DE102015106725A1

DE102015106725A1 - Verfahren zur maschinellen Reinigung von Werkstücken und/oder Maschinenbauteilen sowie Reinigungsanlage

Info

Publication number: DE102015106725A1
Application number: DE102015106725.0A
Authority: DE
Inventors: Günther Zippel; Jürgen Hannemann
Original assignee: Zippel GmbH and Co KG
Current assignee: Zippel GmbH and Co KG
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2035-05-01
Also published as: US20180043403A1; CN107427866A; EP3288690A1; DE102015106725B4; WO2016173740A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren sowie eine Reinigungsanlage zur maschinellen Reinigung von in wenigstens einer teilweise offenen Reinigungskammer aufgenommen Werkstücken und/oder Maschinenbauteilen. Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur maschinellen Reinigung von in wenigstens einer teilweise offenen Reinigungskammer aufgenommenen Werkstücken oder Maschinenbauteilen, bei dem die zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile auf einem Werkstückträger und/oder einer Drehanordnung in die Reinigungskammer eingebracht werden, bei dem über zumindest eine Lanzenvorrichtung zumindest eine Reinigungsströmung erzeugt wird, mit der die Außenkontur der zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile zumindest abschnittsweise beaufschlagt wird, bei dem die Lanzenvorrichtung mittels einer Führungs- und Bewegungseinrichtung entlang der Außenkontur des zu reinigenden Werkstücks oder Maschinenbauteils gesteuert verfahrbar ist, und zwar abhängig von einer in einer Steuereinheit ausgeführten Steuerroutine, bei dem abhängig von den durch die Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse von Werkstücken oder Maschinenbauteilen individuell für das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil mehrere Reinigungsabschnitte auf der dreidimensionalen Außenkontur definiert und ausgehend davon die Steuerroutine erzeugt wird, bei dem die Lanzenvorrichtung mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung zumindest an die ermittelten Reinigungsabschnitte gesteuert geführt und der jeweilige Reinigungsabschnitt gezielt mit der Reinigungsströmung beaufschlagt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Reinigungsanlage zur maschinellen Reinigung von in wenigstens einer teilweise offenen Reinigungskammer aufgenommenen Werkstücken und/oder Maschinenbauteilen.
Verfahren und/oder Reinigungsanlagen zur Reinigung von Werkstücken, Maschinenbauteilen und dergl. Gegenständen, sind hinlänglich bekannt.
Derartige Verfahren und/oder Reinigungsanlage weisen üblicherweise eine Reinigungskammer auf, die einen Reinigungsraum einschließt. Im Reinigungsraum ist ein Werkstückträger angeordnet, der zur Aufnahme der zu reinigenden Werkstücke, Maschinenbauteile und dergl. Gegenstände vorgesehen ist. Der Werkstückträger weist beispielsweise drei jeweils um beispielsweise 360° verschwenkbare Achsen auf, die stufenlos dreh- oder schwenkbar ausgebildet und/oder auf einer entsprechenden Dreh-/Schwenkanordnung montiert sein können.
Ferner umfasst eine maschinelle bzw. industrielle Reinigungsanlage eine oder mehrere Lanzenvorrichtungen, die für unterschiedlichste Reinigungszwecke zumindest eine Reinigungsströmung erzeugen und beispielsweise um drei Achsen angetrieben beweglich angeordnet sein können. Alternativ oder zusätzlich verfügt ein derartiges Reinigungsverfahren bzw. eine derartige Reinigungsvorrichtung über diverse Spül- und/oder Filtriervorrichtungen sowie Zu- und Abführleitungen für das zumindest teilweise in den Reinigungsraum einzubringende Reinigungs- und Spülmedium.
Zur Reinigung der Werkstücke oder Maschinenbauteile werden diese in die Reinigungskammer eingebracht und vorzugsweise vom Werkstückträger aufgenommen, d.h. zu den Reinigungszwecken in einer vorgegebenen Lage fixiert. Über die Lanzenvorrichtung und/oder die Zuführleitungen kann die Reinigungs- oder Prozesskammer zumindest teilweise mit dem Reinigungs- und Spülmedium gefüllt bzw. geflutet werden, und zwar vorzugsweise derart, dass eine erste Grobreinigung der Werkstücke oder Maschinenbauteile zum Ausspülen der losen Späne und Spanester in Bohrungen und/oder an Hinterschneidungen erfolgt.
Die Anforderungen an die Reinigungsqualität bzw. Reinigungsgüte derartiger industrieller Reinigungsmaschinen nehmen jedoch erheblich zu. Beispielsweise ist es erforderlich, die Werkstücke oder Maschinenbauteile oder dergleichen Gegenstände von Schmutzpartikeln mit einer sehr geringen Partikelgröße, beispielsweise einer Länge weniger als 200μm und einer Breite ebenfalls weniger als 200 μm zu befreien, welche diesen aufgrund von beispielsweise spanender Herstellungsverfahren noch anhaften.
