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Die
Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung zum Reinigen und/oder
Trocknen von Werkstücken, mit einem Werkstückträger
zur Aufnahme wenigstens eines Werkstücks, der eine Werkstückachse
aufweist, einer Düsenvorrichtung, die wenigstens eine Düse
zum Versprühen eines Behandlungsmediums aufweist und die
relativ zu dem Werkstückträger beweglich gelagert
ist, um das Behandlungsmedium in einer Sprührichtung auf
das Werkstück zu richten.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen und/oder zum Trocknen
von Werkstücken.
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Eine
derartige Behandlungsvorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen
und/oder zum Trocknen von Werkstücken ist aus
US 5,167, 720 bekannt.
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Derartige
Behandlungsvorrichtungen dienen dazu, Werkstücke mit einem
Behandlungsmedium, vorzugsweise einem flüssigen Reinigungsmittel
oder einem Gas oder Gasgemisch von anhaftenden Substanzen jeglicher
Art zu befreien.
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Üblicherweise
werden die zu reinigenden Werkstücke auf einem Werkstückträger
befestigt und mit einem durch eine oder mehrere Düsen abgesonderten
Behandlungsmedium besprüht. Dabei sind die Werkstückträger
und die Düsen üblicherweise relativ zueinander
beweglich gelagert. Die Relativbewegung kann eine rotierende Relativbewegung
oder eine geradlinige Relativbewegung oder eine Kombination dieser
Bewegungen sein. Die Relativbewegung dient dazu, viele Bereiche
des Werkstücks mit dem Behandlungsmedium direkt zu besprühen,
um ein besonders gutes Reinigungsergebnis zu erzielen.
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Bei
der aus
US 5,167,720 bekannten
Vorrichtung und dem Verfahren zum Behandeln von Maschinenteilen
ist ein Werkstück auf einem drehbaren und verkippbaren
Werkstückträger angeordnet, das von einer Düse
besprüht wird, die in drei Raumrichtungen verschiebbar
und um eine Achse verkippbar gelagert ist. Durch diese große
Anzahl an Freiheitsgraden des Werkstückträgers
und der Düse sind bei dieser Vorrichtung nahezu alle Abschnitte
des zu reinigenden Werkstücks von dem Behandlungsmedium direkt
besprühbar. Auch lassen sich dadurch alle denkbaren Abstände
und Winkel der Düse relativ zu dem zu reinigenden Werkstück
realisieren.
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Nachteilig
an dieser Vorrichtung ist es, dass die große Anzahl an
Freiheitsgraden eine aufwändige Steuerelektronik und individuelle
Steuerprogramme erfordert, um unterschiedliche Werkstücke
optimal zu behandeln. Weiterhin ist es nachteilig, dass die einzelne
Düse nur kleine Abschnitte pro Zeiteinheit besprühen
und somit nur einen geringen Durchsatz erzielen kann. Für
eine Massenproduktion von großen Werkstücken oder
Schüttgut ist diese Vorrichtung eher nachteilig.
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Aus
EP 1 640 077 A2 ist
eine Behandlungsvorrichtung und ein Verfahren zur reinigenden oder trocknenden
Behandlung von Werkstücken bekannt, bei dem eine Reihe
von Düsen um das zu behandelnde Werkstück rotiert.
Dabei werden die Düsen und das Werkstück relativ
zueinander um eine gemeinsame Rotationsachse bewegt. In dieser koaxialen
Relativbewegung lassen sich das Werkstück und die Düsen
in einer linearen Bewegung in Richtung der Rotationsachse, in einer
linearen Bewegung in Richtung senkrecht zu der Rotationsachse, in
einer Schwenkbewegung um eine Achse senkrecht zu der Rotationsachse
und in einer Schwenkbewegung parallel zu der Rotationsachse relativ
zueinander bewegen.
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Nachteilig
bei dieser Vorrichtung ist es, dass die Düsen um die zu
behandelnden Werkstücke immer in einer Kreisbahn herumgeführt
werden. Dadurch variiert der Abstand zwischen den Düsen
und dem Werkstück bei der Behandlung, da die Werkstücke üblicherweise
keine runde Grundfläche haben. Da der Abstand des zu behandelnden
Werkstückes zu den Düsen einen signifikanten Einfluss
auf die Effizienz der Behandlung hat, werden einige Abschnitte des
Werkstückes weniger intensiv behandelt als andere, wodurch
eine inhomogene Reinigung der Werkstücke erzielt wird.
