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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Oberflächen, insbesondere von Oberflächen von elektronischen Bauteilen, nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Strahldüse zum Einsatz in Vorrichtungen zum Reinigen von Oberflächen, insbesondere von Oberflächen von elektronischen Bauteilen, nach den Merkmalen des Patentanspruchs 4.
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Es ist bekannt, elektronische Teile mit z. B. Glaskugeln, Naturgranulat oder ähnlichem zu bestrahlen. Dabei entsteht statische Aufladung auf den elektronischen Teilen durch die Reibung des Strahlgranulates. Die Oberfläche der elektronischen Teile ist üblicherweise eine Kunststoffoberfläche. Durch den Einsatz von Antistatikum kann diese dabei entstehende Aufladung zwar reduziert aber leider nicht verhindert werden. Die statische Aufladung kann nachträglich durch eine ionisierte Luftdusche entfernt werden, allerdings können schon vorher elektronische Bauteile beschädigt werden.
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Der Strahlvorgang wird üblicherweise mit Strahlgranulat und normaler Druckluft durchgeführt. Dabei wird das Strahlgranulat mit der Druckluft vermischt und mit hoher Geschwindigkeit auf das zu bestrahlende, also zu reinigende Bauteil geschossen. Beim Auftreffen auf der Kunststoffoberfläche der z. B. Duroplastteile entsteht eine statische Aufladung von ca. 1000 V bis 20000 V. Diese kann selbst mit zugemischten Antistatikum nicht verhindert sondern nur auf ca. 100 V bis 1000 V reduziert werden. Da die maximale Grenze für elektronische Bauteile bei null Volt liegt, muss die statische Aufladung verhindert werden, bevor diese entsteht.
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Aus
US 2004/0194803 ist ein Verfahren zur Reinigung von elektronischen Bauteilen bekannt, bei welchem ionisierte gereinigte Druckluft verwendet wird, um Verunreinigungen und Restbestände von Farben etc. auf dem elektronischen Bauteil zu entfernen.
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Aus
WO2004/048006 A1 ist ein Verfahren zum Abtrennen von Staubpartikeln aus einem Granulat bekannt, bei dem ein Luftstrom durch das Granulat geleitet wird, welcher die Staubpartikel mitführt, wobei das Staubpartikel enthaltende Granulat in einen Behälter eingebracht wird. Wenigstens ein Teil der den Luftstrom bildenden Luft ist dabei ionisiert. Die Ionisierung erfolgt dabei derart, dass der Luftstrom durch eine an sich bekannte, aber nicht näher beschriebene, Ionisierungsvorrichtung geführt wird.
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Aus
DE 37 411 777 A1 eine Vorrichtung zum Entstauben von Folien, dünner Platten oder aus Folien bestehender Gegenstände bekannt. Die Vorrichtung umfasst einen Luftführungskanal durch welchen Reinigungsluft quer zum Vorschub der zu reinigenden Folie über die zu reinigende Oberfläche geblasen wird. Die Luft wird im Reinigungsbereich ionisiert, wodurch elektrostatische Ladungen an der Folienoberfläche entladen und weggeblasen werden.
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Aus
DE 36 03 041 A1 ist ein Flächenreinigungsgerät zur Entstaubung von festen Gegenständen, insbesondere zur Vorreinigung von Autokarosserien vor der Lackierung bekannt, das eine eingebaute Blasluftdüse umfasst. Diese Blasluftdüse steht mit einer Ionisierungsvorrichtung in Wirkverbindung. In der Ionisierungsvorrichtung werden Staubpartikel elektrostatisch geladen und mittels der Blasluftdüse auf die zu reinigende Oberfläche geschossen, wo sie die elektrostatisch haftenden Staubpartikeln neutralisieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Vermeidung statischer Aufladung von zu reinigenden Oberflächen anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht in der Angabe einer entsprechenden Strahldüse.
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Diese Aufgaben werden mit dem Verfahren gemäß den Merkmalen des geltenden Patentanspruchs 1 sowie mit der Strahldüse gemäß den Merkmalen des geltenden Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen von Oberflächen von elektronischen Bauteilen zeichnet sich dadurch aus, dass Strahlgut mit Druckluft vermischt und mittels einer Düse der zu reinigenden Oberfläche zugeführt wird, wobei der Reinigungsstrahl mit ionisierter Luft vermischt wird. Bei dem Strahlgut handelt es sich z. B. um Glaskugeln, Naturgranulat oder anderen Mitteln, welche ein Fachmann bei der Reinigung von Oberflächen verwendet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Reinigungsstrahl beim Austritt aus der Düse mit ionisierter Luft vermischt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Reinigungsstrahl in einem Bereich nach Verlassen der Düse und vor Auftreffen auf die zu reinigende Oberfläche mit ionisierter Luft vermischt.
