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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ultraschallreinigungsanlage mit mindestens einem Ultraschallreiniger aufweisend eine Tauchwanne zur Aufnahme eines Mediums und zumindest einen Ultraschallgeber.
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Stand der Technik
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Ein derartiger Ultraschallreiniger ist aus der
DE 693 05 291 T2 bekannt. Dieser Ultraschallreiniger ist Teil einer Anlage, in der ein Metallgegenstand mit einer physikalischen Aufdampfung versehen wird. Vor der Aufdampfung wird der in einem ersten Bearbeitungsschritt kugelgestrahlte Metallgegenstand in dem mit deionisiertem Wasser gefüllten Ultraschallreiniger gesäubert, wobei der Ultraschallreiniger mit einer Leistungsstärke von 9,3 bis 18,5 Watt pro Liter Wasser arbeitet. Nachdem der Metallgegenstand so gereinigt worden ist, erfolgt abschließend eine Sputter-Ätz-Reinigung des Metallgegenstandes, die in einer speziellen, abgeschirmten Kammer durchgeführt wird. Daran anschließend wird der Metallgegenstand mit der Aufdampfung versehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschallreiniger bereitzustellen, der gegenüber bekannten Ultraschallreinigern verbessert ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Diese Aufgabe wird zunächst einmal dadurch gelöst, dass der Ultraschallgeber eine Schallleistung von 25 Watt/Liter Medium bis 400 Watt/Liter Medium, insbesondere von 200 Watt/Liter Medium bis 300 Watt/Liter Medium aufweist. Die Schallleistung bestimmt insbesondere die erforderliche Verweildauer eines beispielsweise zur Reinigung in der Tauchwanne beziehungsweise in dem Medium befindlichen Bauteils. Je höher die Schallleistung eingestellt ist, desto kürzer kann die Verweilzeit gewählt werden. Beispielsweise ist bei einer Schallleistung von 300 Watt/Liter Medium eine Verweilzeit von beispielsweise 5 sec bis 7 sec realisierbar, um die Reinigung des Bauteils durchzuführen. Zudem kann bei einer solchen Ultraschallreinigungsanlage mit beispielsweise einem Ultraschallreiniger dessen Betriebsfrequenz variabel sein. Dabei wird der Ultraschallreiniger mit einer variablen Betriebsfrequenz betrieben, die zunächst eine erste Frequenz und daran anschließend eine zweite Frequenz umfasst, wobei die erste Frequenz und die zweite Frequenz verschieden voneinander sind.
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Zusätzlich oder alternativ dazu sind zumindest zwei Ultraschallreiniger zu der Ultraschallreinigungsanlage zusammengefasst und die Betriebsfrequenz der Ultraschallreiniger der Ultraschallreinigungsanlage ist variabel. Dabei ist bei dem ersten Ultraschallreiniger eine erste Frequenz und bei dem zweiten Ultraschallreiniger eine zweite Frequenz eingestellt, wobei die erste Frequenz unterschiedlich von der zweiten Frequenz ist. Sind noch weitere Ultraschallreiniger vorhanden, können diese mit weiteren von der ersten und der zweiten sowie voneinander verschiedenen Frequenzen betrieben sein.
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Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, beim Vorhandensein von mehreren Ultraschallgebern bei einem Ultraschallreiniger diese aufeinanderfolgend und/oder parallel zueinander mit unterschiedlichen Frequenzen zu betreiben. Dies kann auch beim Vorhandensein von nur einem einzigen Ultraschallreiniger erfolgen.