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Dadurch,
dass das Werkstück nicht immer in optimalem Abstand zu
den Düsen bewegt wird, können durch hervorstehende
Werkstückteile oder Halterungen des Werkstückträgers
gewisse Abschnitte des Werkstücks abgedeckt bzw. abgeschattet
werden, so dass an diesen Stellen die Reinigung nicht optimal ausgeführt
wird.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache
Behandlungsvorrichtung zum Reinigen oder zum Trocknen von Werkstücken bereitzustellen,
bei der Abschattungseffekte reduziert sind.
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Ferner
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein schnelles Reinigungsverfahren
bereitzustellen, bei dem eine Schattenwirkung reduziert ist.
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Diese
Aufgabe wird bei der eingangs genannten Behandlungsvorrichtung dadurch
gelöst, dass die Düsenvorrichtung mittels mindestens
eines Hebelarms beweglich gelagert ist, der um eine zur Werkstückachse
parallel versetzte Drehachse drehbar gelagert ist.
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Ferner
wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Reinigen
oder zum Trocknen von Werkstücken, wobei ein Werkstück
an einem Werkstückträger angeordnet wird, eine
Düsenvorrichtung mittels mindestens eines Hebelarms, der
um eine parallel zur Werkstückachse versetzte Drehachse
drehbar gelagert ist, relativ zu dem Werkstück bewegt wird
und ein Behandlungsmedium in einer Sprühvorrichtung auf
das Werkstück gesprüht wird.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass die Düsenvorrichtung relativ
zu einer Werkstückoberfläche des Werkstücks
in einem beliebigen Abstand geführt werden kann und somit
eine optimale Reinigungswirkung ohne Abschattungen erzielt wird.
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Der
Werkstückträger kann zur Aufnahme eines Werkstücks
oder einiger Werkstücke, wie auch zur Aufnahme von Schüttgut
ausgebildet sein. Alle folgenden Bezugnahmen auf ein Werkstück
oder einen Werkstückträger beziehen sich auf alle
diese Alternativen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird somit vollständig gelöst.
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Bevorzugt
ist es, wenn der werkstückträger um die Werkstückachse
drehbar gelagert ist.
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Dadurch
kann das Werkstück von allen Seiten mit dem Behandlungsmedium
besprüht werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Düsenvorrichtung relativ zu dem Hebelarm drehbar gelagert.
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Dadurch
kann die Sprührichtung in einem optimalen Winkel auf die
Werkstückoberfläche gerichtet werden.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, wenn die Düsenvorrichtung relativ zu
dem Hebelarm um eine parallel zu der Drehachse angeordnete Längsachse
drehbar gelagert ist.
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Dadurch
kann die Sprührichtung relativ zu dem Werkstück
oder dem Werkstückträger geändert werden,
ohne dass gleichzeitig der Abstand zu dem Werkstück verändert
wird, oder aber konstant gehalten werden, während der Hebelarm
verschwenkt wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist die Düsenvorrichtung
eine Mehrzahl von Düsen auf, die über die Länge
der Düsenvorrichtung verteilt angeordnet sind.
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Dadurch
lassen sich größere Werkstücke in sehr
kurzer Zeit mit dem Behandlungsmedium behandeln, da das Behandlungsmedium
auf mehrere Abschnitte des Werkstücks gleichzeitig versprüht werden
kann.
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In
einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform bilden die
Düsen an der Düsenvorrichtung wenigstens eine
geradlinige, parallel zu der Längsachse verlaufende Reihe.
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Folglich
kann durch Drehen der Düsenvorrichtung die Sprührichtung
aller Düsen einheitlich verändert werden, weil
die Sprührichtungen der jeweiligen Düsen gleich
sind.
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Besonders
bevorzugt ist es, die Düsenvorrichtung relativ zu dem mit
dem Werkstückträger drehenden Werkstück
so zu bewegen, dass die Sprührichtung mit einer der Düsenvorrichtung
zugewandten Oberfläche des Werkstücks einen konstanten Winkel
bildet.
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Dadurch
wird das Behandlungsmedium unabhängig von der Oberflächenstruktur
des Werkstücks immer in einem optimalen Winkel auf die Oberfläche
des Werkstücks gesprüht.
