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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung linear erstreckter Objekte, bei dem ein im Wesentlichen ringförmiger Düsenträger in Längsrichtung gegenüber dem Objekt bewegt wird, wobei über am Düsenträger angebrachte Düsen ein Reinigungsmedium auf das Objekt geblasen wird, um Öl oder andere am Objekt haftende Fremdkörper zu entfernen.
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Bei der Produktion hochwertige technischer Bauteile ist es in der Regel erforderlich Reinigungsschritte durchzuführen, um etwaige Reste spannender Bearbeitung, wie Späne, Öl oder Schleifemulsionen zu entfernen. Dies wird in vielen Fällen durch Abblasen mit einem Reinigungsmedium wie beispielsweise Pressluft durchgeführt.
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Es ist bekannt, zur Reinigung länglicher Bauteile, wie etwa Achsen, Nockenwellen, Spindeln oder Schrauben einen ringförmigen Düsenträger relativ zum Objekt zu bewegen und dabei das Reinigungsmedium aus Düsen, die am Düsenkörper angebracht sind, auf das Objekt zu richten. Typischerweise ist dabei das Objekt mit waagrechter Achse eingespannt und der Düsenkörper entlang der Achse bewegt wird.
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In diesem Zusammenhang umfasst die obige Definition aber auch Situationen, bei denen die Achse des Objekts senkrecht ist oder das Objekt relativ zum Düsenkörper bewegt wird. Wesentlich ist, dass der Düsenkörper eine Erstreckung in Längsrichtung aufweist, die deutlich geringer ist als die des Objekts und der Reinigungsvorgang daher entlang der Längsachse fortschreitend verläuft.
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Es ist bekannt, eine solche Reinigung so durchzuführen, dass im Düsenkörper eine Mehrzahl von Düsen in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind, die annähernd oder genau auf die Längsachse des zu reinigenden Objekts gerichtet sind. Gleichzeitig sind die Düsen in der Regel schräg gegenüber der Längsachse angeordnet, so dass die Düsenachsen beispielsweise einen Kegel mit dem Scheitel auf der Längsachse des Objekts aufspannen. Die Reinigung erfolgt dabei in der Weise, dass das auf das Objekt auftretende Reinigungsmedium – typischerweise Pressluft – vom Objekt entfernt und in Längsrichtung abtransportiert wird. Selbstverständlich entspricht dabei die Bewegungsrichtung des Düsenträgers der Richtung, in die die Düsen geneigt sind, so dass die Fremdkörper zur noch nicht gereinigten Seite des Objekts hin weggeblasen werden.
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Diese bekannte Vorrichtung wird erfolgreich beispielsweise in der Automobilindustrie eingesetzt, da es auf diese Weise möglich ist, Nockenwellen, Schrauben oder dergleichen effizient zu reinigen. Nachteilig ist jedoch der relativ hohe Luftverbrauch, der einen entsprechenden Energieverbrauch bedingt, und die Tatsache, dass eine Vielzahl von Düsen vorgesehen sein muss, um jeden Punkt des Werkstücks sicher zu erfassen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Lösung anzugeben, bei der der Luftverbrauch verringert werden kann und der technische Aufbau vereinfacht werden kann.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Düsen in einen Ringspalt zwischen dem Objekt und dem Düsenträger tangential zum Objekt gerichtet ist. Dies bedeutet, dass diese Düsen, die in der Folge als Dralldüsen bezeichnet werden, eine völlig andere Wirkungsweise entfalten als die Düsen bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach dem Stand der Technik. Diese Düsen erzeugen nämlich nicht einen Luftstrahl, der senkrecht oder in einem Winkel auf das Werkstück gerichtet ist, um Fremdkörper direkt zu entfernen, sondern dienen Primär dazu, eine Drallströmung in dem Ringspalt zwischen dem Objekt und dem Düsenträger zu erzeugen. Daher werden solche Düsen zur besseren Unterscheidung hier Dralldüsen genannt. Die Achsen dieser Dralldüsen sind nicht auf das Objekt selbst gerichtet, sondern liegen tangential zum Objekt oder gehen daran vorbei.