Ferner ist es in industriellen Fertigungsprozessen auch oftmals notwendig und erforderlich, dass die gereinigten Werkstücke und/oder Maschinenbauteile eine hinreichende technische Sauberkeit aufweisen, die insbesondere einschlägigen Normen, beispielsweise der VDA 19 bzw. ISO 16232 genügen. Die VDA 19 bzw. ISO 16232 definiert dabei die vorgeschriebenen Extraktionsverfahren, Analyseverfahren sowie Dokumentation der Prüfungsergebnisse. Darüber hinaus ist aufgrund des ständig zunehmenden Kostendruckes der Faktor Reinigungszeit von erheblicher Bedeutung. Es ist daher ständiges Bestreben im Bereich der industriellen Maschinen- und Bauteilereinigung bei hoher Reinigungsgüte die Bearbeitungszeit der einzelnen Werkstücke oder Maschinenbauteile möglichst kurz zu halten.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Reinigungsanlage zur maschinellen Reinigung von in wenigstens einer teilweise offenen Reinigungskammer aufgenommenen Werkstücken oder Maschinenbauteilen anzugeben, die eine im Vergleich zum Stand der Technik effektivere und effizientere Reinigung von Werkstücken oder Maschinenbauteilen ermöglicht und dabei insbesondere auch den Anforderungen an die technische Sauberkeit nach VDA 19 bzw. ISO 16232 genügt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur maschinellen Reinigung von in wenigstens einer teilweise offenen Reinigungskammer aufgenommenen Werkstücken oder Maschinenbauteilen entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 1 ausgebildet. Eine entsprechend ausgebildete Reinigungsanlage ist Gegenstand des Patentanspruches 16. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen dabei besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur maschinellen Reinigung von in wenigstens einer teilweise offenen Reinigungskammer aufgenommenen Werkstücken oder Maschinenbauteilen ist darin zu sehen, dass die zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile auf einem Werkstückträger und/oder einer Drehanordnung in die Reinigungskammer eingebracht werden und über zumindest eine Lanzenvorrichtung zumindest eine Reinigungsströmung erzeugt wird, mit der die Außenkontur der zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile zumindest abschnittsweise beaufschlagt wird. Vorteilhaft ist die Lanzenvorrichtung mittels einer Führungs- und Bewegungseinrichtung entlang der Außenkontur des zu reinigenden Werkstücks oder Maschinenbauteils gesteuert verfahrbar, und zwar abhängig von einer in einer Steuereinheit ausgeführten Steuerroutine, wobei abhängig von den durch die Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse von Werkstücken oder Maschinenbauteilen für das jeweils zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil individuell mehrere Reinigungsabschnitte auf der dreidimensionalen Außenkontur definiert werden und ausgehend davon die Steuerroutine erzeugt wird. Anschließend wird die Lanzenvorrichtung mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung zumindest an die ermittelten Reinigungsabschnitte gesteuert geführt und der jeweilige Reinigungsabschnitt gezielt mit der Reinigungsströmung beaufschlagt. Indem das erfindungsgemäße Verfahren unter anderem vorschlägt, die Reinigung des Werkstücks oder Maschinenbauteils abhängig von den durch die Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse, also unter Berücksichtigung der Richtlinie für die technische Sauberkeit gemäß der VDA 19 bzw. ISO 16 232, für das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil jeweils individuell mehrere Reinigungsabschnitte auf der dreidimensionalen Außenkontur zu definieren und ausgehend davon die Steuerroutine zu erzeugen, werden die durch die VDA 19 bzw. ISO 16 232 vorgegebenen technischen Prüfbedingungen bereits bei Erzeugung der Steuerroutine gezielt berücksichtigt, d.h. das Bauteil wird gezielt an den zu überprüfenden Abschnitten der Außenkontur eine Reinigung unterzogen. Hierzu wird besonders vorteilhaft die Lanzenvorrichtung mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung entlang der Außenkontur des zu reinigenden Werkstücks oder Maschinenbauteils mittels der Steuerroutine gesteuert verfahren, und zwar unter Berücksichtigung der Prüfparameter der VDA 19 bzw. ISO 16 232. Hierdurch wird eine im Vergleich zum Stand der Technik deutlich höhere Effizienz des Reinigungsverfahrens erreicht. Besonders vorteilhaft können beispielsweise der Reinigungsdruck der Reinigungsströmung und/oder das zur Reinigung erforderliche Volumen der Reinigungsströmung und/oder die Reinigungsdauer effektiv reduziert werden.
Besonders vorteilhaft werden die zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteil damit gezielt entlang ihrer Außenkontur mit der zumindest einen Reinigungsströmung beaufschlagt und durch bereits bei im Vergleich zum Stand der Technik reduzierten Strömungskräften ein zuverlässiges und effektives Lösen insbesondere von an und in den Werkstücken oder Maschinenbauteilen anhafteten Schmutzpartikeln oder Fertigungsrückständen auch geringer Partikelgröße erreicht.
Weiterhin vorteilhaft wird wenigstens einem Konturabschnitt und/oder Oberflächenabschnitt der dreidimensionalen Außenkontur des Werkstückes oder Maschinenbauteils wenigstens ein Reinigungsabschnitt zugeordnet.
Die Steuerroutine wird in wenigstens einer Prozesseinheit der Steuereinheit ausgeführt, die dazu eingerichtet ist, aus Konstruktionsdaten die zur Ansteuerung der Führungs- und Bewegungseinrichtung vorgesehenen Steuerdaten zu ermitteln, wobei die Konstruktionsdaten zumindest abschnittsweise die dreidimensionale Außenkontur des Werkstückes oder Maschinenbauteils beschreiben. Besonders vorteilhaft sind die die Reinigungsabschnitte vorgebenden Konturabschnitte und/oder Oberflächenabschnitte der dreidimensionalen Außenkontur des Werkstückes oder Maschinenbauteils über die Konstruktionsdaten einfach und schnell in Steuerdaten für die Ansteuerung der Führungs- und Bewegungseinrichtung umrechenbar.
Auch können in einer vorteilhaften Ausführungsvariante in einer mit der wenigstens einen Prozessoreinheit zusammenwirkenden Speichereinheit vorgegebene Steuermodule für die Steuerroutine hinterlegt werden, wobei mittels der Steuermodule den Konturabschnitten und/oder Oberflächenabschnitten bzw. den zugeordneten Reinigungsabschnitten vordefinierte Reinigungsschritte und/oder Reinigungsströmungen zugeordnet werden, die mittels der Steuerroutine geladen und in der Prozessoreinheit ausgeführt werden. Das Laden der Steuermodule erfolgt hierbei abhängig von den übermittelten Konstruktionsdaten, welche vorzugsweise von einer mit der Steuereinheit verbundenen Rechnereinheit erzeugt und an die Steuereinheit übertragen werden. Die Rechnereinheit ist ferner mit einer Anzeigeeinheit verbunden, die wenigstens zur Anzeige von dreidimensionalen Grafikobjekten ausgebildet ist, und zwar abhängig von den Konstruktionsdaten des Werkstückes oder Maschinenbauteils, die in einer in der Rechnereinheit hinterlegten Konstruktionsdatenbank abgespeichert werden. Die dreidimensionalen Grafikobjekte werden vorzugsweise als dreidimensionale Modelle des Werkstückes oder Maschinenbauteils mit einer Auflösung von mindestens 1200 dpi erzeugt und in der Konstruktionsdatenbank hinterlegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird die Lanzenvorrichtung an mehrere Reinigungsabschnitte in derselben und/oder unterschiedlichen einfach und/oder mehrfach gesteuert zugeführt. Auch kann vor der Zuführung an einen oder mehrere Reinigungsabschnitte die Lanzenvorrichtung oder von dieser aufgenommene Reinigungselementen gewechselt werden.
Besonders vorteilhaft wird die Reinigungsgüte bzw. Reinigungsqualität mittels einer an der Führungs- und Bewegungseinrichtung anordenbaren Inspektionseinrichtung optisch überprüft und abhängig davon einer erneuten Reinigung unterzogen. Beispielsweise wird mittels der Lanzenvorrichtung eine kontinuierliche oder pulsierende oder turbulente Reinigungsströmung erzeugt. Insbesondere kann von der Lanzenvorrichtung eine Saugstrahlströmung oder eine Sandstrahlströmung oder eine Shot-Peeling-Strömung oder eine Wasserstrahlentgratungsströmung erzeugt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zwischen dem Werkstück oder Maschinenbauteil und der Reinigungskammer eine elektrische Spannung, vorzugsweise eine Gleichspannung zwischen 2 Volt und 4 Volt angelegt, wobei das Werkstück oder Maschinenbauteil vorzugsweise die Anode und die Reinigungskammer die Kathode bildet.