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In
einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die
Behandlungsvorrichtung dazu ausgelegt, dass die Düsenvorrichtung
relativ zu dem sich drehenden Werkstückträger
so bewegt wird, dass die Sprührichtung mit einer der Düsenvorrichtung
zugewandten Seite des Werkstückträgers einen konstanten
Winkel bildet.
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Dadurch
können Abschattungseffekte des Werkstückträgers
ausgeschlossen werden, da das Behandlungsmedium immer in einem optimalen
Winkel auf die Oberfläche des Werkstücks gesprüht
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Behandlungsvorrichtung
dazu ausgelegt, die Düsenvorrichtung relativ zu dem Hebelarm
so zu bewegen, dass die Sprührichtung relativ zu der Drehachse
des Hebelarms bzw. unabhängig von dem Drehwinkel des Hebelarms
konstant ist.
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Ein
besonderer Vorteil daran ist es, dass sich dadurch bei einer Bewegung
des Hebelarms die Sprührichtung nicht ändert.
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In
einer besonderen Ausführungsform ist die Behandlungsvorrichtung
dazu ausgelegt, die Düsenvorrichtung relativ zu dem sich
drehenden Werkstückträger so zu bewegen, dass
die Düsen relativ zu dem Werkstückträger
in einem konstanten Abstand angeordnet sind.
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Dadurch
lässt sich die Bewegung des Hebelarms einfach und universell
realisieren, da die Abmessungen des Werkstückträgers üblicherweise
bei unterschiedlichen Werkstücken identisch sind.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Behandlungsvorrichtung
dazu ausgelegt, die Düsenvorrichtung relativ zu dem mit
dem Werkstückträger drehenden Werkstück
so zu bewegen, dass die Düsen relativ zu dem Werkstück
in einem konstanten Abstand angeordnet sind.
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Dadurch
wird das Behandlungsmedium immer in einem optimalen Abstand auf
die Oberfläche des Werkstücks gesprüht,
wodurch eine optimale Behandlung des Werkstücks erreicht
wird.
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In
einer besonderen Ausführungsform ist die Düsenvorrichtung
in ihrer Länge variabel ausgebildet.
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Dadurch
kann die Behandlungsvorrichtung Werkstücke unterschiedlicher
Länge behandeln.
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In
einer besonderen Ausführungsform weist die Düsenvorrichtung
ein Rohr auf.
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Dadurch
kann die Düsenvorrichtung besonders einfach und kostengünstig
realisiert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der
Werkstückträger um die Werkstückachse
gedreht.
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Dadurch
kann das Werkstück von verschiedenen Seiten mit dem Behandlungsmedium
besprüht werden.
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In
einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die
Düsenvorrichtung relativ zu dem Werkstückträger
derart bewegt, dass die Düsenvorrichtung relativ zu der
Oberfläche des rotierenden Werkstücks in konstantem
Abstand gehalten wird.
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Dadurch
wird das Behandlungsmedium immer in einem optimalen Abstand auf
die Oberfläche des rotierenden Werkstücks gesprüht,
wodurch eine optimale Behandlung erzielt wird.
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In
einer weiteren besonderen Ausführungsform des Verfahrens
wird die Düsenvorrichtung relativ zu dem Werkstückträger
derart bewegt, dass die Düsenvorrichtung relativ zu der
Oberfläche des rotierenden Werkstückträgers
in konstantem Abstand gehalten wird.
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Dadurch
wird das Behandlungsmedium immer in einem optimalen Abstand auf
die Oberfläche des rotierenden Werkstückträgers
gesprüht, wodurch eine optimale Behandlung erzielt wird.
In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird
die Düsenvorrichtung relativ zu dem Werkstückträger derart
bewegt, dass die Sprührichtung unter konstantem Winkel
zu einer Seite des Werkstückträgers ausgerichtet
wird.
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Dadurch
lässt sich die Relativbewegung der Düsenvorrichtung
zu dem Hebelarm besonders einfach realisieren.
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In
einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird
die Düsenvorrichtung relativ zu dem Werkstück
derart bewegt, dass die Sprührichtung unter konstantem
Winkel zu einer Oberfläche des rotierenden Werkstücks
ausgerichtet wird.
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Vorteilhaft
dabei ist es, dass Abschattungseffekte durch z. B. Vorsprünge
des Werkstücks reduziert werden können.
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In
einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die
Sprührichtung relativ zu einem Lagerpunkt des Hebelarms
bei einer Bewegung des Hebelarms relativ zu dem Werkstück
(d. h. unabhängig vom Verschwenkwinkel) konstant gehalten.