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Die Erzeugung von ionisierter Luft sowie die Beschleunigung des Gemisches aus ionisierter Luft mit Strahlgranulat und Druckluft auf die zu behandelnde Oberfläche eines elektronischen Bauteils sind einem Fachmann hinreichend bekannt und sind nicht Gegenstand dieser Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Strahldüse zum Einsatz in Vorrichtungen zum Reinigen von Oberflächen von elektronischen Bauteilen besteht aus einem Düsenkörper mit einem Hauptkanal, der einen axialen Einlass für ein Gemisch aus Strahlgut und Druckluft und einen axialen Auslass umfasst. Ferner weist die Strahldüse einen oder mehrere Nebenkanäle zur Förderung und Einbringung ionisierter Luft in das Gemisch aus Strahlgut und Druckluft auf.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Nebenkanäle Nebenkanalaustrittsöffnungen auf, welche ringförmig um den Hauptkanal angeordnet sind. Die Achsen der Nebenkanalaustrittsöffnungen verlaufen unter spitzem Winkel oder in rechtem Winkel zur Achse des Hauptkanals. Zweckmäßig sind 4 Nebenkanalaustrittsöffnungen vorhanden, welche symmetrisch um den Hauptkanal angeordnet sind. Die den Nebenkanalaustrittsöffnungen zugeordneten Nebenkanäle sind zweckmäßig derart ausgeführt, dass die in diesen Nebenkanälen geführte ionisierte Luft unter einem vorgegebenen Winkel, insbesondere zwischen 10° und 90°, dem Gemisch aus Strahlgut und Druckluft zugeführt ist. Eine rotationssymmetrische Anordnung der Nebenkanalaustrittsöffnungen um den Hauptkanal erweist sich dahingehend als geeignet, da in einer solchen Anordnung eine optimale Durchmischung des Gemisches aus Strahlgut und Druckluft mit der Ionisierten Luft erreichen lässt.
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Die Beschleunigung des Gemisches aus ionisierter Luft mit Strahlgut und Druckluft auf vorgegebene Geschwindigkeiten erfolgt mit den einem Fachmann bekannten strömungsmechanischen Mitteln. Ebenso erfolgt die Zuführung der entsprechenden Medien in die Neben- bzw. Hauptkanäle gemäß einem Fachmann bekannten Mitteln.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine ringförmige Nebenkanalaustrittsöffnung um den Hauptkanal vorhanden, wobei die ringförmige Nebenkanalaustrittsöffnung ist derart ausgebildet, dass die ausströmende ionisierte Luft dem Gemisch aus Strahlgut und Druckluft unter spitzem Winkel oder rechtem Winkel zugeführt ist.
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Die Erfindung sowie weitere Vorteile der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Strahldüse in einer ersten Ausführungsform in Draufsicht,
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2 eine schematische Darstellung einer Strahldüse in einer zweiten Ausführungsform in Draufsicht,
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3 eine schematische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Strahldüse in einer ersten Variante,
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4 eine schematische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Strahldüse in einer zweiten Variante,
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Strahldüse in Draufsicht. In dieser gezeigten Ausführungsform weist die Strahldüse 1 beispielhaft vier Nebenkanäle 4 auf, welche symmetrisch um die Auslassöffnung 6 des Hauptkanals 3 angeordnet sind. Der Düsenkörper 2 weist neben der Hauptkanalaustrittsöffnung 6 des Hauptkanals 3 die Nebenkanalaustrittsöffnung 5 der beispielhaft vier Nebenkanäle 4 auf.
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Die Achse H des Hauptkanals 3 zeigt aus der Zeichenebene heraus. Die Achsen N der Nebenkanäle 4 sind derart angedeutet, dass sie die Achse H des Hauptkanals 3 schneiden. Der Schnittpunkt S der Achse H des Hauptkanals 3 und der Achsen N der Nebenkanäle 4 liegt außerhalb der Zeichenebene.
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Dadurch wird deutlich, dass die in den Nebenkanälen 4 transportierte ionisierte Luft außerhalb des Düsenkörpers 2 und somit in Strahlrichtung nach Austritt des Gemischs aus Strahlgranulat und Druckluft aus dem Hauptkanal 3 der Strahldüse 1 mit dem Gemisch aus Strahlgranulat und Druckluft gemischt wird.
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2 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Strahldüse in Draufsicht Gleiche Bezugszeichen bedeuten hierbei gleiche Gegenstände. In dieser gezeigten Ausführungsform weist die Strahldüse 1 eine ringförmige Nebenkanalaustrittsöffnung 5 auf, welche um den Hauptkanal 5 angeordnet ist. Der ringförmige Nebenkanal 4 ist dabei konzentrisch zum Hauptkanal 5 im Düsenkörper 2 ausgeführt. Die Achse H des Hauptkanals 3 steht senkrecht zur Zeichenebene und die Achse N des ringförmigen Nebenkanals ist derart ausgerichtet, dass sich die beiden Achsen H und N außerhalb der Zeichenebene schneiden. Mit anderen Worten, der ringförmige Nebenkanal ist derart ausgeführt, dass die Strömungsrichtung der ausströmenden ionisierten Luft in Richtung der Achse H des Hauptkanals 3 ausgerichtet ist.
