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Die
Erfindung bezieht sich auf eine industrielle Anlage zum Behandeln
eines Werkstückes in Behandlungskammern, die in einer offenen
Kette hintereinander angeordnet sind, und das Werkstück
mit Hilfe einer Transporteinrichtung im Arbeitstakt der Anlage von
einer Reinigungskammer in die nächste Behandlungskammer
transportiert wird, wobei an der Reinigungskammer und der letzten
Behandlungskammer eine Lade- oder Entladezone vorgesehen ist, dass
die Anlage eine Wascheinrichtung mit einer waschaktive Reinigungsflüssigkeit
enthält, die mit der Reinigungskammer verbunden ist, in
der das Werkstück von anhaftenden Bearbeitungsrückständen,
wie Öl oder Fett abgewaschen wird, dass die Anlage eine
Trocknungseinrichtung zur Erzeugung eines Trocknungsmediums enthält,
die mit einer der Reinigungskammer nachgeordneten Trockenkammer
zum Trocknen des nassen Werkstückes verbunden ist.
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In
der
DE 195 09 645 ist
eine Reinigungsanlage beschrieben. Im einzelnen besteht die Anlage aus
einer Waschkammer, einer Spülkammer und einer Trockenkammer,
die gemeinsam in einem offenen Bogen angeordnet sind. Es ist eine
Transportbahn vorhanden, die in einem geschlossenen Bogen durch
die Kammern hindurchgeführt ist, wobei auf der Transportbahn
zwischen der Waschkammer und der Trocknungskammer eine Lade- und
Entladezone vorgesehen ist. Die Anlage kann in der Produktionskette
des Werkstückes als Vorreinigung eingesetzt werden, indem
eine Reinigung des Rohwerkstückes erfolgt, bevor es beispielsweise
einer spanabhebenden Bearbeitung, wie Bohren, Drehen, Fräsen
unterzogen wird. Die Anlage kann auch für eine Zwischenreinigung
des Werkstückes eingesetzt werden, um das Werkstück
nach Beendigung eines Bearbeitungszyklus zu Reinigen. Verwendet
wird Anlage in der Automobilindustrie, speziell im Motorenbau zum Reinigen
von Motorteilen, wie Zylinderblöcken oder Kurbelgehäusen.
Die Transportbahn ist als Drehtisch ausgeführt auf dem
die Werkstücke transportiert werden. Die Reinigungsanlage
besitzt Auffangbehälter für gebrauch te Reinigungs-
und Spülflüssigkeit, die jeweils an einen Reinigungsflüssigkeitsbehälter
und an einen Spülflüssigkeitsbehälter
der Reinigungsanlage angeschlossen sind. Die Reinigungsanlage besitzt
ferner einen Verdampfer zum Destillieren gebrauchter Reinigungs-
oder Spülflüssigkeit.
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Die
genannte Reinigungsanlage nach der
DE
195 09 645 bildet eine selbständige Einheit innerhalb
der Produktionskette des Werkstückes. Das hat zur Folge,
dass das Werkstück von einer Bearbeitungsstation, beispielsweise
einer spanabhebenden Bearbeitungsstation zur nächsten aus
der jeweiligen Bearbeitungsstation entnommen und der Reinigungsanlage
zugeführt wird, um ölige oder fettige Bearbeitungsrückstände
zu entfernen.
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Wenn
auf Grund vorgegebener Qualitätsmerkmale eine Strahlung
mit einem abrasiven Medium oder eine Oberflächenverdichtung
erfolgen soll, ist es bisher erforderlich, das Werkstück
einer externen Einrichtung, etwa einer Strahleinrichtung zuzuführen.
Um zurückbleibende Strahlreste zu entfernen, würde
in einer weiteren externen Anlage das Abscheiden der Strahlreste
erfolgen. Hierfür wäre ein erheblicher apparativer
und logistischer Aufwand erforderlich.
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In
der
DE 10 2005 031 515 ist
eine Reinigungsanlage mit vier Behandlungskammern beschrieben. Es
handelt sich um eine Einsäulen-Anlage mit einer zentralen
Säule und einen an der Säule gelagerten Drehtisch,
der mit Hilfe eines Antriebes taktweise gedreht werden kann. Gegenüber
dem Drehtisch sind vier Hauben der Behandlungskammern um jeweils
90° zueinander versetzt angeordnet und mit Hilfe von Hubeinrichtungen
vertikal verstellbar. Die Hauben sind mit Einrichtungen zum Spritzen,
Sprühen, Strahlen mit Reinigungsflüssigkeit oder
Luft oder mit Einrichtungen zum Trocknen, auch Dampftrocknen oder
Vakuumtrocknen ausgerüstet. Der Drehtisch ist als Boden
für die Hauben ausgeführt. Durch Herunterfahren
setzen die Hauben dichtend auf den Boden auf. Es handelt sich hierbei
um eine Anlage zum Reinigen Spülen und Trocknen, wobei zum
Reinigen mit einer Reinigungsflüssigkeit oder Luft gearbeitet
wird. Zum Trocknen kann eine Dampftrocknung oder eine Vakuumtrocknung
eingesetzt werden. Welche Behandlungskammer konkret zu welchem Zweck
und in welcher Reihenfolge mit welcher Einrichtung ausgerüstet
ist, bleibt bei der Aufgabenstellung offen.
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Durch
die
DE 44 10 550 C1 ist
ein Trocknungsverfahren in einer druckdichten Trockenkammer bekannt.
