reinigungsflüssigkeit 38 gefüllt
ist (4). Wenn das Durchfluss-Steuerventil 72 geöffnet
bleibt, wird ab diesem Zeitpunkt Reinigungsflüssigkeit 38 in
Richtung auf das Werkstück 4 geleitet, so dass
diese die zuvor mit Hilfe des Reinigungsgases von den Oberflächen
und/oder aus den Innenräumen des Werkstücks 4 gelösten
Verunreinigungen von dem Werkstück abspülen oder
abspritzen oder aus dem Werkstück ausspülen kann.
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In
4 ist
in gebrochenen Linien eine Vorrichtung
86 angedeutet, die
bei einer Variante der beschriebenen Reinigungsvorrichtung
2 als
Teil der Zuführeinrichtung
12 beispielsweise entlang
der Zuführleitung
66 zwischen dem Speicher
6 und
dem Durchfluss-Steuerventil
72 vorgesehen sein kann. Die
Vorrichtung
86 ist als Pulsventil ausgebildet und dient dazu,
einen pulsierenden Volumenstrom von Reinigungsgas
84 und/oder
Reinigungsflüssigkeit
38 zu erzeugen. Eine solche
Vorrichtung ist in der
WO 03/036144
A1 derselben Anmelderin beschrieben, auf deren Offenbarung
hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise einer solchen Vorrichtung
hiermit Bezug genommen wird. Mit Hilfe der Vorrichtung
86 kann
während der Zuführung von Reinigungsgas
84 auf
das Werkstück
4 (
3) und/oder
während der Zuführung von Reinigungsflüssigkeit
38 auf
das Werkstück
4 (
4) der Volumenstrom
des Reinigungsgases und/oder der Reinigungsflüssigkeit
so beeinflusst werden, dass dieser zwischen niedrigeren und höheren
Volumenströmen variiert. Hierdurch kann die Reinigungswirkung
der Reinigungsvorrichtung
2 weiter erhöht werden.
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Um
die Reinigungsvorrichtung 2 nach Abschluss der Reinigung
des Werkstücks 4 wieder zurück in die
unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Grundstellung
zu bringen, wird das Absperrventil 62 geschlossen, so dass
ein weiteres Einbringen von Reinigungsflüssigkeit 38 in
den Speicher 6 verhindert wird. Ferner wird das zweite
Umschaltventil 56 geschlossen und das erste Umschaltventil 54 geöffnet, so
dass die Pumpe 44 Reinigungsflüssigkeit 38 in den
Vorratsbehälter 36 fördert. Ferner wird
das Durchfluss-Steuerventil 72 der Zuführeinrichtung 12 geschlossen,
um ein unbeabsichtigtes Ausbringen von Reinigungsflüssigkeit 38 durch
die Ausbringungseinrichtung 74 zu vermeiden.
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Um
den Speicher 6 zu entleeren, wird das Ventil 82 geöffnet,
so dass Reinigungsflüssigkeit 38 aus dem Speicher 6 über
die Ablaufleitung 78 in den Vorratsbehälter 36 geleitet
wird. Um die Entstehung eines Unterdrucks im oberen Bereich 68 des
Speichers 6 zu vermeiden, ist es günstig, während
der Entleerung des Speichers 6 das Entlüftungsventil 28 zu öffnen.
Das Sperrventil 24 kann dabei geschlossen bleiben. Es ist
alternativ oder ergänzend hierzu auch möglich,
das Sperrventil 24 in dieser Phase zu öffnen,
um die Entleerung des Speichers 6 und das Ableiten von
Reinigungsflüssigkeit 38 mit Hilfe des Reinigungsgases 84 zu
unterstützen oder zu beschleunigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 03/036144
A1 [0059, 0087]