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Dadurch
kann die Sprührichtung vorteilhafterweise bei Bewegungen
des Hebelarms konstant gehalten werden, wodurch die Sprührichtung
unabhängig von der Bewegung des Hebelarms immer auf das
Werkstück gerichtet ist.
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In
einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die
Länge der Düsenvorrichtung variiert.
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Dadurch
wird es möglich, unterschiedlich lange Werkstücke
zu behandeln. Besondere Abschnitte des Werkstücks können
bevorzugt besonders intensiv behandelt werden, da mit einer Verringerung
der Länge der Düsenvorrichtung die Reinigungswirkung
verstärkt ist, wenn die Dichte der Düsen in diesem
Fall zunimmt.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung mit Hebelarm;
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2 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise
der Behandlungsvorrichtung;
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3 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung mit konstantem Abstand zwischen Düsenvorrichtung
und Werkstückträger;
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4 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung, bei der die Sprührichtung in konstantem Winkel
zu einer Seite des Werkstücks geführt ist; und
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5 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung mit Düsenvorrichtung und Hebelarm
in Draufsicht.
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In 1 ist
die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung generell
mit 10 bezeichnet.
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Die
Behandlungsvorrichtung 10 dient zum Reinigen und/oder Trocknen
eines Werkstücks 12. Das Werkstück ist
von einem Werkstückträger 14 aufgenommen.
Der Werkstückträger 14 weist eine Werkstückachse 16 auf.
Der Werkstückträger 14 kann fest oder
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
um die Werkstückachse 14 drehbar gelagert sein,
wie durch Pfeile 17 angedeutet ist.
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Die
Behandlungsvorrichtung 10 weist eine Düsenvorrichtung 18 auf,
die zum Versprühen eines Behandlungsmediums wenigstens
eine Düse 20 aufweist. Die Düsenvorrichtung 18 ist
relativ zu dem Werkstückträger 14 beweglich
gelagert, um das Behandlungsmedium mit variablem Abstand in einer Sprührichtung 22 auf
das Werkstück 12 zu richten. Die Düsenvorrichtung 18 ist
mittels eines Hebelarms 24 beweglich gelagert, der um eine
Drehachse 26 drehbar gelagert ist. Die Drehachse 26 ist
parallel versetzt zu der Werkstückachse 16 angeordnet.
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Zum
Reinigen und/oder zum Trocknen des Werkstücks 12 wird
das Behandlungsmedium mittels der Düse 20 oder
einer Mehrzahl von Düsen 20 auf das Werkstück 12 gesprüht.
Dabei ist die Sprührichtung 22 auf das Werkstück 12 gerichtet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird bei der Behandlung des Werkstücks 12 der
Werkstückträger 14 und somit auch das
darin aufgenommene Werkstück 12 um die Werkstückachse 16 gedreht,
so dass das Werkstück 12 durch die Düsen 20 an
unterschiedlichen Abschnitten mit dem Behand lungsmedium besprüht
wird. In einer weiteren Ausführungsform oder einem besonderen
Betriebsmodus wird der Werkstückträger 14 in
einem bestimmten Winkelbereich um die Werkstückachse 16 hin-
und hergedreht wird, so dass des Werkstück 12 in
einem bestimmten Bereich besprüht wird.
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Üblicherweise
weist das zu reinigende Werkstück 12 relativ zu
der Werkstückachse 16 eine polygonale Grundfläche
auf, so dass bei der Drehung des Werkstückträgers 14 das
Werkstück 12 von den Düsen 20 variierend
beabstandet ist. Um diese Abstandsvariation bei dem Reinigungs-
und/oder Trocknungsvorgang auszugleichen, ist die Düsenvorrichtung 18 über
den Hebelarm 24 um die Drehachse 26 drehbar gelagert.