Dabei wird Wasserdampf mit Überdruck in die Trockenkammer
geleitet, wobei das Werkstück auf eine Temperatur erwärmt
wird, die über dem Normaldrucksiedepunkt liegt. Anschließend
wird die Dampfzufuhr gestoppt und anschließend eine zügige
Absenkung des Dampfdruckes in der Trockenkammer bis auf Normaldruck
herbeigeführt. Durch die Druckabsenkung erfolgt eine intensive
Verdampfung des am Werkstück haftenden Kondensats, so dass
in sehr kurzer Zeit das Werkstück trocken entnommen werden
kann. Gleichzeitig wird eine Feinstspülung mit dem Kondensat
erreicht, das zu einem sterilen Trocknungsergebnis führt.
Eine Alternative zur Normaldruckabsenkung besteht darin, dass der
Druck in der Trockenkammer unter Normaldruck mit Hilfe einer Vakuumpumpe
abgesenkt wird. Mit der Vakuumtrocknung wird eine Ultratrocknung erreicht.
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Durch
die
DE 196 14 555
C2 ist eine Vorrichtung zum abrasiven Strahlen von Werkstücken
bekannt. Beim Strahlen mit einem abrasiven Strahlmittel erfolgt
eine Bearbeitung des Werkstückes durch Abtragung feinster
Partikel von der Oberfläche des Werkstückes. Im
Gegensatz dazu kann mit einem elastische Partikel enthaltendes Strahlmittel
eine Verdichtung der Oberfläche des Werkstückes
erfolgen.
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Bei
der in der
DE 196 14 555 beschriebenen Vorrichtung
erfolgt das Strahlen eines Werkstückes in einer verschließbaren
Kammer mit einer verschließbaren Öffnung, wobei
eine Absaugvorrichtung zum Absaugen von Luft aus der Kammer anschließbar
ist. Es ist ein Behälter zur Aufnahme von Strahlmittel
und ein in die Kammer einführbares Strahlrohr vorhanden.
Beim Absaugen der Luft aus der Kammer wird durch den entstehenden
Unterdruck Strahlmittel aus dem Strahlmittelbehälter angesaugt
und auf das Werkstück geschleudert.
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In
der
DE 197 47 838 ist
ebenfalls eine mit Unterdruck betriebene Strahlvorrichtung beschrieben,
bei der das Strahlmittel im Kreislauf geführt wird, wobei
eine Trennung der abgestrahlten Partikel von den Verunreinigungen
erfolgt.
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Durch
die
DE 10 2006 039 035 ist
ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken
in einer Behandlungskammer durch Strahlen mit einem konzentrierten
Wasserstrahl bekannt, wodurch metallische Teilchen von der Oberfläche
des Werkstückes entfernt und in die Umgebung des Werkstückes abgestrahlt
werden. Durch Einleitung eines fein verteilten Stromes von Flüssigkeitströpfchen
in die Behandlungskammer wird um das Werkstück herum eine
Flüssigkeitströpfchen enthaltene gasförmige Hülle
erzeugt, in die abgestrahlte Teilchen aufgenommen und durch die
Tröpfchen abgebremst oder gebunden werden, und durch Ablei tung
des belasteten Tröpfchenstromes aus der Behandlungskammer
eine Ausscheidung von Teilchen während der Behandlung erfolgt.
Damit wird verhindert, das bereits entfernte Teilchen von der Oberfläche
des Werkstückes wieder zurückfallen auf das Werkstück,
was zu einer Erhöhung Partikelbelastung des Werkstückes
führt.
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Durch
diese vorstehend beschriebenen dezentralisierten Produktionsmittel
sind ein erhöhter technischer Aufwand sowie eine umfangreiche
Logistik erforderlich, um das Werkstück nacheinander in
verschiedenen Anlagen unterschiedlichen Behandlungsmethoden auszusetzen.
Mit vorstehend beschriebenen Anlagen oder Vorrichtungen ist keine durchgehende
Behandlung eines Werkstückes in einer Anlage möglich,
die über Reinigen, Spülen, Trocken hinausgeht.
Eine Bearbeitung der Oberfläche des Werkstückes
in einer Reinigungsanlage sei es zur Feinstzerspahnung oder Verfestigung
der Oberfläche ist nicht offenbart.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, Reinigen und Strahlen eines
Werkstückes in einer Anlage durchzuführen, die
standardmäßigen Vorgaben an Restschmutzwerten
entsprechen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die in Anspruch 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Es
hat sich gezeigt, dass nach dem Waschen und ggf. Spülen
des Werkstückes eine weitere Abfolge von Nassbehandlungen,
sei es Nassentgraten oder Nassstrahlen dann nicht zu befriedigenden
Ergebnissen führen, wenn vorgegebene Rastschmutzwerte an
Werkstücken etwa an Gehäusen von Ventilsteuereinheiten
eingehalten werden müssen. Wesentlich für die
Erfindung ist es, dass nach dem Reinigen des Werkstückes
mit einer Reinigungsflüssigkeit oder Spülflüssigkeit
das Werkstück für die folgende Strahlbehandlung
absolut trocken ist. Da das Strahlen direkt nach dem Trocken in
der Anlage erfolgt, ist keine Zeit gegeben, in der das Werkstück restlos
abtrocknen könnte. Die Vorbehandlung des Werkstückes
sorgt für eine absolut trockene Werkstückoberfläche.