Ausdrücke, wie „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“, bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der weiteren Ansprüche. Auch ist Gegenstand der Erfindung eine zugehörige Reinigungsanlage. Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
1 beispielhaft einen schematischen Längsschnitt durch eine Reinigungsanlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist;
2 eine stark schematisierte Draufsicht auf ein zu reinigendes Werkstück oder Maschinenbauteil mit mehreren Reinigungsabschnitten,
3 eine schematisches Blockschaltbild einer Steuereinheit zur Ausführung der Steuerroutine des erfindungsmäßen Verfahrens,
4 beispielhaft eine schematische Draufsicht einer Ausführungsvariante einer Reinigungsanlage mit drei Reinigungskammern, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind,
5 beispielhaft eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsvariante einer Reinigungsanlage mit fünf Reinigungskammern, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind.
In 1 wird mit 1 beispielhaft eine Reinigungsanlage bezeichnet, die zur Reinigung von Werkstücken oder Maschinenbauteilen 11 in einem schematischen Längsschnitt dargestellt wird und die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Weiterhin werden beispielhaft an dieser Reinigungsanlage 1 die wesentlichen Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur maschinellen Reinigung von Werkstücken oder Maschinenbauteilen 11 näher erläutert.
Das in 1 nur schematisch dargestellte zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil 11 kann dabei insbesondere eine nahezu beliebige Außenkontur aufweisen, die beispielsweise mehrere Bohrungen, Hinterschneidungen, Ausnehmungen und/oder Durchbrechungen aufweist. Derartige Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 sind vorzugsweise aus Metall durch ein spanendes Herstellungsverfahren hergestellt.
Es versteht sich, dass zusätzliche Komponenten wie beispielsweise diverse weitere Reinigungs-, Spül- und/oder Filtriervorrichtungen vorgesehen sein können, die in den vorliegenden 1 bis 5 nicht explizit dargestellt sind. Beispielsweise kann die Filtration als 3-stufige Filtration in einem Filtergehäuse mit einer gegenüber dem Stand der Technik vergrößerten nutzbaren Filteroberfläche ausgebildet sein.
Die Reinigungsanlage 1 weist beispielsweise wenigstens eine teilweise offene Reinigungskammer 2 auf, die vorzugsweise einen nach oben hin offenen Reinigungsraum 12 bildet, bzw. zumindest teilweise einschließt, und in der zumindest ein Werkstückträger 3 angeordnet sein kann. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Vergleich zu den bekannten Reinigungsanlagen die Verwendung von zumindest teilweise offenen Reinigungskammern 2 problemlos möglich.
Die Reinigungskammer 2 kann hierzu näherungsweise in ihrer Querschnittsform als auch in Draufsicht beispielsweise rechteckig ausgebildet sein, so dass sich eine quaderförmige Gesamtgeometrie der Reinigungskammer 2 einstellt, wobei der Quader keine geschlossene Oberseite aufweist, also nach oben hin offen ausgebildet ist. Alternativ kann die Reinigungskammer 2 jedoch eine beliebige Querschnittsform aufweisen, beispielsweise kann der Querschnitt näherungsweise kreisförmig, oval, viereckig, trapezförmig oder polygonartig ausgebildet sein und jeweils einen nach oben hin offenen Abschnittsbereich aufweisen.
Ferner kann die Reinigungskammer 2 zumindest eine Öffnung 2.1, 2.2 an einer der beiden Stirnseiten 2’, 2’’ aufweisen, welche beispielsweise über einen an der jeweiligen Stirnseite 2’, 2’’ vorgesehen, nicht näher dargestellten, Verschlussdeckel verschließbar ist, so dass eine nach oben hin offene, wannenartige Reinigungskammer 2 zur Aufnahme eines Reinigungs- und/oder Spülmediums gebildet wird. Vorzugsweise kann an jeder Stirnseite 2’, 2’’ jeweils eine Öffnung 2.1, 2.2 vorgesehen sein und dabei die Reinigungskammer 2 beidseitig mit einem die jeweilige Öffnung 2.1, 2.2 dicht verschließenden Verschlussdeckel ausgestattet sein. Der jeweilige Verschlussdeckel kann beispielweise mittels einer Pneumatikeinrichtung gegen die entsprechende Öffnung 2.1, 2.2 dichtend, insbesondere flüssigkeitsdichtend, klappbar ausgebildet sein.
Darüber hinaus können zur Zu- und Abführung des Reinigungs- und/oder Spülmediums in die Reinigungskammer 2 zumindest eine Zuführöffnung 2.3 und/oder eine Abführöffnung 2.4 vorgesehen sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Zuführungsöffnung 2.3 im Bereich der Stirnseite 2’’ und eine Abführungsöffnung 2.4 im Bodenbereich der Reinigungskammer 2 vorgesehen.
Das Aufnahmevolumen der Reinigungskammer 2 ist an die jeweilige Reinigungsaufgabe, d.h. an die Dimensionierung und/oder Anzahl der zu reinigenden Werkstücke und/oder Maschinenbauteile 11 angepasst und kann somit variieren. Die Wandstärke der Reinigungskammer 2 kann mithin nach dem Gesamtgewicht der Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 sowie deren Aufnahmevolumen ausgerichtet sein.
Der in der Reinigungskammer 2 vorgesehene Werkstückträger 3 ist zur Aufnahme zumindest eines zu reinigenden Werkstückes oder Maschinenbauteils 11 oder dergl. Gegenstände ausgebildet. Dieser kann beispielsweise durch eine Anordnung aus mehreren Trägerelementen/Aufnahmen oder einen Aufnahmekorb und/oder Aufnahmebehälter, vorzugsweise eine Gitterbox gebildet sein, wobei der Aufnahmekorb und/oder die Aufnahmebehälter zur Aufnahme von in Form von Schüttgut vorliegenden Werkstücken oder Maschinenteilen vorgesehen ist.
Der Werkstückträger 3 kann mittels einer Drehanordnung 4 vorzugsweise dreh- und/oder schwenkbar in der Reinigungskammer 2 vorgesehen sein. Die Drehanordnung 4 kann beispielsweise durch zwei miteinander verbundene kreisbogenförmige Führungselemente 4’, 4’’ gebildet sein, die jeweils um vorzugsweise 360° Grad beweglich zueinander befestigt sind und somit ein dreidimensionales Drehen/Schwenken des aufgenommen Werkstückträgers 3 ermöglichen. Die Drehbeweglichkeit der Führungselemente 4’, 4’’ ist in 1 mit entsprechenden Pfeilen angedeutet. Beispielsweise können die Führungselemente 4’, 4’’ der Drehanordnung 4 für die ihre jeweilige Drehbeweglichkeit unabhängig voneinander mittels stufenlos impulsgesteuerten Servoventilen angesteuert werden. Insbesondere wird die Drehanordnung 4 mit beispielsweise vier Umdrehungen pro Minute betrieben.