Dadurch ist eine Bewegung der Düsenvorrichtung 18 relativ
zu dem Werkstück 12 möglich. Vorzugsweise
wird die Relativbewegung der Düsenvorrichtung 18 so
ausgeführt, dass die Düsen 20 unabhängig
von einer Rotationsposition des Werkstückträgers 14 immer
in einer optimalen, annähernd gleichbleibenden Distanz
zur Oberfläche des Werkstücks 12 oder
des Werkstückträgers 14 angeordnet sind.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise
der Behandlungsvorrichtung 10. Dabei sind in 2 zwei
Betriebspositionen schematisch dargestellt, wobei eine erste Betriebsposition
mit durchgezogenen Linien und eine zweite Betriebsposition mit gestrichelten
Linien dargestellt ist. Die beiden Betriebspositionen unterscheiden
sich dadurch, dass in der ersten Betriebsposition das Werkstück 12 um
90 Grad um die Werkstückachse 16 relativ zu der
zweiten Betriebsposition des Werkstücks 12' verdreht
ist. Das Werkstück 12, 12' weist eine
polygonale Form auf. In der ersten Betriebsposition weist das Werkstück 12 in
der Sprührichtung 22 einen geringen Abstand zwischen der
Drehachse 16 und Außenfläche (im Folgenden der
Einfachheit halber mit Durchmesser bezeichnet) auf. In der zweiten
Betriebsposition weist das Werkstück 12' in der
Sprührichtung 22' einen großen Durchmesser
auf.
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Die
Düsenvorrichtung 18, 18' ist durch eine Verdrehung
des Hebelarms 24, 24' um die Drehachse 26 in
der ersten Betriebsposition in einem geringeren Abstand zur Werkstückachse 16 angeordnet,
als in der zweiten Betriebsposition. Die Düsenvor richtung 18, 18' weist
bei dieser Ausführungsform zudem eine Längsachse 28, 28' auf,
um die die Düsenvorrichtung 18, 18' relativ
zu dem Hebelarm 24, 24' drehbar gelagert ist.
Die Düsenvorrichtung 18, 18' ist in der
ersten Betriebsposition relativ zu der zweiten Betriebsposition
um die Längsachse 28, 28' um einen Winkelbetrag α'-α verdreht
angeordnet, so dass die Sprührichtung 22, 22' in
beiden Betriebspositionen identisch ist, obwohl der Hebelarm 24, 24' in
diesen beiden Betriebspositionen um die Drehachse 26 verdreht
positioniert ist.
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Durch
die Drehung des Hebelarms 24, 24' um die Drehachse 26 kann
die Düsenvorrichtung 18, 18' relativ
zu der Werkstückachse 16 aus- oder eingeschwenkt
werden, so dass der Abstand der Düsenvorrichtung 18, 18' zu
der Werkstückachse 16 variiert werden kann. Dadurch
kann die Düsenvorrichtung 18, 18' auch
bei polygonalen, rotierenden Werkstücken 12, 12' immer
mit einem konstanten Abstand zu der Oberfläche des Werkstücks
angeordnet sein. Dadurch, dass die Sprühvorrichtung 18, 18' relativ
zu dem Hebelarm 24, 24' um die Längsachse 28, 28' drehbar
gelagert ist, lässt sich eine konstante Sprührichtung 22, 22' in
unterschiedlichen Schwenkpositionen des Hebelarms 24, 24' realisieren.
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Durch
diese Anordnung lässt sich in dieser Ausführungsform
der Erfindung das Behandlungsmedium in konstantem Abstand und konstanter Sprührichtung 22, 22' auf
das rotierende Werkstück 12, 12' sprühen
und so eine optimale Behandlung realisieren.
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In 3 ist
eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Um den
Werkstückträger 14 ist ein Pfad 29 durch
eine gestrichelte Linie angedeutet, der einen konstanten Abstand 30 zu
dem Werkstückträger markiert. Die Düsenvorrichtung 18 befindet
sich auf dem Pfad 29, so dass die Düsenvorrichtung 18 mit
dem Abstand 30 zu dem Werkstückträger 14 angeordnet
ist.
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Erfindungsgemäß wird
bei einer Rotation des Werkstückträgers 14 um
die Werkstückachse 16 die Düsenvorrichtung 18 über
den Hebelarm 24 um die Drehachse 26 derart ausgelenkt,
dass die Düsenvorrichtung 18 immer dem Pfad 29 folgt.
Dies bedeutet, dass die Düsenvorrichtung 18 unabhängig
von der Rotationsposition des Werkstückträgers 14 immer
in dem konstanten Abstand 30 zu dem Werkstückträger 14 angeordnet
ist. Dadurch kann das Behandlungsmedium in einer optimalen Sprühdistanz auf
das Werkstück gesprüht werden. Die Düsenvorrichtung 18 wird
dabei vorzugsweise relativ zu dem Hebelarm 24 so um die
Längsachse 28 gedreht, dass die Sprührichtung 22 konstant
bleibt.