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In weiterer Ausgestaltung werden die Ultraschallreiniger der Ultraschallreinigungsanlage beispielsweise mit einer Frequenz von 40 kHz, 80 kHz und 120 kHz betrieben. Die unterschiedlichen Frequenzen bewirken eine unterschiedliche Reinigungswirkung unter Anderem zufolge einer unterschiedlichen Anzahl von Kavitationsblasen in dem Medium, die in Abhängigkeit von der Frequenz erzeugt werden. Je niedriger die Frequenz ist, desto höher ist die Kraft des Schalles. Ferner sind die Kavitationsblasen weniger und auch relativ ungleich verteilt in dem Medium angeordnet. Bei einer hohen Frequenz erhält man viele und ähnlich große Kavitationsblasen, die zudem in dem Medium homogen verteilt sind. Eine Frequenz von 40 kHz entspricht beispielsweise dem mechanischen Bearbeitungsgang „Schruppen“ (wenige große und ungleichmäßig verteilte Kavitationsblasen treffen auf das Bauteil auf), eine Frequenz von 60 kHz entspricht beispielsweise dem mechanischen Bearbeitungsgang „Schlichten“ und eine Frequenz von 80 kHz entspricht beispielsweise dem mechanischen Bearbeitungsgang „Feinschlichten“ (viele kleine und gleichmäßig verteile Kavitationsblasen treffen auf das Bauteil auf). Beispielsweise wird der mit 40 kHz betriebene Ultraschallreiniger mit einer Schallleistung von 300 Watt/Liter betrieben, der mit 60 kHz betriebene Ultraschallreiniger mit einer Schallleistung von 200 Watt/Liter betrieben und der mit 80 kHz betriebene Ultraschallreiniger mit einer Schallleistung von ebenfalls 200 Watt/Liter betrieben. Wird das zu reinigende Bauteil in allen Ultraschallreinigern gleich lange, beispielsweise 6 sec eingetaucht, ist die Reinigungsleistung bei dem mit 300 Watt/Liter betriebenen Ultraschallreiniger an höchsten.
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In dem oder den ersten Ultraschallreiniger(n) erfolgt die eigentliche Reinigung und in dem letzten Ultraschallreiniger erfolgt ein abschließender Spülgang. Die Ultraschallreiniger können zusätzlich auch noch mit unterschiedlichen Leistungen betrieben werden. Zusätzlich kann die Ultraschallreinigungsanlage um eine abschließende Trocknungsstation mit grundsätzlich ähnlicher Geometrie erweitert werden. Hier wird mittels Druckluft oder Heißluft das an das Bauteil anhaftende Fluid entfernt.
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Durch den hohen Energieeintrag beziehungsweise die unterschiedlichen Frequenzen in das Medium, das insbesondere ein Fluid ist, entstehen so hohe Kräfte, dass an ein in den Ultraschallreiniger zur Reinigung eingegebenes Bauteil anhaftende Verunreinigungen, wie beispielsweise Öle oder Fette, oder Rückstände von einer Bearbeitung, wie beispielsweise Grate, Partikel oder Schweißperlen, zuverlässig abgelöst werden. Dabei kann die Leistung und/oder die Frequenz auf den Grad der Verunreinigung eingestellt werden. Auch ist es gegebenenfalls durch Variation und/oder Erhöhung der Leistung und/oder der Frequenz während eines einzigen Arbeitsvorgangs in einem Ultraschallreiniger möglich, beispielsweise nacheinander zu Reinigen, zu Entgraten und zu Entfetten. Beispielsweise eine anschließende Sputter-Ätz-Reinigung des Metallgegenstandes, die in einer speziellen, abgeschirmten Kammer durchgeführt werden muss, ist durch den erfindungsgemäßen Ultraschallreiniger nicht mehr erforderlich.