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Wesentlich ist somit die oben beschriebene Drallströmung oder Wirbelströmung, die es ermöglicht, dass mit einer insgesamt wesentlich geringeren Luftmenge mindestens die gleiche Reinigungswirkung erzielt wird wie bei Verfahren nach dem Stand der Technik. Unterschiedlich zum Stand der Technik ist auch, dass es nicht erforderlich ist, die Düsen in Längsrichtung zu neigen, um die Fremdkörper wegzublasen. Durch die Drallströmung bzw. Wirbelströmung wird eine Zentrifugalkraft erzeugt, die die Fremdkörper radial nach außen abtransportiert. Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass nunmehr mit einer wesentlich geringern Anzahl an Düsen das Auslangen gefunden werden kann, da die Strömung auch Fremdkörper von Stellen abtransportiert die nicht direkt vom Düsenstrahl erfasst sind. So ist es insbesondere möglich, in Umfangsrichtung lediglich an einer oder zwei Stellen Düsen vorzusehen, also im Extremfall mit einer einzigen Dralldüse das Auslangen zu finden.
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist nicht nur für zylindrische Objekte geeignet, sondern auch für längliche Objekte komplexerer Formgebung wie beispielsweise Nockenwellen. In diesem Fall ist es selbstverständlich erforderlich, um die Bewegungen in Längsrichtung überhaupt zu ermöglichen, dass das Lumen des Düsenträgers größer ist als die Einhüllende aller Querschnitte der Nockenwelle. In diesem Fall sind die Dralldüsen beispielsweise tangential auf diese Einhüllende gerichtet, um eine Drallströmung zu erzeugen, die auch um die Nocken herum eine sichere Abtragung der Fremdkörper gewährleistet. Andererseits jedoch kann dabei eine unzureichende Reinigung der Bereiche mit geringerem Durchmesser zwischen den Nocken zu beobachten sein. In einem solchen Fall wird vorzugsweise ein Teil des Reinigungsmediums über gesonderte Düsen stärker zur Längsachse hin gerichtet das heißt, dass zumindest im Bereich der Nocken das Reinigungsmedium direkt auf das Objekt gerichtet wird. In den Abschnitten zwischen den Nocken liegt dann wiederum tangentiale Anströmung vor.
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Weiters betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Reinigung linear erstreckter Objekte, mit einem im Wesentlichen ringförmigen Düsenträger, der in Längsrichtung gegenüber dem Objekt bewegbar ist, wobei am Düsenträger mindestens eine Düse ausgebildet ist, um ein Reinigungsmedium auf das Objekt zu blasen, um Öl oder andere am Objekt haftende Fremdkörper zu entfernen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mindestens eine Düse als Dralldüse tangential zum Objekt in einen Ringspalt zwischen dem Objekt und dem Düsenträger gerichtet ist. Eine solche Vorrichtung ermöglicht eine verbesserte Ausnützung der gegebenen Luftmenge und daher eine verbesserte Reinigungswirkung in Bezug auf die aufgewendete Luftmenge bzw. allgemein auf die Menge des Reinigungsmediums.
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Eine Verlängerung der Verweilzeit des Reinigungsmediums im Ringspalt kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die mindestens eine Dralldüse eine Achse aufweist, die in einer Ebene liegt, die im Wesentlichen rechtwinkelig zur Achse des Objekts ist. Dies ermöglicht eine weitere Effizienzsteigerung.
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Sind mehrere Dralldüsen vorgesehen, ist es von besonderem Vorteil, dass diese in gleicher Drehrichtung ausgerichtet sind, d. h. in Längsrichtung gesehen alle entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn blasen. Die mehreren Dralldüsen können dabei in Axialrichtung nebeneinander oder in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein.
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Bei kompliziert ausgebildeten Konturen des Objekts kann es erforderlich sein, dass zusätzlich zu der mindestens einen Dralldüse mindestens eine Blasdüse vorgesehen ist, die direkt auf das Objekt gerichtet ist. Auf diese Weise ist es möglich, die hauptsächlich wirksame Drallströmung lokal zu modifizieren, um konkave Bereiche oder Hinterschneidungen ebenfalls wirksam zu reinigen. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Blasdüse eine Achse aufweist, die stärker in Radialrichtung und stärker in Axialrichtung geneigt ist als die Achse der mindestens einen Dralldüse.
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Eine besonders günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gegeben, wenn der Ringspalt eine Dicke aufweist, zwischen 5% und 20% und vorzugsweise des Innendurchmessers des Düsenträgers beträgt. Darüber hinaus ist es günstig, wenn der Düsenträger eine Axialerstreckung aufweist, die mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 120% des Innendurchmessers des Düsenträgers beträgt. Auf diese Weise kann mit geringst möglichen Aufwand ein hoher Grad an Effizienz sicher gestellt werden.