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Diese
in 2 und 3 beschriebene Drehung der Düsenvorrichtung 18 um
die Längsachse 28 kann über eine Mechanik
oder aber über eine elektronische Steuerung ausgeführt
werden. Der konstante Abstand 30 der Düsenvorrichtung 18 relativ
zu dem Werkstückträger 14 oder dem Werkstück 12 kann über
Abstandssensoren, wie z. B. ultraschall- oder laserbasierte Systeme
gewährleistet werden. Auch ist es denkbar, dass die Kontur
des Werkstückträgers 14 oder des Werkstücks 12 einer elektronischen
Steuerung, die das Aus- und Einlenken des Hebelarms 24 steuert,
zugänglich gemacht wird und so der konstante Abstand 30 realisiert
wird.
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In
einer besonderen Ausführungsform kann die Düsenvorrichtung 18 in
einem bestimmten Winkelbereich so um die Längsachse 28 hin-
und hergedreht werden, dass die Sprührichtung 22 regelmäßig geändert
wird und das Behandlungsmedium in variierenden Winkeln auf das Werkstück 12 oder
den Werkstückträger 14 auftrifft.
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In 4 ist
eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung 10 zur Erläuterung der
Funktionsweise dargestellt, bei der die Sprührichtung 20 relativ
zu einer Oberfläche des Werkstücks 12 konstant
ausgerichtet wird.
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In 4 sind
zwei Betriebspositionen der erfindungsgemäßen
Behandlungsvorrichtung 10 dargestellt. Eine erste Betriebsposition
des Werkstücks 12 ist mit durchgezogenen Linien
angedeutet und eine zweite Betriebsposition des Werkstücks 12' ist mit
gestrichelten Linien dargestellt. Die beiden Betriebspositionen
unterscheiden sich dadurch, dass das Werkstück 12, 12' um
circa 30 Grad um die Werkstückachse 16 verdreht
ist. Die Düsenvorrichtung 18, 18' ist
in zwei um die Längsachse 28 verdrehten Positionen
dargestellt. Dies ist erkennbar, dadurch dass die Sprührichtung 22, 22' für
diese beiden Betriebspositionen unterschiedlich ausgerichtet ist.
Die Düsenvorrichtung 18, 18' ist in diesen
beiden Betriebspositionen so relativ zu dem Werkstück 12, 12' ausgerichtet,
dass die Sprührichtung 22, 22' mit der
Oberfläche des Werkstücks 12, 12' in
den beiden Betriebspositionen jeweils einen identischen Winkel 32, 32' von
90 Grad aufweist.
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Weist
der Werkstückträger 12, 12' eine
polygonale Form auf, wird die Düsenvorrichtung um die Längsachse 28 derart
gedreht, dass die Sprührichtung 22, 22' mit
der Oberfläche des rotierenden Werkstücks 12, 12' immer
einen konstanten Winkel 32, 32' aufweist. Dadurch
trifft das Behandlungsmedium grundsätzlich in einem optimalen
Winkel 32, 32' auf die Oberfläche auf,
so dass eine optimale Behandlung durchgeführt werden kann.
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In
der schematischen Darstellung der 4 ist dieser
Winkel 32, 32' 90 Grad, wobei der optimale Winkel
zwischen der Sprührichtung 22, 22' und
der Oberfläche des Werkstücks 12, 12' auch
ein anderer Winkel, z. B. ein spitzer Winkel, sein kann.
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Auch
ist es denkbar, dass der Winkel 32, 32' kontinuierlich
variiert wird, um die Oberfläche aus unterschiedlichen
Richtungen zu besprühen.
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Die
Ausrichtung der Düsenvorrichtung 18, 18' bzw.
der Sprührichtung 22, 22' kann über
eine Mechanik oder eine elektronische Steuerung oder eine Kombination
dieser beiden erfolgen. Dabei kann die Ausrichtung der der Düsenvorrichtung 18, 18' zugewandten
Seite durch Sensoren erfasst bzw. bestimmt werden oder aber als
gespeicherte Daten hinterlegt sein, so dass die Sprührichtung
permanent so ausgerichtet ist, dass der Winkel 32, 32' konstant bleibt.
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Um
den Regelaufwand zu optimieren, können bei der Ausrichtung
gewisse Toleranzen zugelassen werden, so dass der Winkel 32, 32' mit
einer frei wählbaren Abweichung von z. B. 10 bis 45 Grad geregelt
sein kann.