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Der Einsatz eines Ultraschallreinigers mit der angegebenen hohen Leistung vermeidet von anderen Reinigungsverfahren oder Reinigungsvorrichtungen bekannte Nachteile. Ein erstes Beispiel hierfür ist eine Reinigung durch Bürsten. Hierbei müssen die Bauteile nach dem Bearbeiten zusätzlich gereinigt werden. Ferner besteht starke Beschädigungsgefahr am Bauteil. Weiterhin erfolgt ein undefinierter Abtrag durch eine Veränderung der Bürste durch Verschleiß von Bauteil zu Bauteil. Bei einer Reinigung durch Strahlen müssen auch hier die Bauteile nach den Strahlen zusätzlich gereinigt werden. Ferner besteht eine starke Beschädigungsgefahr am Bauteil. Auch hierbei erfolgt ein undefinierter Abtrag durch das Bearbeiten im Strahlgut. Eine weitere Reinigungsmöglichkeit ist das sogenannte Hochdruck-Wasserstrahl-Entgraten mit Industrie-Robotern oder Mehrachsenanlagen. Hierbei ergeben sich hohe Investitionskosten durch eine aufwändige Mechanik und eine komplexe Anlagebedienung. Weiterhin besteht ein hoher Platzbedarf für die eigentliche Entgratstation. Dadurch sind liniengerechte Lösungen nur schwer realisierbar. Zudem entstehen hohe Folgekosten für Energie, insbesondere in Form von Strom. Eine weitere Reinigungsmöglichkeit besteht in Form einer Handentgratung. Diese Reinigung ist teuer durch hohe Arbeitskosten. Weiterhin ist eine solche Handentgratung nicht reproduzierbar, dass heißt es tritt eine unterschiedliche Entgratqualität durch menschlichen Einfluss auf. Auch bei einer Handentgratung ist die Gefahr, dass Beschädigungen an dem Bauteil entstehen, groß.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Tauchwanne eine mehrkantige Querschnittsgeometrie, insbesondere eine achtkantige Querschnittsgeometrie mit sieben Wandflächen und einer Zugangsfläche in die Tauchwanne auf. Die mehrkantige Querschnittsgeometrie bietet die Möglichkeit den oder die Ultraschallgeber optimal zu dem in die Tauchwanne eingeführten, insbesondere eingehangenen Bauteil auszurichten. Dabei hat sich die achtkantige Querschnittsgeometrie als besonders geeignet erwiesen, es sind im Rahmen der Erfindung aber auch noch andere mehrkantige Querschnittsgeometrien Erfindung denkbar. Auch ist es im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die Tauchwanne rund in Form eines Zylinders auszugestalten.
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Eine solchermaßen ausgebildete Tauchwanne weist beispielsweise einen Abstand von 104 mm von gegenüberliegenden Wandflächen auf. Die Länge der Tauchwanne richtet sich nach der Länge der aufzunehmenden Bauteile und kann beispielsweise im Bereich von 400 bis 1000 mm liegen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Zugangsfläche mit einem Einführrahmen verbunden. Der Einführrahmen stellt sicher, dass die Tauchwanne vollständig mit Fluid gefüllt werden kann und durch die Verdrängung eines eingeführten zu reinigenden Bauteils kein Überschwappen von dem verdrängten Medium, beispielsweise einem Fluid in Form eines wässrigen Reinigers oder eines Lösungsmittels erfolgt. Weiterhin erfolgt durch den Einführrahmen eine problemlose Ausrichtung des einzuführenden Bauteils. Für diesen Zweck kann der Einführrahmen insbesondere auf den gegenüberliegenden Längsseitenwänden trichterförmig aufgeweitet sein. Schließlich sorgt der Einführrahmen während des Herausnehmens des gereinigten Bauteils dafür, dass abtropfendes Fluid sicher aufgefangen und in die Tauchwanne zurückgeführt wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Ultraschallgeber auf mehr als einer Wandfläche, insbesondere auf allen Kantenflächen, angeordnet. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich ein sehr homogenes und starkes Schallfeld, das in die Tauchwanne bzw. das in der Tauchwanne befindliche Fluid eingetragen wird. Durch die insbesondere achteckige Ausgestaltung der Tauchwanne weist ein mittig in die Tauchwanne eingeführtes Bauteil zu allen Wandflächen und damit zu allen Ultraschallgebern den gleichen Abstand auf. Dies ist für eine gründliche Reinigung günstig.