Ferner können über die stirnseitige Öffnung 2.1 die zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 in die Reinigungskammer 2 eingebracht werden. Hierfür kann der Werkstückträger 3 vorzugsweise manuell oder automatisch mit den Werkstücken oder Maschinenbauteilen 11 oder dergl. Gegenstände bestückt werden. Die Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 werden vorzugsweise mittels entsprechenden, nicht weiter dargestellten, Halterungen am Werkstückträger 3 fixiert. Zur automatischen Bestückung können beispielsweise Handlingseinheiten, Linearschlitteneinheiten oder Robotereinheiten vorgesehen sein.
Alternativ ist es auch möglich, die zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 nicht auf dem Werkstückträger 3 in die Reinigungskammer 2 einzubringen, sondern unmittelbar an der Drehanordnung 4 mittels entsprechenden Halterungen oder Fixierstiften zu befestigen und mit der Drehanordnung 4 in die Reinigungskammer 2 einzubringen.
Zum Einbringen der zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 in die Reinigungskammer 2 kann eine Reinigungsanlagenfördereinrichtung 5 vorgesehen sein, die beispielweise als Band- und/oder Kettenfördereinrichtung ausgebildet sein kann und die dazu eingerichtet ist, die Werkstückträger 3 zumindest in der wenigstens einen Reinigungskammer 2 in und/oder entgegen einer Transportrichtung A in einer getakteten und/oder definiert gleichbleibenden Transportgeschwindigkeit zu fördern bzw. zu bewegen.
Wie beispielhaft in der 4 gezeigt, kann ein angrenzendes Fördersystem bzw. eine angrenzende Fördereinrichtung 20 vorgesehen sein, auf der die verschmutzten Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 insbesondere zu einem Einlauf 24 der Reinigungsanlage 1, die in der in 2 gezeigten Ausführungsvariante drei Reinigungskammern 21, 22, 23 aufweist, automatisiert getaktet und/oder mit einer definiert gleichbleibenden Transportgeschwindigkeit gefördert werden und von einem Auslauf 24 der Reinigungsanlage 1 kommend, wieder übernommen werden. Weiterhin kann die angrenzende Fördereinrichtung 20 mehrere Förderabschnitte, in der gezeigten Ausführungsform der 2 einen ersten bis vierten Förderabschnitt 20.1...20.4, aufweisen. Dabei kann der erste Förderabschnitt 20.1 insbesondere dazu eingerichtet sein, die Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 in Transportrichtung A an den Einlauf 24 der Reinigungsanlage 1 zu fördern, wohingegen der dritte Förderabschnitt 20.3 dazu ausgebildet ist, die Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 von dem Auslauf 25 zu übernehmen und in Transportrichtung A weiter zu fördern. Zwischen dem ersten und dritten Förderabschnitt 20.1, 20.3 kann ein zweiter Förderabschnitt 20.2 vorgesehen sein, der dazu eingerichtet ist, die Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 zwischen dem ersten und dritten Förderabschnitt 20.1, 20.3 zu befördern bzw. an den ersten und/oder dritten Förderabschnitt 20.1, 20.3 zu übergeben. Hierfür ist der zweite Förderabschnitt 20.2 insbesondere dazu eingerichtet, die Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 in und/oder entgegen der Transportrichtung A zu fördern. Zudem kann ein vierter Förderabschnitt 20.4 vorgesehen sein, der die Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 an der Reinigungsanlage 1 vorbei, in Transportrichtung A, befördert. Zwischen den einzelnen Förderabschnitten 20.1...20.4 können zum Übergeben bzw. Überführen der Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 weichenartige Abzweigungen vorgesehen sein. Die ersten bis vierten Förderabschnitte 20.1...20.4 können beispielweise als Band- oder Kettenfördereinrichtung oder wahlweise einer Kombination beider Fördereinrichtungstypen gebildet sein.
Der angrenzenden Fördereinrichtung 20 sind dabei insbesondere die indizierten, also einen Index aufweisenden, Werkstückträger 3 zugeordnet, die insbesondere über den ersten Förderabschnitt 20.1 an den Einlauf 24 der Reinigungsanlage 1 und damit an die der Reinigungsanlage 1 zugeordnete Reinigungsanlagenfördereinrichtung 5 übergeben werden. Beispielweise können zum Überführen bzw. Übergeben der indizierten Werkstückträger 3 von der angrenzenden Fördereinrichtung 20 zur Reinigungsanlagenfördereinrichtung 5 weichenartige Abzweigungen für die indizierten Werkstückträger 3 vorgesehen sein. Das Bestücken der wenigstens der Reinigungsanlagenfördereinrichtung 5 zugeordneten Drehanordnungen 4 mit den indizierten Werkstückträgern 3 der angrenzenden Fördereinrichtung 20 kann insbesondere automatisiert, beispielsweise mittels Handlingseinheiten oder Robotereinheiten, erfolgen.
Alternativ können der Reinigungsanlagenfördereinrichtung 5 eigene indizierte Werkstückträger 3 zugeordnet sein, so dass in diesem Fall zwischen den beiden Fördereinrichtungen, also der angrenzende Fördereinrichtung 20 und der Reinigungsanlagenfördereinrichtung 5, keine weichenartigen Abzweigungen vorgesehen sein müssen, sondern beispielsweise auch ein vorzugsweise automatisiertes Umstücken bzw. Umpacken der verschmutzten Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 von den Werkstückträgern 3 der angrenzenden Fördereinrichtung 20 auf die Werkstückträger 3 und/oder Drehanordnung 4 der Reinigungsanlagenfördereinrichtung 5 erfolgen kann. In diesem Fall sind jeder der Fördereinrichtungen 5 bzw. 20 eigene Werkstückträger 3 zugeordnet, die nur auf der entsprechenden Fördereinrichtung 5 bzw. 20 verwendet werden.
Alternativ ist es auch möglich, die verschmutzten Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 mittels einer nicht näher dargestellten Führungs- und Bewegungseinrichtung, die beispielweise als Roboterarm ausgebildet sein kann, in die Reinigungskammer 2 einzubringen. Hierzu können die indizierten Werkstückträger 3 der angrenzenden Fördereinrichtung 20 aufgenommen bzw. übernommen und in die Reinigungskammer 2 mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung eingebracht werden.