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Es
versteht sich, dass die in 4 dargestellte
Ausführungsform auch mit einem beweglichen Hebel aus 2 oder 3 ausgebildet
sein kann. Dadurch kann das Behandlungsmittel sowohl mit dem optimalen
Abstand 30 als auch mit dem optimalen Winkel 32, 32' auf
die Oberfläche des Werkstücks 12, 12' gesprüht
werden.
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In 5 ist
eine erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung 10 schematisch
in Draufsicht dargestellt. Die Werkstückachse 16 ist
parallel zu der Drehachse 26 und parallel zu der Längsachse 28 angeordnet.
Die Düsenvorrichtung 18 ist aus einem länglichen
Element gebildet, an der die Mehrzahl von Düsen 20 über
eine Länge der Düsenvorrichtung 18 verteilt
angeordnet sind. Dabei bilden die Düsen 20 eine geradlinige
Reihe. Die Düsenvorrichtung 18 weist ein proximales
Ende 33 und ein distales Ende 34 auf. An dem proximalen
Ende 33 ist die Düsenvorrichtung 18 mit
dem Hebelarm 24 verbunden (fixiert oder drehbar gelagert)
und über diesen drehbar um die Drehachse 26 gelagert.
Das distale Ende 34 ist in dieser Ausführungsform
als freies Ende ausgebildet.
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Dadurch
dass die Düsen 20 über die Länge der
Düsenvorrichtung 18 verteilt angeordnet sind, lässt
sich zeitgleich ein größerer Längsabschnitt
des Werkstückträgers 14 behandeln, wodurch
eine Behandlungszeit deutlich reduziert werden kann.
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In
dieser Ausführungsform ist die Düsenvorrichtung 18 als
Rohr ausgebildet, durch das das Behandlungsmedium hindurch den Düsen 20,
die in einer Rohrwand angeordnet sind, zugeführt wird.
Es ist allerdings auch denkbar, dass die Düsenvorrichtung 18 als
ein Balken oder ein Gestänge ausgeführt ist, an
dem die Düsen 20 angeordnet sind und das Behandlungsmedium
durch z. B. Schläuche den Düsen 20 zugeführt
wird. Auch ist es denkbar, dass die Länge der Düsenvorrichtung 18 variiert
werden kann, wobei für diese Funktion das Rohr 18 teleskopartig ausfahrbar
ausge bildet sein muss, oder aber das Gestänge mit einer
entsprechenden Mechanik ausgebildet sein muss.
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In
einer Variante der in 5 dargestellten Ausführungsform
kann an dem dem Hebelarm 24 gegenüberliegenden
distalen Ende 34 der Düsenvorrichtung 18 ein
zweiter Hebelarm 24 angeordnet sein. Dadurch wäre
die Stabilität der Düsenvorrichtung erhöht.
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Weiterhin
können die Düsen 20 an der Düsenvorrichtung 18 auch
in einzelnen axialen Abschnitten in einem geringeren oder in einem
größeren Abstand zueinander angeordnet sein. Dadurch können
besondere Abschnitte des Werkstücks 12 individuell
intensiver oder weniger intensiv behandelt werden.
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Die
Behandlungsvorrichtung 10 und das rotierende Werkstück 12 bzw.
der rotierende Werkstückträger 14 sind üblicherweise
in einer Waschkammer angeordnet. Diese Waschkammer kann während
der Behandlung mit einem flüssigen oder gasförmigen
Medium gefüllt sein. Sofern die Waschkammer mit dem flüssigen
Medium gefüllt ist, werden vorzugsweise zum Versprühen
des Behandlungsmediums auf das Werkstück 12 besondere
Düsen 20, sogenannte Flutdüsen verwendet,
die für diesen speziellen Einsatz optimiert sind.
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Weiterhin
ist es denkbar, dass die Düsenvorrichtung in einem bestimmten
Winkelbereich um die Längsachse 28 hin- und hergedreht
wird, wobei das Werkstück 12, 12' bzw.
der Werkstückträger 14, 14' nicht
rotiert oder nur um einen bestimmten Drehwinkel um die Werkstückachse 16 hin-
und hergedreht wird. So können auch empfindliche Teile,
die nicht gedreht oder geschwenkt werden dürfen, mit dem Behandlungsmedium
behandelt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5167720 [0003, 0006]
- - EP 1640077 A2 [0008]