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mehr als ein Ultraschallgeber auf einer Kantenfläche angeordnet. Dabei können die Ultraschallgeber entsprechend kompakt gebaut sein, so dass der Platzbedarf eines einzelnen Ultraschallgebers gering ist. Je nach Ausgestaltung des eingeführten und zu reinigenden Bauteils können die auf einer Kantenfläche angeordneten Ultraschallgeber mit unterschiedlichen Leistungen betrieben werden. Normalerweise werden aber die Ultraschallgeber eines Ultraschallreinigers mit jeweils der gleichen Leistung betrieben.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Ultraschallgeber auf unterschiedlichen Wandflächen versetzt zueinander angeordnet. Diese versetzte Anordnung verhindert, dass sich die Schalleinträge in das Fluid gegenseitig aufheben. Zudem wird dadurch die Montage der Schallgeber an den Kantenflächen der Tauchwanne erleichtert. Die Ultraschallgeber sind dabei in bevorzugter Ausgestaltung sternförmig auf den Kantenflächen angeordnet und der von einem Ultraschallgeber emittierte Schall ist in Richtung Tauchwannenmitte fokussiert. Diese Ausgestaltung vereint alle zuvor beschriebenen Einzelvorteile.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Ultraschallreiniger mit der Tauchwanne, dem Einführrahmen und den Schallgeber, in ein diese Bauteile umfassendes Gehäuse eingesetzt. Dadurch ist ein kompaktes, abgeschlossenes und geradflächiges Werkzeug geschaffen, das sich zum Einsatz in einer Ultraschalleinigungsanlage besonders eignet. Eine solche Ultraschallreinigungsanlage weist mindestens zwei Ultraschallreiniger auf, die vorzugsweise gradlinig zueinander ausgerichtet sind. Dadurch lässt sich ein HubSchritt-Fördersystem für den Transport der in die Tauchwanne jedes einzelnen Ultraschallreinigers einzuführenden Bauteils einfach verwirklichen.
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Der erfindungsgemäße Ultraschallreiniger eignet sich ganz besonders zur Reinigung metallischer Bauteile, insbesondere mechanisch bearbeiteter Bauteile und/oder geschweißter Bauteile. Ein Beispiel für ein mechanisch bearbeitetes Bauteil ist ein gestanztes Bauteil, an das nach dem Stanzvorgang Grate anhaften können. Bei einem geschweißten, beispielsweise lasergeschweißten Bauteil können Schweißperlen anhaften, die allesamt vor dem Einbau des Bauteils zuverlässig entfernt werden müssen. Ein Beispiel für ein solches Bauteil ist eine lange Düsennadel eines Einspritzinjektors für ein Common-Rail-Einspritzsystem, wobei die lange Düsennadel aus zwei Bauteilen durch Laserschweißen gefertigt wird. Bevor diese so gefertigte Düsennadel in die Düsennadelführung im Düsenkörper des Kraftstoffinjektors eingebaut wird, müssen eventuell vorhandene und anhaftende Schweißperlen zuverlässig und vollständig entfernt sein, um beim Betrieb des Kraftstoffinjektors einen Ausfall, beispielsweise verursacht durch eine klemmende Düsennadel, zu verhindern. Dabei kann die Bewertung bei der Überprüfung der Reinigungsergebnisse gewichtet erfolgen. So kann vorgeschrieben sein, dass Schweißperlen mit einer Größe von mehr als 200 µm vollständig entfernt sein müssen, während für Schweißperlen von einer Größe von beispielsweise 25 µm bis 50 µm das Vorhandensein einer bestimmten Anzahl von solchen kleinen Schweißperlen an der Düsennadel zugelassen ist. Es muss aber sichergestellt sein, dass die tatsächliche Anzahl unterhalb eines Grenzwertes liegt.
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Zusammenfassend ergeben sich die nachfolgenden Vorteile durch den erfindungsgemäß ausgestalteten Ultraschallreiniger:
- – Entfernung von Graten und Schweißperlen ohne mechanische Werkzeuge.
- – Die Werkzeuge werden quasi durch starke Kavitationsblasen ersetzt.
- – Einfache und kostengünstige Maschinentechnik.
- – Allseitige Bearbeitung ohne Drehvorrichtung oder komplizierte Handhabungsanlagen.
- – Geringer Platzbedarf, gut als platzsparende Linienanlage konzipierbar.
- – Gleichzeitige Reinigung bzw. Montagereinigung als Nebeneffekt.
- – Wenig Energieeinsatz durch kurze Taktzeiten im Bereich von 8 Sekunden bis 16 Sekunden.