Das ist Voraussetzung für die weitere Abfolge der Behandlung,
um etwa Verklumpungen des trockenen Strahlmittels zu vermeiden.
Wesentlich ist ferner, dass nach dem Strahlen eine spezifische Nachbehandlung
des Werkstückes erfolgt, um beispielsweise Strahlmittelreste
aus Bohrungen und Vertiefungen auszublasen sowie Staub des Strahlmittels
vom Werkstück zu entfernen. Der Vorteil der Erfindung besteht
darin, dass eine Anlage geschaffen ist, mit der die Herstellung
des Werkstückes vereinfacht wird.
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Für
eine effektive Vorbehandlung kommen Trocknungsverfahren in Betracht,
die eine rückstandsfreie Trocknung gewährleisten,
d. h. es sollen keine Reste von Reinigungsflüssigkeit oder
Spülflüssigkeit am Werkstück haften,
wenn die Strahlung durchgeführt wird. Die Trocknung kann
in mehreren Stufen durch Vortrocknung und Feintrocknung mit Dampf
erfolgen, wobei jeder Trocknungsvorgang in separaten Trockenkammern
durchgeführt werden kann. Eine Vortrocknung des Werkstückes
kann nach dem Reinigen im Luftstrom oder durch Strahlen mit Druckluft
erfolgen. Diese Vortrocknung kann als Endstufe der Reinigung erfolgen.
Eine nach der Vortrocknung erfolgende Feintrocknung bereitet das
Werkstück für das Strahlen vor und dient der Vorbehandlung.
Vorteilhaft ist eine Dampftrocknung, entweder mit Überdruck
oder eine Vakuumtrocknung in einer Vakuumkammer. Vorteilhaft kann
einer Trocknung im Luftstrom eine Vakuumtrocknung in einer separaten Vakuumkammer
nachfolgen.
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Die
Strahlung des Werkstückes in der Strahlkammer kann mit
einem Strahlmittel erfolgen, das in einem Trägergasstrom,
wie Luftstrom geführt ist. Das Strahlmittel kann auf das
Werkstück geschleudert werden durch einen Überdruck
im Strahlrohr. Vorteilhaft wird eine Strahleinrichtung mit einer
Saugeinrichtung verwendet, die über eine Saugleitung an
die Strahlkammer angeschlossen ist und in der Strahlkammer einen
Druck erzeugt wird, der geringer ist als der Atmosphärendruck,
wobei das Strahlrohr an einen Injektor für Strahlmittel
angeschlossen ist. Für den Betrieb der Strahleinrichtung
reicht ein geringer Unterdruck aus.
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Die
Anlage kann vorteilhaft als Rundläufer konzipiert sein,
indem die Anordnung der Behandlungskammern in einer offenen Kette
und die Führung der Transporteinrichtung in einer geschlossenen
Kette durch die Behandlungskammer hindurch erfolgen, wobei zwischen
der Reinigungskammer und der letzten Behandlungskammer eine Lade-
und Entladezone eingerichtet ist.
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Das
Werkstück gelangt in die Ladestation der Anlage und wird
Arbeitsschritt für Arbeitsschritt von der Reinigungskammer
in die nächste Behandlungskammer transportiert. Die der
Reinigungskammer nachfolgende Behandlungskammer kann eine Spülkammer
sein. Falls keine Spülung erfolgt, folgt nach der Reinigungskammer
direkt eine Trockenkammer. Nach einem Durchlauf gelangt das Werkstück
in die Entladezone und kann der Anlage entnommen werden. Alternativ
zur Anordnung der Behandlungskammern in einer offenen Kette und
der Führung der Transporteinrichtung in einer geschlossenen
Kette durch die Behandlungskammer hindurch, kann vorteilhaft die
offene Kette begradigt und die geschlossene Transporteinrichtung
getrennt werden, so dass beispielsweise die Behandlungskammern in
einer Reihe hintereinander angeordnet sind und die Transporteinrichtung
als Förderband oder Rollenbahn ausgebildet ist, die das
Werkstück von einer Behandlungskammer in die nächste
transportiert, wobei eine Ladestation am Anfang der Transporteinrichtung
und eine Entladezone am Ende der Transporteinrichtung eingerichtet.
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Als
Strahlmittel können in einem Fall Sand und im anderen Fall
Kunststoffkügelchen oder Stahlkügelchen verwendet
werden. Eine Strahlung des Werkstückes auf eine noch feuchte
Oberfläche würde zu einer Verklumpung des Strahlmittels
führen, was eine Betriebsstörung zur Folge hätte.
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Eine
der Strahlkammer nachgeordnete Ausblaskammer dient der Nachbehandlung
des Werkstückes. In der Ausblaskammer kann eine Luftströmung mit
großem Volumendurchsatz und hoher Geschwindigkeit erzeugt
werden, die abgestrahlte Partikel vom Werkstück aufnimmt
und aus der Strahlkammer entfernt. Dieser Schritt verhindert, dass
sich abgestrahlte Partikel wieder auf das Werkstück absetzen.
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Vorteilhaft
ist der Ausblaskammer eine Spülkammer oder Reinigungskammer
nachgeordnet, in der eine Dampfspülung oder -reinigung
und Trocknung erfolgt. Die Ausführung kann in der Weise
erfolgen, dass das Werkstück auf eine Temperatur erwärmt
wird, die über dem Normaldrucksiedepunkt liegt. Anschließend
wird die Dampfzufuhr gestoppt und anschließend eine zügige
Absenkung des Dampfdruckes in der Behandlungskammer bis auf Normaldruck
herbeigeführt. Durch die Druckabsenkung erfolgt eine intensive
Verdampfung des am Werkstück haftenden Kondensats, so dass
eine Feinstspülung erfolgt und in sehr kurzer Zeit das Werkstück
trocken entnommen werden kann. Alternativ kann die Behandlung auch
durch Strahlen mit Dampf oder Druckluft erfolgen.