Weiterhin weist die Reinigungsanlage 1 wenigstens eine Lanzenvorrichtung 6 auf, mittels der zumindest eine Reinigungsströmung 6.1 erzeugbar ist, mit der die Außenkontur der zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 zumindest abschnittsweise beaufschlagt werden kann. Die wenigstens eine Reinigungsströmung 6.1 kann dabei als eine, ein wässrig alkalisches Reinigungs- bzw. Spülmedium aufweisende Spülströmung ausgebildet sein, die vorzugsweise eine Spültemperatur zwischen 50°C und 55°C aufweist. Mittels der wenigstens einen Lanzenvorrichtung 6 kann hierfür eine Reinigungsströmung 6.1 mit einem Strömungsdruck zwischen 2 und 4 bar bei einem Strömungsvolumenstrom von 0,5 bis 1,0 Liter pro Minute erzeugt werden.
Weiterhin kann die Lanzenvorrichtung 6 dazu eingerichtet sein, eine pulsierende, also im Strömungsdruck variierende, Reinigungsströmung 6.1 zu erzeugen. Die wenigstens eine Lanzenvorrichtung 6 kann dabei im Bereich ihrer Mündungsöffnung 6.2 sowohl eine Kegelringdüse mit einem steuerbar rotierenden Spritzkegel zur Erzeugung einer turbulenten Reinigungsströmung 6.1 sowie zusätzlich eine zentrische Vollstrahldüse zur Erzeugung einer vollstrahligen Reinigungsströmung 6.1 aufweisen, wobei die Vollstrahldüse und die Kegelringdüse der Lanzenvorrichtung 6 separat und/oder gleichzeitig betrieben werden können.
Alternativ oder kumulativ kann die Lanzenvorrichtung 6 dazu eingerichtet sein, wenigstens eine Reinigungsströmung 6.1 zu erzeugen, die als Hochdruck-Trockendampfströmung ausgebildet ist und eine Dampftemperatur zwischen 300°C und 400°C, vorzugsweise 350°C und einen Dampfdruck zwischen 6 bar und 10 bar, vorzugsweise 8 bar, vorsieht.
Wiederum alternativ oder kumulativ kann die Lanzenvorrichtung 6 dazu eingerichtet sein, wenigstens eine Reinigungsströmung 6.1 zu erzeugen, die als Partikelströmung zum Bestrahlen der Außenkontur der Werkstücke oder Maschinenmaschinenbauteile 11 ausgebildet ist. Hierfür kann die Lanzenvorrichtung 6 insbesondere eine Reinigungsströmung 6.1 erzeugen, die beispielsweise als Saugstrahlströmung und/oder Sandstrahlströmung und/oder Shot-Peening-Strömung und/oder Wasserstrahlentgratungsströmung ausgebildet sein kann.
Vorteilhafterweise weist die jeweilige eine Reinigungsströmung 6.1 zumindest eine Strömungsrichtung SR auf, welche insbesondere auf die Außenkontur des zu reinigenden Werkstückes bzw. Maschinenbauteiles 11 gesteuert ausgerichtet werden kann.
Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Lanzenvorrichtung 6 an einer Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 angeordnet und wirkt mit dieser zusammen, wobei mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 die Lanzenvorrichtung 6 entlang der Außenkontur des zu reinigenden Werkstücks oder Maschinenbauteils 11 gesteuert verfahrbar ist, und zwar abhängig von einer in einer Steuereinheit 10 ausgeführten Steuerroutine STR. Durch die gezielte gesteuerte Führung der wenigstens einen Lanzenvorrichtung 6 abhängig von der in der Steuereinheit 10 ausgeführten Steuerroutine STR kann die von der Lanzenvorrichtung 6 erzeugte wenigstens eine Reinigungsströmung 6.1 mit ihrer Strömungsrichtung SR gezielt auf die Außenfläche der verschmutzten Werkstücke und Maschinenbauteile 11 gerichtet und anhaftende Schmutzpartikel oder Emulsionen, wie beispielweise Öle, Fette, Ziehseifen, Späne, Fäden, Agglomerate, Staubpartikel, Kunststoffpartikel und/oder sonstige Partikel, effektiv entfernt werden.
Insbesondere wird die Lanzenvorrichtung 6 zumindest abschnittsweise entlang der Außenkontur der Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 derart gesteuert geführt bzw. nachgeführt, dass der Abstand der Mündungsöffnung 6.2 der Lanzenvorrichtung 6 zur Außenkontur der zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 zwischen 1mm und 50mm, besonders bevorzugt 5mm bis 30mm, beträgt. Damit weist die mittels der Lanzenvorrichtung 6 erzeugte, aus ihrer Mündungsöffnung 6.2 in Strömungsrichtung SR austretende Reinigungsströmung 6.1 beispielsweise eine Freistrahllänge zwischen 1mm und 50mm, besonders bevorzugt zwischen 5mm und 30mm auf.
Beispielsweise kann die Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 als eine mehrere Dreh- und/oder Bewegungsachsen aufweisende Roboterkinematik ausgebildet sein, die mehrere Roboterarme 7.1 aufweist, welche jeweils dreh- oder schwenkbar um eine Drehachse 7.2 miteinander verbunden sind. Die Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 kann dabei beispielsweise im Bereich einer der Stirnseiten 2’, 2’’, insbesondere an deren freien Oberkanten, angeordnet sein und von oben in die nach oben hin offene Reinigungskammer 2 gesteuert geführt eingreifen.
Alternativ kann auch eine Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 für mehrere Reinigungskammern, beispielweise die in 4 gezeigten Reinigungskammern 22, 23, vorgesehen sein, indem die Führungs- und Bewegungsvorrichtung 7 beispielsweise neben den jeweiligen Reinigungskammern 22, 23 angeordnet ist, mit denen sie zusammenwirkt. Auch hier erfolgt die Anordnung derart, dass die Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 vorzugsweise von oben in den jeweiligen Reinigungsraum 12 eingreift, d.h. über die jeweilige Öffnung der Reinigungskammer 22, 23. Insbesondere kann die Führungs- und Bewegungsreinrichtung 7 mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,8 bis 1,2m pro Sekunde, besonders bevorzugt mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 1,0 m pro Sekunde gesteuert geführt werden. Hierzu verfügt die Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 über ein oder mehrere Motoreinheiten, welche in den Figuren nicht näher dargestellt sind, jedoch mittels der Steuereinheit 10 angesteuert werden können.
Weiterhin kann die Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 eine nur schematisch angedeutete Wechselvorrichtung 8, die beispielsweise als Schnellkupplung ausgebildet sein kann, umfassen, mittels der eine lösbar mechanische Verbindung, d. h. lösbare Befestigung, zwischen der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 sowie der jeweiligen Lanzenvorrichtung 6 herstellbar ist und die einen schnellen und unkomplizierten Tausch bzw. Austausch zwischen unterschiedlichen Lanzenvorrichtungen 6 ermöglicht. Auch die Wechselvorrichtung 8 ist mittels der Steuereinheit 10 gesteuert betätigbar.