- – Die Möglichkeit, den Ultraschallreiniger sowohl mit einem wässrigen Reiniger als auch mit Lösungsmittelreinigern zu betreiben.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
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Es zeigen:
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1 eine teilweise geschnittene dreidimensionale Ansicht eines Ultraschallreinigers,
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2 einen Schnittdarstellung A-A gemäß 3,
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3 einen Querschnitt durch einen Ultraschallreiniger,
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4 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Ultraschallreinigers ähnlich zur 1,
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5 eine schematische Darstellung einer in einem kontinuierlichen Durchlaufverfahren arbeitenden Ultraschallreinigungsanlage mit einer Aneinanderreihung von mehreren Ultraschallreinigern und
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6 eine schematische Darstellung einer in einem Taktverfahren (Hub / Schub von Station zu Station) arbeitenden Ultraschallreinigungsanlage mit einer Aneinanderreihung von mehreren Ultraschallreinigern.
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Ausführungsbeispiel der Erfindung
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Ein Ultraschallreiniger 1 weist eine achtkantige Tauchwanne 2 mit sieben Wandflächen 3 und einer Zugangsfläche 4 auf. Grundsätzlich ist aber auch eine Ausgestaltung der Tauchwanne 2 mit anderen geometrischen Formen, beispielsweise mit einer zylindrischen Form möglich. Die geodätisch hoch angeordnete offen ausgebildete Zugangsfläche 4 ist von einem Einführrahmen 5 umgeben und mit diesem dicht verbunden. An den Wandflächen 3 sind Ultraschallgeber 6 befestigt. Dabei sind an jeweils einer Wandfläche 3 mehrere Ultraschallgeber 6 bevorzugt in einer Reihe ausgerichtet befestigt. Ultraschallgeber 6 benachbarter und insbesondere gegenüberliegender Wandflächen 3 sind zueinander versetzt angeordnet. Die Ultraschallgeber 6 sind so ausgelegt, dass sie eine Schallleistung von 25 Watt/Liter Medium bis 400 Watt/Liter Medium, insbesondere 200 Watt/Liter Medium bis 300 Watt/Liter Medium erzeugen können. An der Zugangsfläche 4 und der dieser Zugangsfläche 4 gegenüberliegenden als Bodenfläche ausgebildeten Wandfläche 3 sind keine Ultraschallgeber 6 angeordnet.
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In die Tauchwanne 2 ist bis zur Höhe der Zugangsfläche 4 ein Medium, insbesondere ein Fluid, beispielsweise ein wässriger Reiniger oder ein Lösungsmittelreiniger eingefüllt. Zum Reinigen eines Bauteils 8 (2) wird dieses in die Tauchwanne 2 bevorzugt eingehangen, so dass das Bauteil 8 zumindest angenähert in der Mitte der Tauchwanne 2 angeordnet ist. Dadurch steigt das Fluid gegebenenfalls bis in den unteren Bereich des Einführrahmens 5 an. Zum Reinigen des eingehangenen Bauteils 8 werden die Ultraschallgeber 6 beispielsweise mit Taktzeiten von 8 bis 16 Sekunden mit einer Leistung von beispielsweise 250 Watt/Liter Fluid betrieben und erzeugen somit in dem Fluid auf das Bauteil 8 einwirkende Ultraschallwellen. Diese Ultraschallwellen lösen an dem Bauteil 8 anhaftende Verunreinigungen und/oder Rückstände einer vorherigen Bearbeitung. Bei einem metallischen Bauteil 8 können diese Rückstände beispielsweise bei einer mechanischen Bearbeitung wie Stanzen erzeugte Grate oder aber bei einem Schweißvorgang erzeugte Schweißperlen sein, die an dem metallischen Gegenstand, der beispielsweise eine Düsennadel eines Kraftstoffinjektors für ein Common-Rail-Einspritzsystem sein kann, anhaften. Die Verunreinigungen, beispielsweise Öle oder Fette, beziehungsweise die Rückstände werden in dem Ultraschallbad zuverlässig von dem Bauteil 8 gelöst und gelangen in das Fluid. Zur Entfernung der Rückstände oder der Verunreinigungen aus dem Fluid wird das in der Tauchwanne 2 befindliche Fluid kontinuierlich oder diskontinuierlich gereinigt. So kann die Tauchwanne 2 beispielsweise mit einer Filtereinrichtung zur ständigen Durchströmung verschaltet sein.