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Das
Strahlrohr kann mit einer automatisch gesteuerten Richtvorrichtung
verstellbar sein, wobei in der Strahl- oder Ausblaskammer mehrere
Strahlrohre benutzt werden können.
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Die
Behandlungskammern sind geteilt und bestehen aus je einem Boden
und einer Haube, wobei der Boden auf der Transporteinrichtung aufliegt oder
in dieser integriert ist, und die Haube stationär gelagert
und in Richtung des Bodens von einer Offenstellung bis in eine Schließstellung
verstellbar ist.
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Nachfolgend
sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der
Zeichnungen näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der Seitenansicht einer Reinigungsanlage
mit einem Drehtisch,
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2 einen
Schnitt durch die Anlage entlang der Linie X-Y in 1,
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3 einen
Schnitt durch die Reinigungskammer entlang der Linie A-B in 2,
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4 einen
Schnitt durch die Spülkammer entlang der Linie C-D in 2,
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5 einen
Schnitt im Bereich einer Trockenkammer der Anlage entlang der Linie
E-F in 2,
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6 einen
Schnitt im Bereich einer weiteren Trockenkammer entlang der Linie
G-H in 2,
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7 einen
Schnitt im Bereich einer Strahlkammer der Anlage entlang der Linie
I-J in 2,
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8 einen
Schnitt im Bereich einer Ausblaskammer entlang der Linie K-L in 2.
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9 die
Seitenansicht einer Anlage mit in einer Reihe hintereinander angeordneten
Behandlungskammern,
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10 die
Draufsicht der Anlage nach 9.
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Die
in den Zeichnungen schematisch dargestellten Anlagen 1 und 1A sind
zum Oberflächenbehandeln, wie Reinigen, Spülen
und Trocknen und zum Strahlen mit einem trockenen Strahlmittel in
einem Trägerluftstrom ausgebildet. In den Anlagen 1, 1A werden
industrielle Werkstücke 2, beispielsweise KFZ-Teile,
wie Motorblöcke, Getriebegehäuse, Ventilsteuergehäuse,
Zylinderköpfe gereinigt und gestrahlt. Die 1 zeigt
eine Anlage 1 mit sechs einheitlich als Behandlungskammern 3 bezeichneten Gehäusen.
Bei der Anlage 1 handelt um ei ne Einsäulen-Anlage
mit einer zentralen Säule 4 und einem an der Säule
gelagerten Drehtisch, der die Transporteinrichtung 5 bildet
und mit Hilfe des Antriebes 6 taktweise bewegt werden kann.
Die generell mit 3 bezeichneten Behandlungskammern sind
aufgeteilt in eine Reinigungskammer 7, eine nachfolgende
Spülkammer 8, eine der Spülkammer 8 nachfolgende
Trockenkammer 9 zur Vortrocknung, eine nachfolgende Dampftrocken-
oder Vakuumtrockenkammer 10, einer der Dampftrocken- oder
Vakuumtrockenkammer 10 nachfolgenden Strahlkammer 11 zum
Strahlen mit einem abrasiven oder elastischen Strahlmittel, wie Sand
oder Kunststoffkügelchen zum Abtragen einer Oberflächenschicht
am Werkstück 2 oder zur Oberflächenverdichtung
und einer der Strahlkammer 11 nachgeordneten Ausblaskammer 12 zum
Strahlen mit Druckluft, speziell um Strahlmittelrückstände
aus der Strahlkammer 11 am Werkstück 2 aus
Bohrungen oder Vertiefungen auszublasen. Zwischen der Reinigungskammer 7 und
der Ausblaskammer 12 befindet sich eine Lade- und Entladestation 13,
in der jeweils ein Werkstück 2 auf den Drehtisch
(Transporteinrichtung 5) zum Transport in die Reinigungskammer 7 aufgesetzt
und ein fertiges Werkstück 2 vom Drehtisch genommen
wird, das aus der Ausblaskammer 12 kommt (2).
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Bei
der Anlage 1A handelt es sich um eine Anlage mit Behandlungskammern 3,
die in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, wobei mit der Transporteinrichtung 5 mit
Antrieb 6, hier als Rollenbahn ausgeführt, Werkstücke 2 von
der Reinigungskammer 7 in die Spülkammer 8 und
aus der Spülkammer in die Trockenkammer 9 gelangen,
in der die Vortrocknung mit einem Luftstrom erfolgt. Nach der Vortrocknung
erfolgt die Feintrocknung in der Trockenkammer 10, beispielsweise
mit Dampf, entweder mit Überdruck oder im Vakuum. Ein absolut
trockenes Werkstück 2 wird in die Strahlkammer 11 transportiert
und mit einem abrasiven Strahlmittel gestrahlt. Zur Nachbehandlung
des Werkstückes 2 gelangt das Werkstück 2 in
die Ausblaskammer 12. Es werde Reste des Strahlmittels
aus Bohrungen oder Vertiefungen mit Luftruck entfernt und mit einem
Luftstrom aus der Ausblaskammer 12 entfernt. Es ist vorteilhaft,
in einer der Ausblaskammer 12 nachfolgenden Spülkammer 10A den
Staub des Strahlmittels vom Werkstück 2 zu entfernen
und das Werkstück 2 zu trocknen. Das kann wieder
mit Dampf oder im Vakuum erfolgen.