Ferner ist es auch möglich, an der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 ein nicht näher dargestelltes Lanzenträgerelement insbesondere lösbar, beispielweise an der Wechselvorrichtung 8, vorzusehen, an dem seinerseits dann wiederum mehrere Lanzenvorrichtungen 6 angeordnet sein können, und zwar beispielweise derart, dass die mehreren Lanzenvorrichtungen 6 vorzugsweise untereinander im Wesentlichen parallel verlaufende Strömungsrichtungen SR der jeweiligen Reinigungsströmungen 6.1 ausbilden. Vorteilhafterweise können damit innerhalb einer einzigen Reinigungskammer, beispielsweise der Reinigungskammer 2, gleichzeitig mehrere Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 parallel gereinigt werden. Hierbei ist vorzugsweise jeweils einem Werkstück oder Bauteil eine Lanzenvorrichtung 6 zugeordnet.
Vorteilhafterweise kann das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil 11 während des gesamten Reinigungsverfahrens mit einer Gleichspannung von 2 bis 3 Volt positiv geladen, also als Anode geschaltet sein, und der Minuspol, also Kathode, an der geerdeten Reinigungskammer 2 anliegen. Vorzugsweise wird dabei die Stromstärke mit kleiner 0,1 Ampere eingestellt und dem verwendeten Reinigungs- und Spülmedium, welches in der Reinigungskammer 2 aufgenommen ist, Salzionen zugesetzt, so dass eine unterstützende elektrogalvanische Reinigung am zu reinigenden Werkstück oder Maschinenbauteil 11 stattfindet. Das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil 11 wird hierzu zumindest teilweise in das Reinigungs- und Spülmedium eingetaucht.
Wie in den 2 und 3 nähergehend dargestellt, werden erfindungsgemäß abhängig von den durch die Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse von Werkstücken oder Maschinenbauteilen, also abhängig von der VDA 19 bzw. ISO 16232, für das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil 11 individuell mehrere Reinigungsabschnitte 28 auf der dreidimensionalen Außenkontur definiert und ausgehend davon wird die Steuerroutine erzeugt, wobei anschließend die Lanzenvorrichtung 6 mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 zumindest an die ermittelten Reinigungsabschnitte 28 gesteuert geführt und der jeweilige Reinigungsabschnitt 28 gezielt mit der Reinigungsströmung 6.1 beaufschlagt wird.
Insbesondere zeigt die 2 in stark schematisierter Darstellung beispielhaft eine Ansicht einer Seitenfläche eines Werkstücks oder Maschinenbauteils 11 und damit einen Teilabschnitt dessen Außenkontur. Ferner ist die Lanzenvorrichtung 6 angedeutet, mittels der die Außenkontur des Werkstücks oder Maschinenbauteils 11 mit der erzeugten Reinigungsströmung 6.1 zumindest abschnittsweise beaufschlagt wird. Dabei kann die Außenkontur des Werkstücks oder Maschinenbauteils 11 ein oder mehrere, insbesondere von einer eben ausgebildeten Bauteiloberfläche abweichende, geometrische Konturabschnitte 27.1, beispielsweise Bohrungen und/oder Hinterschneidungen und/oder Ausnehmungen und/oder Durchbrechungen etc. mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder Tiefen und/oder Gewindegängen aufweisen, die für eine Gewährleistung der technischen Sauberkeit entsprechend der Standards der VDA 19 bzw. ISO 16 232 einer Reinigung mit einer hinreichenden Reinigungsgüte unterzogen werden müssen. In Kenntnis der Reinigungsgüte der Prüfvorschriften, also abhängig von den Prüfparametern der Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse wird beispielweise diesen Konturabschnitten 27.1 jeweils ein Reinigungsabschnitt 28 zugeordnet, der auf der Außenkontur des Werkstückes oder Maschinenbauteils 11 den jeweiligen, zu reinigenden Konturabschnitt 27.1 umgibt.
Die Reinigungsabschnitte 28 können beispielsweise eben ausgebildete Oberflächenabschnitte 27.2 der dreidimensionalen Außenkontur des Werkstücks oder Maschinenbauteils 11 sein, welche eine vorgegebene Reinigungsgüte aufweisen müssen, die durch die Prüfparameter der Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse von Werkstücken oder Maschinenbauteilen 11 festgelegt ist.
Erfindungsgemäß werden demgemäß in Kenntnis der durch die VDA 19 bzw. ISO 16 232 geforderten Reinigungsgüte für bestimmte Konturabschnitte 27.1 bzw. Oberflächenabschnitte 27.2 ein oder mehrere Reinigungsabschnitte 28 definiert und die Lanzenvorrichtung 6 mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 zumindest an die ermittelten Reinigungsabschnitte 28 gesteuert geführt und der jeweilige Reinigungsabschnitt 28 gezielt mit der wenigstens einen Reinigungsströmung 6.1 beaufschlagt.
Abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit bzw. -struktur werden damit bauteil- bzw. werkstückindividuell mehrere Reinigungsabschnitte 28 auf der dreidimensionalen Außenkontur definiert, und zwar abhängig von den Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse, und ausgehend davon die Steuerroutine STR zur Führung der Lanzenvorrichtung 6 mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 erzeugt, welche die Lanzenvorrichtung 6 zumindest an die ermittelten Reinigungsabschnitte 28 führt und anschließend den jeweiligen Reinigungsabschnitt 28 gezielt mit einer oder einer speziell ausgewählten Reinigungsströmung 6.1 beaufschlagt.
3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Steuereinheit 10, in welcher die erfindungsgemäße Steuerroutine STR ausgeführt wird. Die Steuereinheit 10 weist hierzu wenigstens eine Prozessoreinheit 10.1 zur Ausführung der Steuerroutine STR, eine mit der Prozessoreinheit 10.1 zusammenwirkende Speichereinheit 10.2 zum zumindest zeitweisen Speichern von Prozessparametern und/oder Steuerungsdaten, sowie eine erste und zweite Schnittstelle 30, 31 auf. Die Prozessoreinheit 10.1 ist insbesondere dazu eingerichtet, an der ersten Schnittstelle 30 der Steuereinheit 10 empfangene Konstruktionsdaten KD mittels der Steuerroutine STR in Steuerdaten SD umzuwandeln, bzw. Steuerbefehle zu definieren, die über die zweite Schnittstelle 31, an die Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 übertragbar werden können, um diese abhängig von den mittels der Steuerroutine STR erzeugten Steuerdaten SD oder Steuerbefehlen gesteuert zu verfahren.