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3 zeigt einer schematische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Strahldüse in einer ersten Variante, wobei diese gezeigte Schnittdarstellung sowohl das Ausführungsbeispiel mit mehreren Nebenkanälen als auch mit einem ringförmigen Nebenkanal abdeckt. 3 stellt somit eine Schnittdarstellung der 1 und 2 entlang der Schnittlinie A dar.
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Die Darstellung zeigt eine Strahldüse 1 mit einem Düsenkörper 2, in welchem ein Hauptkanal 3 und zwei symmetrisch zum Hauptkanal 3 angeordneten Nebenkanäle 4. Der Eintritt des Hauptkanals 3 sowie die Eintritte der Nebenkanäle 4 sind nicht weiter dargestellt. Außerdem sind in der Darstellung die Vorratsbehälter für das Strahlgranulat sowie die Druckluft als auch die Einrichtung zur Ionisierung von Luft, zweckmäßig von Druckluft, nicht gezeigt. Letztere Einrichtung ist Stand der Technik und nicht Gegenstand dieser Erfindung. Der Anschluss des Hauptkanals 3 und der Nebenkanäle 4 an entsprechende Behältnisse zur Bevorratung und Versorgung mit den entsprechenden Medien ist ebenfalls Stand der Technik und nicht Gegenstand dieser Erfindung.
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Die Achsen N der Nebenkanäle 4 und die Achse H des Hauptkanals 3 schneiden sich außerhalb des Düsenkörpers 2 in einem Punkt S. Der Winkel α, unter dem sich die beiden Achsen N und H schneiden beträgt weniger als 90°. Zweckmäßig beträgt der Winkel α zwischen 10° und 50°. Der Schnittpunkt S der beiden Achsen N und H liegt hier in Strömungsrichtung gesehen hinter der Austrittsöffnung 6 des Hauptkanals 4 und vor der zu reinigenden Oberfläche (nicht dargestellt).
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4a und 4b zeigen einer schematische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Strahldüse in einer zweite Variante, wobei diese gezeigte Schnittdarstellung sowohl das Ausführungsbeispiel mit mehreren Nebenkanälen als auch mit einem ringförmigen Nebenkanal abdeckt. Gleiche Bezugszeichen bedeuten hierbei gleiche Gegenstände.
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Die Achsen N der Nebenkanäle 4 bzw. des ringförmigen Nebenkanals und die Achse H des Hauptkanals 3 schneiden sich in dem Punkt S, welcher innerhalb des Düsenkörpers 2 liegt und zwar zweckmäßig auf der Achse H des Hauptkanals 3. Dadurch erfolgt die Mischung der ionisierten Luft aus den Nebenkanälen 4 mit dem Gemisch aus Strahlgut und Druckluft im Hauptkanal 4 vor Austritt des Gemisches aus der Strahldüse 1.
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In 4a sind die Achsen N der Nebenkanäle 4 bzw. des ringförmigen Nebenkanals und die Achse H des Hauptkanals 3 derart zueinander angeordnet, dass der Winkel α zwischen den beiden Achsen N und H 90° beträgt. In 4b sind die entsprechenden Achsen N und H derart angeordnet, dass der Winkel α zwischen 10° und 50° beträgt.
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Selbstverständlich ist es möglich, dass bei den in 3 und 4a, b gezeigten Bespielen für den Fall mehrerer Nebenkanäle 4 die Achsen N der Nebenkanäle 4 und der Achse H des Hauptkanals 3 in mehreren Schnittpunkten S schneiden. Dadurch kann eine bessere Durchmischung der Medien aus den Nebenkanälen und dem Hauptkanal erzielt werden.
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Eine gute Durchmischung der ionisierten Luft mit dem Gemisch aus Strahlgranulat und Druckluft gewährleistet ein Reinigen und Bestrahlen von elektronischen Bauteilen, ohne dass es zu einer statischen Aufladung dieser Bauteile kommt. Dadurch wird eine Zerstörung der Bauteile verhindert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Strahldüse
- 2
- Düsengehäuse
- 3
- Hauptkanal
- 4
- Nebenkanal
- 5
- Nebenkanalaustrittsöffnung
- 6
- Hauptkanalaustrittsöffnung
- H
- Hauptachse
- N
- Nebenachse
- α
- Winkel
- S
- Achsenschnittpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2004/0194803 [0004]
- WO 2004/048006 A1 [0005]
- DE 37411777 A1 [0006]
- DE 3603041 A1 [0007]