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Bei
der Anlage 1 sind gegenüber der Oberseite des
Drehtisches (Transporteinrichtung 5) sechs Hauben 14, 15 angebracht,
die Bestandteile der Behandlungskammern 3 sind und mit
Hilfe von Hubeinrichtungen 16 vertikal verstellbar und
am Gerüst der Anlage 1 fixiert sind. Die Hauben 14, 15 der
Behandlungskammern 3 werden beim Herunterfahren, also beim
Schließen auf den Drehtisch aufgesetzt und ggf. abdichtend
gehalten. Eine vollständige Behandlungskammer 3 besteht
dementsprechend aus der Haube 14, 15 und einem
Boden 17 des Drehtisches der das Werkstück 2 aufnimmt.
Wie nachfolgend noch erläutert wird, haben die Hauben 14, 15 je
nach Erfordernis unterschiedliche Umfangsgrößen.
Bei der Anlage 1A ist ein ähnlicher Aufbau vorgesehen, mit
dem Unterschied, das es sich bei der Transporteinrichtung 5 nicht
um einen Drehtisch, sondern um eine gerade Rollenbahn handelt.
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Die
Anlagen 1 und 1A weisen Betriebsmittel auf, die
aus Vorrichtungen, Einrichtungen und Aggregaten bestehen, die für
den Betrieb der einzelnen Behandlungskammern 3 erforderlich
sind. Dabei sind entsprechende Vorrichtungen, Einrichtungen und
Aggregate der Anlage 1, 1A mit den jeweiligen
Einrichtungen innerhalb der Behandlungskammern 3 verbunden.
Es sei bemerkt, dass im Ausführungsbeispiel der Anlage 1A nach 9 und 10 die
Einrichtungen der Behandlungskammern 3 den gleichen Aufbau
haben können, wie in der Anlage 1 gemäß 1 und 2.
Somit entspricht die Einrichtung für die Reinigungskammer 7 gemäß 9 dem
Aufbau der Reinigungskammer 7 gemäß 3,
die Einrichtung für Spülkammer 8, gemäß 9,
dem Aufbau nach 4. Das gleiche trifft für
Trockenkammer 9, 9 und Trockenkammer 9, 5 zu.
Trockenkammer 10, 9 entspricht
Trockenkammer 10, 6. Strahlkammer 11, 9 entspricht
Strahlkammer 11, 7. Ausblaskammer 12, 9,
entspricht Ausblaskammer 12, 8. Die Spülkammer 10A in 9 kann
dem Aufbau der Trockenkammer 10 in 6 oder 9 entsprechen.
Ein Unterschied besteht darin, dass Die Anlage 1 runde
Behandlungskammern 3 hat und die Anlage 1A rechteckige.
Es wird daher darauf verzichtet, Aufbau und Wirkungsweise gleicher
Baugruppen im Detail bei der Anlage 1A zu wiederholen.
Unterschiede die sich aus der Transporteinrichtung 5 bei
einem Drehtisch, 1, 2 und der
Rollenbahn, 9, 10 ergeben, sind
entsprechend angeglichen.
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Zur
Einrichtung der Reinigungskammer 7 gehört ein äußerer
Tank 18 mit einer waschaktiven Reinigungsflüssigkeit.
In der Haube 14 der Reinigungskammer 7 sind Spritz,-
Strahl- oder Sprühdüsen 19 eingebaut,
die mit dem Tank 18 über eine Leitung 20 mit
Pumpe 21 verbunden sind. Die Haube 14 besitzt einen
unteren Dichtrand 22, der in geschlossener Stellung gegen
einen Dichtbereich des Drehtisches (Transporteinrichtung 5)
abdichtet, um das Austreten von Reinigungsflüssigkeit zu
vermeiden. Reinigungsflüssigkeit kann durch Öffnungen 23 des
Drehtisches in einen unteren Aufnahmebehälter 24 kontinuierlich ablaufen
und nach einer Aufbereitung wieder dem Tank 18 zugeführt
werden.
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Nach
Beendigung des Reinigungsvorganges gemäß 3 wird
die Haube 14 mit der Hubeinrichtung 16 gehoben
und der Drehtisch in die Arbeitsstellung zum Spülen. Gemäß 4 ist
der Spülvorgang in der Spülkammer 8.
Zur Einrichtung der Spülkammer 8 gehört
ein äußerer Tank 25 mit einer Spülflüssigkeit,
beispielsweise reinem Wasser. In der Spülkammer 8 erfolgt
eine Tauchbehandlung des Werkstückes 2. Der Tank 25 ist über
eine Leitung 26 mit Pumpe 27 mit der Spülkammer 8 verbunden.
Die Haube 14 besitzt einen unteren Dichtrand 28,
der in geschlossener Stellung gegen einen Dichtbereich des Bodens 17 abdichtet.
Nach Beendigung der Tauchspülung wird über die
Leitung 29 die Spülflüssigkeit abgepumpt
und in den Auffangbehälter 30 geleitet. Gebrauchte
Spülflüssigkeit kann aufbereitet und zurück
in den Tank 25 oder 18 gepumpt werden. Die Hauben 14 und 15 haben
unterschiedliche Durchmesser mit unterschiedlichen Dichträndern 22 und 28,
so dass Spülflüssigkeit nicht ablaufen kann.