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Der gesamte Ultraschallreiniger 1 mit der Tauchwanne 2, dem Einführrahmen 5 und den Ultraschallgebern 6 ist in ein teilweise dargestelltes Gehäuse 7 eingebaut. Dadurch ist sichergestellt, dass eine einfach zu reinigende und glatte Oberflächen aufweisende Baueinheit geschaffen ist. Darüberhinaus sind durch das Gehäuse 7 die Ultraschallgeber 6 vor Beschädigungen oder Nässe geschützt. Weiterhin dient das Gehäuse 7 vor einer zu vermeidenden Berührung der Ultraschallgeber 6 durch Mitarbeiter und erhöht somit den Unfallschutz.
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Stirnseitig ist an das Gehäuse 7 ein rechteckiges Gehäuseteil 15 mit einem innenliegenden Rohr 16 mit einer höheneinstellbaren Muffe 17 angebaut. Das rechteckige Gehäuseteil 15 ist zumindest im Bereich der Tauchwanne 2 mit dieser ohne Zwischenwand fluidführend verbunden. Das Gehäuseteil 15 dient zur Versteifung des gesamten Ultraschallreinigers 1, während durch das Rohr 16 beispielsweise von einem in die Tauchwanne 2 eingesetzten Bauteil 8 verdrängtes Fluid abfließen kann. Auch werden so durch das Rohr 16 in dem Fluid befindliche Schwebestoffe abgeführt. Die höhenverstellbare Muffe dient zur Einstellung des Niveaus des Fluids in der Tauchwanne 2.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung A-A eines Ultraschallreinigers 1 gemäß 3. In die Tauchwanne 2 ist ein zu reinigendes Bauteil 8 mittig ausgerichtet eingesetzt, insbesondere eingehangen. Die Ultraschallgeber 6 der gegenüberliegenden Wandflächen 3 sind versetzt zueinander angeordnet, so dass die von den jeweiligen Schallgebern 6 ausgestrahlten Schallwellen versetzt zueinander auf das Bauteil 8 einwirken.
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3 zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Ultraschallreiniger 1 mit der sternförmigen Anordnung der Ultraschallgeber 6 auf den Wandflächen 3. Dabei sind die Ultraschallgeber 6 alle so angeordnet und ausgerichtet, dass die von einem Ultraschallgeber 6 ausgestrahlten Schallwellen in Richtung der Mitte der Tauchwanne 2, in der das Bauteil 8 angeordnet ist, fokussiert sind. Der Abstand von einer Wandfläche 3 zu der Mitte der Tauchwanne 2 bzw. dem Bauteil 8 beträgt beispielsweise 57 mm. Der Abstand ist abgestimmt auf die erzeugten Schallwellen beziehungsweise deren Amplituden.
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4 zeigt in einer ebenfalls dreidimensionalen Schnittdarstellung die räumliche Ausgestaltung des Ultraschallreinigers 1 und die versetzte Anordnung der Ultraschallgeber 6 auf den einzelnen Wandflächen 3. In der dargestellten Ausführung sind abwechselnd drei und vier Schallgeber 6 auf einer Wandfläche 3 abgeordnet. Es können aber im Rahmen der Erfindung auch beliebige andere Kombinationen verwirklicht sein.