In der Speichereinheit 10.2 können auch bereits vorgegebene Steuermodule SM für die Steuerroutine STR hinterlegt sein. Mittels der Steuermodule SM können vorgegebenen Konturabschnitten 27.1 und/oder Oberflächenabschnitten 27.2 der dreidimensionalen Außenkontur von Werkstücken oder Maschinenbauteilen 11 bereits vordefinierte Reinigungsschritte und/oder Reinigungsströmungen 6.1 zugeordnet sein, die dann mittels der Steuerroutine STR geladen und in der Prozessoreinheit 10.1 ausgeführt werden können. Auch können anhand derartiger Steuermodule SM für die unterschiedlichen Konturabschnitte 27.1 und/oder Oberflächenabschnitte 27.2 neben der Dimensionierung des Reinigungsabschnittes 28 auch die Art und Beschaffenheit der Reinigungsströmung 6.1 und/oder der Anstrahlwinkel und/oder Abstand der Reinigungsdüse zum Reinigungsabschnitt 28 vorgegeben sein. Durch das jeweilige Steuermodul SM ist damit der an einem Reinigungsabschnitt 28 durchzuführende Reinigungsprozess individuell festlegbar.
Dabei kann zum Übertragen der Steuerdaten SD bzw. Steuerbefehle zwischen der zweiten Schnittstelle 31 und der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 eine drahtlose oder drahtgebunden Datenübertragungsstrecke 32 vorgesehen sein. Die erste Schnittstelle 30 steht dabei ebenfalls über eine Datenübertragungsstrecke 32 zum Übertragen der Konstruktionsdaten KD mit einer Rechnereinheit 33, die beispielweise als Personal Computer, Laptop oder Tablett ausgeführt sein kann, in Verbindung. Die Rechnereinheit 33 ist hierbei zur Erzeugung von Konstruktionsdaten KD eingerichtet und weist die hierzu erforderlichen Programmroutinen auf.
Ferner ist die Rechnereinheit 33 mit einer Anzeigeeinheit 34 verbunden, und zwar kann diese an die Rechnereinheit 33 angeschlossen oder darin integriert sein. Die Anzeigeeinheit 34 ist zur Anzeige von dreidimensionalen Grafikobjekten, insbesondere der dreidimensionalen Außenkontur der Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 ausgebildet. Beispielsweise können die, die dreidimensionale Außenkontur beschreibenden geometrischen Konstruktionsdaten KD des Werkstückes oder Maschinenbauteils 11 in einer in der Rechnereinheit 33 hinterlegten Konstruktionsdatenbank abgespeichert sein und die Konstruktionsdaten KD ausgehend von der mittels der Anzeigeeinheit 34 dargestellten Grafikobjekten bzw. deren dreidimensionaler Außenkontur erzeugt werden. Hierzu werden die durch die Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse von Werkstücken oder Maschinenbauteilen 11 vorgegebenen Reinigungsabschnitte 28 auf der dreidimensionalen Außenkontur des auf der Anzeigeeinheit 34 dargestellten Werkstückes oder Maschinenbauteils 11 ausgewählt, entweder manuell oder softwarebasiert, und anschließend die diese Reinigungsabschnitte 28 wiedergebenden Konstruktionsdaten KD an die Steuereinheit 10 übertragen.
Insbesondere können die Konstruktionsdaten KD mittels der Rechnereinheit 33 derart erzeugt werden, dass bestimmten grafischen Konturabschnitten 27.1 und/oder grafischen Oberflächenabschnitten 27.2 von Werkstücken oder Maschinenbauteilen 11 softwarebasiert bereits vordefinierte Reinigungsabschnitte 28 zugeordnet werden, die beispielweise in der Konstruktionsdatenbank abgespeichert sind. Dabei können die Grafikobjekte insbesondere als dreidimensionale Modelle des Werkstückes oder Maschinenbauteils 11 mit einer Auflösung von mindestens 1200 dpi in der Konstruktionsdatenbank hinterlegt und mittels der Anzeigeeinheit 34 angezeigt werden. Alternativ können die dreidimensionalen Grafikobjekte auch in der Rechnereinheit 33 als vorzugsweise stp-Dateien bereits abgespeichert und/oder eingescannt mit einer Auflösung von jeweils mindestens 1200dpi vorliegen.
Mithin können an Hand der Anzeigeeinheit 34 die Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 mit ihren Konturabschnitten 27.1 und/oder Oberflächenabschnitten 27.2 anzeigt werden und abhängig von den durch die Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse von Werkstücken oder Maschinenbauteilen 11 individuell für das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil 11 mehrere Reinigungsabschnitte 28 auf der dreidimensionalen Außenkontur definiert und ausgehend davon mittels der Rechnereinheit 33 Konstruktionsdaten KD erzeugt werden.
4 zeigt beispielhaft eine Reinigungsanlage 1’ mit einer ersten bis dritten Reinigungskammer 21, 22, 23, die prinzipiell baugleich zu der Reinigungskammer 2 der 1 aufgebaut sind. Dabei werden die Werkstückträger 3, denen die zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteil 11 zugeordnet sind, von der angrenzenden Fördereinrichtung 20 an die der Reinigungsanlage 1’ zugeordnete und die Werkstückträger 3 durch wenigstens die erste bis dritte Reinigungskammer 21, 22, 23 führende Reinigungsanlagenfördereinrichtung 5 in der oben näher beschriebenen Art und Weise übergeben.
In der dargestellten Ausführungsvariante der 4 werden die Werkstückträger 3 der angrenzenden Fördereinrichtung 20 beispielsweise maschinell gesteuert auf die der Reinigungsanlage 1’ zugeordnete Drehanordnungen 4 umgepackt und mittels der Reinigungsanlagenfördereinrichtung 5 in die erste Reinigungskammer 21 eingebracht bzw. gefördert. Vorzugsweise kann das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil 11 in ein in der ersten Reinigungskammer 21 vorgesehenes, wenigstens Salzionen enthaltendes, Wasserbad derart mittels der Drehanordnung 4 getaucht werden, dass das der jeweiligen Drehanordnung 4 zugewiesene Werkstück oder Maschinenbauteil 11 vorzugsweise bis zu einem Drittel seiner Bauteilhöhe wenigstens dreimal je Bauteilseite in das Wasserbad eingeschwenkt bzw. eingetaucht wird. Die Reinigungskammer 21 kann hierfür auch zumindest teilweise mit einem Reinigungs- und Spülmedium gefüllt bzw. geflutet werden, und zwar vorzugsweise derart, dass eine erste Grobreinigung der Werkstücke oder Maschinenbauteile zum Ausspülen der losen Späne und Spannester in Bohrungen und/oder an Hinterschneidungen erfolgt.
Vorteilhafterweise kann das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil 11 wenigstens während des Schwenkvorgangs mit einer Gleichspannung von 2 bis 3 Volt positiv geladen, also als Anode geschaltet sein, und der Minuspol, also Kathode, an der geerdeten Reinigungskammer 2 anliegen. Vorzugsweise wird dabei die Stromstärke mit kleiner 0,1 Ampere eingestellt.