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Nach
Beendigung des Spülvorganges wird die Haube 15 der
Spülkammer 8 geöffnet und der Drehtisch
mit dem Werkstück 2 in eine Position der Trockenkammer 9 gedreht.
In die Trocknungskammer 9 sind Luftschwerter 31 eingebaut
und mit einem Luftgebläse 32 wird über
einen Luftkanal 33 Luft in die Trockenkammer 9 eingeblasen.
Die Luft wird vorteilhaft mit Hilfe eines nicht dargestellten Aggregates erwärmt.
Wie 5 zeigt, wird beim Trocknen die Haube 14 nicht
vollständig geschlossen, damit eine ausreichende Luftströmung
erzeugt werden kann. Alternativ kann bei vollständig geschlossener
Haube 14 der Luftabzug auch durch die Öffnungen 23 erfolgen.
Es handelt sich bei diesem Vorgang um eine Vortrocknung, bei der
ein großer Teil der am Werkstück 2 anhaftenden
Spülflüssigkeit mit dem Luftstrom abfließt.
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Nach
der Vortrocknung erfolgt eine Feintrocknung in der Trockenkammer 10.
Es handelt hierbei um eine Dampftrocknung mit Überdruck
und anschließender Vakuumtrocknung.
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Zur Überdruckbedampfung
des Werkstückes 2 wird die Haube 15 druckdicht
geschlossen, indem der Dichtrand 28 gegen eine korrespondierende Dichtung 34 am
Boden 17 mit der Hubeinrichtung 16 gepresst wird.
Dampf aus einem Verdampfer 35 wird über die Leitung 36 mit
etwa 2 ata Überdruck durch die Öffnungen 37 in
die Trockenkammer 10 geleitet. Das in der Trockenkammer 10 befindliche
Werkstück 2 wird dem Dampf mit einer Sattdampftemperatur Temperatur
von etwa 120°C ausgesetzt, das allmählich die
die Temperatur des Dampfes annimmt. Es setzt eine Kondensation des
Dampfes durch Tröpfchenbildung am Werkstück 2 ein,
was zu einem zusätzlichen Kondensationsspüleffekt
führt. Am Boden 17 der Trockenkammer 10 sammelt
sich Kondensat, das über die Leitung 42 kontinuierlich
in den Kondensatbehälter 38 geleitet wird.
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Nach
Ablauf der Verweildauer in der Spülkammer 10 wird
die Dampfzufuhr gesperrt und das Ventil 40 geöffnet.
Dadurch tritt eine rasche Druckabnahme in der Trockenkammer 10 ein,
was zu einer beschleunigten Verdampfung von Kondensattröpfchen
an dem Werkstück 2 und zu einer umfassenden Trocknung
des Werkstückes 2 in kurzer Zeit fuhrt. Der aus
dem Kon densat rückgeführte Dampf kann dem Verdampfer 35 wieder
Zugeführt werden. Im Anschluss an die Überdrucktrocknung
wird vorteilhaft eine Vakuumtrocknung in der Trockenkammer 10 durchgeführt.
Es ist eine nicht dargestellte an sich bekannte Vorrichtung zur
Erzeugung eines Unterdruckes in der Trockenkammer von etwa 150 mbar
vorhanden, die über die Saugleitung 41 und das
nicht näher bezeichnete Absperrventil mit der Trockenkammer 10 verbunden
ist. Die Vorrichtung zur Erzeugung des Unterdruckes wird angefahren,
wenn Normaldruck in der Trockenkammer 10 herrscht. Durch den
Unterdruck in der Trockenkammer 10 werden etwa noch vorhandene
Reste von Flüssigkeit, beispielsweise in Bohrungen oder
Vertiefungen des Werkstückes 2 verdampft. Der
Restdampf wird abgesaugt.
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Nachdem
der Trocknung in der Trockenkammer 10, gelangt das Werkstück 2 in
die Strahlkammer 11. Die Strahlkammer 11 ist druckdicht
ausgeführt, etwa wie die Trockenkammer 10, mit
einem Dichtrand 28 an der Haube 15 und einer Dichtung 34 am Boden 17 sowie
der Hubeinrichtung 16. In der Strahlkammer 11 erfolgt
das Strahlen des Werkstückes 2 mit einem trockenen
abrasiven Strahlmittel wie Sand oder mit einem elastischen Strahlmittel
wie Kunststoffkügelchen. Mit dem abrasiven Strahlmittel
erfolgt das Abtragen einer Schicht von der Oberfläche des Werkstückes 2 etwa
zum Aufrauhen oder Mattieren aber auch zum Entgraten. Mit dem elastischen Strahlmittel
erfolgt eine plastische Verformung der Oberfläche, z. B.
zur Oberflächenverfestigung. Wahlweise kann in der Strahlkammer 11 das
eine oder das andere Verfahren durchgeführt werden. Vorteilhaft können
beide Verfahren nacheinander ausgeführt werden. Als Trägermedium
des Strahlmittels dient ein Luftstrom. Der Luftstrom wird durch
Absaugen der Luft aus der Strahlkammer 2 erzeugt. Durch
den damit in der Strahlkammer 11 erzeugten Unterdruck wird
Außenluft über ein in die Strahlkammer ragendes
Strahlrohr 45 und einer daran angeschlossenen Schlauchleitung 46 von
einem Injektor 43 angesaugt, der aus einem Strahlmittelbehälter 44 das
Strahlmittel aufnimmt. Das mit dem Trägerluftstrom vermischte
Strahlmittel wird durch die gegenüber dem Außenluftdruck
geringeren Druck in der Strahlkammer beschleunigt und mit dem Strahlrohr 45 auf
das Werkstück 2 geschleudert. Es ist ein Zyklonabscheider 47 vorgesehen,
der über eine Leitung 48 im Bereich des Bodens 17 der
Haube 15 an einen Stutzen 49 angeschlossen ist.