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In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: 1 schematisch eine Erfindungsgemäße Vorrichtung; 2 eine erste Ausführungsvariante eines Düsenträgers in einer Ansicht in Axialrichtung; 3 eine zweite Ausführungsvariante eines Düsenträgers in einer Ansicht in Axialrichtung mit einem zu reinigenden Objekt.
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1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit einem Gehäuse 1, das an seinen Stirnseiten Aufnahmen 2, 3 für ein zu reinigendes Objekt aufweist, bei dem es sich im vorliegenden Fall um eine Nockenwelle 4 handelt. Ein Düsenträger 5 kann über nicht dargestellte Führungen in Längsrichtung d.h. entlang des Doppelpfeils 6 gegenüber der Nockenwelle 4 hin und her bewegt werden. Der Düsenträger 5 besitzt mehrere Düsen 7, über die ein Reinigungsmedium, beispielsweise Pressluft in einen Ringspalt 8 zwischen der Nockenwelle 4 und dem Düsenträger 5 eingeblasen werden kann. Die Längsachse der Nockenwelle 4 ist mit 4a bezeichnet.
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In 2 setzt sich der Düsenträger 5 von 2 aus zwei Hälften 5a, und 5b zusammen und besitzt ein Lumen 18 mit kreisförmigen Querschnitt, durch das ein hier nicht dargestelltes Objekt hindurch bewegt werden kann. Eine Düse 7 ist als Dralldüse mit einer Achse 7a so ausgerichtet, dass der Abstand d von der Längsachse 4a etwa 90% des Radius r des Lumens 18 beträgt.
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In der 3 ist eine alternative Ausführungsvariante in einer entsprechenden Darstellung entsprechend der 2 dargestellt. Bei den zu reinigenden Objekt handelt es sich um eine Nockenwelle 4 mit einer Längsachse 4a. Die Nockenwelle 4 besteht aus einem zylindrischen Körper 5, an dem drei Nocken 10a, 10b und 10c angeformt sind, die im gleichmäßigen Winkelabständen von 120° gegeneinander versetzt sind, wie dies bei V6-Motoren typischerweise der Fall ist. Drei nebeneinander angeordnete Dralldüsen 7 sind ähnlich wie bei der Ausführungsvariante von 2 am äußeren Umfang so angeordnet, dass das ausgeblasene Reinigungsmedium, dargestellt durch den Pfeil 11, kreisförmig entlang des Ringspalts 8 geführt wird, der das nicht von der Nockenwelle eingenommene Lumen 18 der Nockenwelle 4 darstellt. Zusätzlich zu den Dralldüsen 7 ist eine Blasdüse 10 vorgesehen, deren Achse 10a parallel zur Achse 7a der Blasdüse 7 ist, die aber weiter innen angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die Blasdüse 7 im Bereich der Nocken 10a, 10b und 10c direkt auf die Nockenwelle 4 gerichtet ist, im Bereich des Wellenabschnittes 9 jedoch ebenfalls tangential angeordnet ist, wie aus dem weiteren Pfeil 12 für die Blasdüse 10 hervorgeht.
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Der Ringspalt 8 weist eine vergleichsweise geringe Dicke auf, die beispielsweise 10% des Innendurchmessers r des Düsenträgers 5 beträgt und bevorzugt zwischen 5% und 20% und des Innendurchmessers D = 2·r ausmacht. Die Breite des Düsenträger 5, d.h. seine Axialerstreckung sollte mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 120% des Innendurchmessers 2·r des Düsenträgers 5 betragen.
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Sowohl die Dralldüsen 7a als auch die Blasdüse 10 liegen bei der Ausführungsvariante von 3 mit ihren Achsen 7a bzw. 10a in der Darstellungsebene bzw. parallel dazu. Es kann allerdings auch bei Bedarf eine oder mehrere dieser Düsen geringfügig gegen die Darstellungsebene geneigt sein, d.h. dass der Strahl aus dieser Düse bzw. aus diesen Düsen eine geringfügige Komponente in Axialrichtung aufweist. Dieser Winkel gegenüber der Darstellungsebene sollte zumindest für die Dralldüsen nicht größer sein als 20° und vorzugsweise kleiner sein als 10°.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Lufteinsparung bei der Reinigung von Werkstücken zu erzielen.