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In 5 zeigt eine schematische Darstellung einer in einem kontinuierlichen Durchlaufverfahren arbeitenden Ultraschallreinigungsanlage mit einer Aneinanderreihung von mehreren Modulen in Form von zunächst einmal hier beispielsweise drei Ultraschallreinigern 1. Ein Bauteil 8 durchläuft kontinuierlich bewegt drei hintereinander angeordnete Ultraschallreiniger 1, wobei über einen Bauteileeinlauf 9 der Eintritt in den ersten Ultraschallreiniger 1 erfolgt. Die drei Ultraschallreiniger 1 werden in dieser Reihenfolge mit einer Frequenz von beispielsweise 40 kHz, 80 kHz und 120 kHz betrieben. Die unterschiedlichen Frequenzen bewirken eine unterschiedliche Reinigungswirkung unter Anderem zufolge einer unterschiedlichen Anzahl von Kavitationsblasen in dem Medium, die in Abhängigkeit von der Frequenz erzeugt werden. Je niedriger die Frequenz ist, desto höher ist die Kraft des Schalles. Ferner sind die Kavitationsblasen weniger und auch relativ ungleich verteilt in dem Medium angeordnet. Bei einer hohen Frequenz erhält man viele und ähnlich große Kavitationsblasen, die zudem in dem Medium homogen verteilt sind. Eine Frequenz von 40 kHz entspricht beispielsweise dem mechanischen Bearbeitungsgang „Schruppen“, eine Frequenz von 60 kHz entspricht beispielsweise dem mechanischen Bearbeitungsgang „Schlichten“ und eine Frequenz von 80 kHz entspricht beispielsweise dem mechanischen Bearbeitungsgang „Feinschlichten“. Beispielsweise wird der mit 40 kHz betriebene Ultraschallreiniger mit einer Schallleistung von 300 Watt/Liter betrieben, der mit 60 kHz betriebene Ultraschallreiniger mit einer Schallleistung von 200 Watt/Liter betrieben und der mit 80 kHz betriebene Ultraschallreiniger mit einer Schallleistung von ebenfalls 200 Watt/Liter betrieben. Wird das zu reinigende Bauteil in allen Ultraschallreinigern gleich lange, beispielsweise 6 sec eingetaucht, ist die Reinigungsleistung bei dem mit 300 Watt/Liter betriebenen Ultraschallreiniger an höchsten.
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Wie ausgeführt bewirken die unterschiedlichen Frequenzen verschiedene Reinigungseffekte. Insbesondere erfolgt in dem oder den ersten Ultraschallreiniger(n) die eigentliche Reinigung und in dem letzten Ultraschallreiniger erfolgt ein abschließender Spülgang. Ein viertes Modul ist eine geometrisch ähnlich zu den Ultraschallreinigern 1 ausgebildete Trocknungsstation 11, in der mittels Druckluft oder Heißluft an dem Bauteil 8 (noch) anhaftendes Fluid entfernt wird.
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Die Trocknungsstation 11 wird über einen Bauteileauslauf 10 wieder verlassen.
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6 zeigt eine Ultraschallreinigungsanlage 12 mit insgesamt drei Modulen, wovon die beiden ersten Module Ultraschallreiniger 1 sind. Die Ultraschallreiniger 1 werden beispielsweise mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben und können mit unterschiedlichen Medien beziehungsweise Fluiden gefüllt sein. Beispielsweise ist der erste Ultraschallreiniger 1 zum Reinigen eines Bauteils 8 und der zweite Ultraschallreiniger 1 zum Spülen des Bauteils 8 vorgesehen. An den zweiten Ultraschallreiniger 1 schließt das dritte Modul an, das als Trocknungsstation 11 ausgelegt ist. Die drei Module sind in einer gradlinigen Bearbeitungslinie angeordnet und werden von einem Hub-Schub-Fördersystem 13 für den Transport der Bauteile 8 umgeben. Dieses Hub-Schub-Fördersystem 13 weist eine Anzahl von Fördereinrichtungen 14 auf, die jeweils ein Bauteil 8 transportieren und nacheinander in den einzelnen Ultraschallreinigern 1 für eine Tauchzeit von beispielsweise 8 Sekunden bis 16 Sekunden eintauchen. Dabei ist die eingestellte Tauchzeit insbesondere abhängig von der eingestellten Leistung, und dem Verschmutzungsgrad der Bauteile 8, wie dies zuvor in der Beschreibung zu 5 ausführlich dargestellt worden ist. Grundsätzlich gilt aber: Je höher die Leistung ist, desto kürzer kann die Tauchzeit eingestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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