An den Zyklonabscheider 47 ist ein leistungsstarker Staubsauger 50 an
der Saugseite über die Leitung 51 angeschlossen.
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Der
Unterdruck in der Strahlkammer 11 wird vom Staubsauger 50 erzeugt,
der über die Leitung 51, dem Zyklonabscheider 47 und
der Leitung 48 mit der Strahlkammer 11 verbunden
ist. Das abgestrahlte Strahlmittel in der Strahlkammer 11 wird über
den Stutzen 49 mit dem Trägerluftstrom aus der
Strahlkammer 11 abgesaugt und gelangt in den Zyklonabscheider 47.
Die mit Staubpartikeln belastete Luft gelangt in den Filter des
Staubsaugers 50. Das gegenüber der Luft schwerere
Strahlmittel fällt in den Trichter 52 des Zyklonabscheiders 47 und
steht zum Befüllen des Strahlmittelbehälters 44 zur
Verfügung. Für die Strahlung des Werkstückes
sind beispielhaft drei Strahlrohre 45 mit jeweils drei
Injektoren 43 vorhanden. Alternativ können die
Strahlrohre 45 über Leitungen 46 an einen
gemeinsamen Injektor 43 mit einem Strahlmittelbehälter 44 angeschlossen
sein.
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An
Stelle der mit Unterdruck betriebenen Strahlkammer 11 kann
Außenluft in den Injektor 43 mit Überdruck
eingespeist werden. Aus dem Strahlrohr 45 kann das Werkstück
mit Überdruck gestrahlt gestrahlt werden. Der Trägerluftstrom
mit dem abgestrahlten Strahlmittel wird dann mit Unterdruck aus der
Strahlkammer 11 mit Hilfe des Staubsaugers 50 und
dem Zyklonabscheider entfernt werden.
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An
der Haube 15 der Strahlkammer 11 sind, wie aus 7 hervorgeht,
drei automatisch gesteuerte Richtvorrichtungen 53 mit je
einem Strahlrohr 45 eingebaut. Mit der Richtvorrichtung 53 wird
dessen Strahlrohr 45 auf das Werkstück 2 ausgerichtet.
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Die
Richtvorrichtung 53 weist zwei unabhängig voneinander
einstellbare Supporte 54, 55 auf, mit denen die
Einstellung von erfassten und gespeicherten Bohrungskoordinaten –X0, Y0 erfolgt. Die
Supporte 54, 55 sind baueinheitlich als Umlaufsupporte
mit einem Zentralumlaufsupport 54 und einem am Zentralumlaufsupport
nicht koaxial angeordneten Planetenumlaufsupport 55 ausgebildet.
Der Zentralumlaufsupport 54 ist in eine Öffnung
der Haube 14 eingebaut und als drehbare Radscheibe ausgebildet.
Die Radscheibe besitzt eine exzentrische Bohrung, in der der Planetenumlaufsupport 55 eingebaut
ist. Durch seine zur Radscheibe exzentrische Anordnung, bildet der
Planetenumlaufsupport 55 eine Exzenterscheibe. Die Exzenterscheibe
hat eine exzentrische Bohrung 56, durch die hindurch das
Strahlrohr 45 in die Strahlkammer 11 hineinragt
und mit einem Antrieb 57 quer zur Bewegungsrichtung der
Exzenterscheibe verschiebbar ist. Der Antrieb der Radscheibe 54 erfolgt über
einen Keilriementrieb mit dem Schrittmotor 58, der Antrieb
der Exenterscheibe durch den Antrieb 59.
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Nach
Beendigung des Strahlvorganges in der Strahlkammer 11 wird
deren Haube 15 mit der Hubeinrichtung 16 geöffnet
und die Transporteinrichtung 5 (Drehtisch oder Rollenbahn)
be fördert das Werkstück 2 in Position
der Ausblaskammer 12. Nach dem Schließen der Haube 15 erfolgt
in der Ausblaskammer 12 ein weiterer Strahlvorgang.
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Die
Ausblaskammer 12 dient zum Strahlen des Werkstückes 2 mit
Druckluft, um insbesondere Bohrungen oder Vertiefungen im Werkstück 2 ausblasen
zu können, damit noch vorhandene kleinste Partikel, wie
Metallspäne Reste von Strahlmittel aus Strahlkammer 11 entfernt
werden können
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An
der Haube 15 der Ausblaskammer 12 sind, wie aus 8 ersichtlich,
drei automatisch gesteuerte Richtvorrichtungen 60 mit je
einem Strahlrohr 61 eingebaut. Mit der Richtvorrichtung 60 wird dessen
Strahlrohr 61 auf Bohrungen oder Vertiefungen im Werkstück 2 ausgerichtet.
Die Mündung des Strahlrohres 61 wird in Bohrungen
oder Vertiefungen hineingefahren und bläst dabei mit hohem
Druck Luft in die Bohrungen oder Vertiefungen ein. Das kann im gegenseitigen
Wechsel erfolgen. Dabei werden lose anhaftende Späne, Grat
oder Reste von Strahlmittel aus Strahlkammer 11 aus den
Bohrungen oder Vertiefungen herausgeschleudert. Die Anordnung der Richtvorrichtungen 60 gemäß 8 ist
nicht auf deren Anzahl und deren dargestellte Lage beschränkt. Es
kann je nach Ausbildung des Werkstückes 2 eine Richtvorrichtung 60 mit
einem Strahlrohr 61 ausreichen. Bei komplizierten Werkstücken 2 mit
vielen Bohrungen können zwei oder mehr als drei Richtvorrichtungen 60 erforderlich
sein. Das Strahlrohr 61 ist an die Druckluftleitung 75 angeschlossen.
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Die
Richtvorrichtung 60 weist zwei unabhängig voneinander
einstellbare Supporte 62, 63 auf, mit denen die
Einstellung von erfassten und gespeicherten Bohrungskoordinaten –X0, Y0 erfolgt. Die
Supporte 62, 63 sind baueinheitlich als Umlaufsupporte
mit einem Zentralumlaufsupport 62 und einem am Zentralumlaufsupport
nicht koaxial angeordneten Planetenumlaufsupport 63 ausgebildet.
Der Zentralumlaufsupport 62 ist in eine Öffnung
der Haube 15 der Ausblaskammer 12 eingebaut und
als drehbare Radscheibe ausgebildet. Die Radscheibe besitzt eine
exzentrische Bohrung, in der der Planetenumlaufsupport 63 eingebaut
ist. Durch seine zur Radscheibe exzentrische Anordnung, bildet der
Planetenumlaufsupport 63 eine Exzenterscheibe. Die Exzenterscheibe
hat eine exzentrische Bohrung 64, durch die hindurch das
Strahlrohr 61 in die Ausblaskammer 12 hineinragt
und mit einem Antrieb 65 quer zur Bewegungsrichtung der
Exzenterscheibe verschiebbar ist. Der Antrieb der Radscheibe erfolgt über
einen Keilriementrieb mit dem Schrittmotor 66, der Antrieb
der Exenterscheibe durch den Antrieb 67. Die Richtvorrichtung 60 kann
prinzipiell den gleichen Aufbau haben wie die Richtvorrichtung 53 der
Strahlkammer 11.
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Wie
die 8 zeigt, sind an gegenüberliegenden Wandungen 68, 69 der
Haube 15 der Ausblaskammer 12 Luftkanäle 70, 71 angeschlossen. Ein
Druckkanal 70 führt von der Wandung 69 der Haube 15 über
einen flexiblen Anschluss 72 an den Druckstutzen 73 eines
Ventilators 74. Von der der Wandung 69 gegenüberliegenden
Wandung 68 führt ein Saugkanal 75 über
einen flexiblen Anschluss 76 an den Saugstutzen 77 des
Ventilators 74. In den Saugkanal 75 ist eine Filteranlage 78 eingebaut,
die kontaminierte Luft aus der Ausblaskammer 12 reinigt.
Im Betrieb wird durch die Ausblaskammer 12 hindurch eine
Luftströmung mit großem Luftdurchsatz pro Minute
und hoher Geschwindigkeit erzeugt. Im Ausführungsbeispiel
kann diese Luftströmung als Querströmung bezeichnet
werden, da sie quer zur Verstellrichtung der Haube 15 erfolgt.
Die während der Strahlung mit Druckluft aus Bohrungen oder
Vertiefungen herausgeschleuderten Partikel gelangen in die Luftströmung
und werden in den Saugkanal 75 abgeleitet. Zu beachten
ist die Wirkrichtung der Strahlrohre 61 in Bezug zur Strömungsrichtung
des Luftstromes. Um zu verhindern, dass in den Innenraum der Ausblaskammer 12 Verunreinigungen
von Außen eindringen, wird in der Ausblaskammer 12 ein geringer Überdruck
aufrechterhalten.
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Vorteilhaft
ist der Ausblaskammer 12 nachfolgend eine in 2 nicht
dargestellte und in 9 und 10 mit 10A bezeichnete
Spülkammer oder Reinigungskammer angeordnet, in der eine
Dampfspülung und Trocknung erfolgt. Die Ausführung
kann in der Weise erfolgen, dass das Werkstück 2 auf
eine Temperatur erwärmt wird, die über dem Normaldrucksiedepunkt
liegt. Anschließend wird die Dampfzufuhr gestoppt und anschließend
eine zügige Absenkung des Dampfdruckes in der Behandlungskammer
bis auf Normaldruck herbeigeführt. Durch die Druckabsenkung
erfolgt eine intensive Verdampfung des am Werkstück 2 haftenden
Kondensats, so dass eine Feinstspülung erfolgt und in sehr
kurzer Zeit das Werkstück trocken entnommen werden kann.
An Stelle der Dampfspülung kann auch eine Behandlungskammer
mit einem Druckluftstrahlgerät eingesetzt werden, um das
Werkstück 2 zu reinigen. Wie bereits erwähnt,
kann die Dampftrocknung und Spülung wie in Spülkammer 10 durchgeführt
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19509645 [0002, 0003]
- - DE 102005031515 [0005]
- - DE 4410550 C1 [0006]
- - DE 19614555 C2 [0007]
- - DE 19614555 [0008]
- - DE 19747838 [0009]
- - DE 102006039035 [0010]