Die zweite bzw. dritte Reinigungskammer 22, 23 weisen dabei jeweils die zu 1 näher beschriebene Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 einschließlich der damit zusammenwirkenden Steuereinheit 10 auf. Insbesondere kann dabei der zweiten Reinigungskammer 22 beim erstmaligen Abfahren der mehreren Reinigungsabschnitte 28, also ein einem ersten Reinigungsschritt, eine Lanzenvorrichtung 6 zugeordnet sein, die dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Reinigungsströmung 6.1 zu erzeugen, die als eine wässrig alkalische Spülströmung ausgebildet ist. Ferner kann zwischen dem erstmaligen und dem darauf folgenden, zweitmaligen Abfahren der mehreren Reinigungsabschnitte 28, also einem zweiten Reinigungsschritt, ein vorzugsweise automatisierter Wechsel der Lanzenvorrichtung 6 durchgeführt werden und die Lanzenvorrichtung 6 beim zweitmaligen Durchlaufen der mehreren Reinigungsabschnitte 28 dazu eingerichtet sein, wenigstens eine Reinigungsströmung 6.1 zu erzeugen, die als Hochdruck-Trockendampfströmung ausgebildet ist. Es kann also vorgesehen sein, dass in ein und derselben Reinigungskammer, hier beispielsweise der Reinigungskammer 22, verschiedene Reinigungsschritte bzw. -prozesse – in diesem Fall Spülen mittels der alkalischen Spülströmung in einem ersten Reinigungsschritt und Trocknen mittels der Hochdruck-Trockendampfströmung in einem zweiten Reinigungsschritt – ausführt werden können. Alternativ wäre es jedoch auch möglich, die verschiedenen Reinigungsschritte bzw. -prozesse in separaten, also unterschiedlichen Reinigungskammern vorzusehen.
Besonders vorteilhaft können durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren die mehreren Reinigungsabschnitte 28 mehrfach identisch gesteuert abgefahren werden und zwischen dem mehrfach gesteuerten Abfahren aller Reinigungsabschnitte 28 ein Wechsel der jeweiligen Lanzenvorrichtung 6 an der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 vorgesehen sein, so dass beispielsweise beim erstmaligen Durchlaufen der mehreren Reinigungsabschnitte 28, also einem chronologischen Durchlaufen aller aufeinander folgender Reinigungsabschnitte 28, eine gezielte Reinigung und beispielsweise beim zweitmaligen Durchlaufen, also einem nochmaligen chronologischen Durchlaufen wiederum aller Reinigungsabschnitte 28, eine ebenso zielgerichtete Trocknung der vorhergehend gereinigten Abschnitte der Außenkontur der zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 stattfindet, indem ein und dieselben Reinigungsabschnitte 28 vorzugsweise mehrfach vollständig in der Reinigungskammer 22 abgefahren und mehreren Reinigungsschritten unterzogen wird.
Alternativ ist es auch möglich, zwischen den einzelnen Reinigungsabschnitten 28 eines vollständigen Durchlaufens aller Reinigungsabschnitte 28 einen oder mehrere Wechsel der Lanzenvorrichtung 6 an der Führungs- und Bewegungsvorrichtung 7 durchzuführen, um beispielsweise ein und denselben Reinigungsabschnitt 28 eines zu reinigenden Werkstückes oder Maschinenbauteils 11 innerhalb eines Durchlaufens aller Reinigungsabschnitte 28 erst zielgerichtet zu reinigen und nachfolgend zu trocknen, bevor die übrig verbleibenden Reinigungsabschnitt 28 gesteuert durchfahren werden.
Schließlich kann nachfolgend eine optische Überprüfung der Reinigungsgüte der vorhergehend gereinigten Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 an den mehreren Reinigungsabschnitten 28 erfolgen, indem der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 der dritten Reinigungskammer 23 eine Inspektionseinrichtung 29 zugeordnet sein kann, die beispielsweise als Kameraeinheit mit einer Auflösung bis zu 5 μm ausgebildet ist, so dass mittels der Inspektionseinrichtung 29 eine optische Kontrolle bzw. Überprüfung der mehreren Reinigungsabschnitte 28 der vorhergehend gereinigten Werkstücke oder Maschinenbauteile 11 durchführbar ist. Dies deshalb, da die Inspektionseinrichtung 29 an der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 angeordnet ist, daher entlang der Außenkontur des vorhergehend gereinigten Werkstücks oder Maschinenbauteils 11 gesteuert verfahren werden kann, und zwar abhängig von der in der Steuereinheit 10 ausgeführten Steuerroutine und damit letztlich zumindest an den vorhergehend gezielt gereinigten mehreren Reinigungsabschnitten 28.
Wird dabei mittels der Inspektionseinrichtung 29 ein oder mehrere Restschmutzpartikel in einem oder mehreren Reinigungsabschnitten 28 optisch erfasst, der den in der VDA 19 bzw. ISO 16 232 technischen Parametern nicht entspricht, so kann das Werkstück oder Maschinenbauteil 11 über den Auslauf 25 dem zweiten Förderabschnitt 20.2 übergeben und von diesem entgegen der Transportrichtung A der Reinigungsanlage 1´ erneute über den Einlauf 24 zugeführt werden.
Anschließend kann in der Reinigungsanlage 1´ beispielsweise in der zweiten Reinigungskammer 22 eine gezielte Nachreinigung dieses mit einem oder mehreren Restschmutzpartikeln versehenen Reinigungsabschnitts 28 erfolgen, indem beispielsweise die Lanzenvorrichtung 6 mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung 7 gesteuert in diesen Reinigungsabschnitt 28 verfahren wird und zwar abhängig von der in der Steuereinheit 10 ausgeführten Steuerroutine. Nachfolgend kann mittels der Lanzenvorrichtung 6 wenigstens eine Reinigungsströmung 6.1 erzeugen werden, die beispielsweise als eine wässrig alkalische Spülströmung ausgebildet sein kann, um damit zielgerichtet den oder die mehreren Restschmutzpartikel in diesem Reinigungsabschnitt 28 zu entfernen. Sind die Restschmutzpartikel in mehreren Reinigungsabschnitten 28 vorhanden, so können die mehreren, mit einem Restschmutzpartikel versehenen Reinigungsabschnitte 28 nacheinander folgend gesteuert angefahren und gereinigt werden.
Nicht dargestellt in 4, könnten in der Reinigungsanlage 1' auch eine oder mehrere Reinigungskammern 21, 22, 23 redundant vorhanden sein, um im Falle eines Ausfalls einer Reinigungskammer 21, 22, 23, diese redundant als „Stand-By“-Reinigungskammer vorgehaltene Reinigungskammer 21, 22, 23 dann zuzuschalten.
5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante einer Reinigungsanlage 1'' mit fünf Reinigungskammern 21, 22, 23 und 26, wobei die Reinigungskammer 22 redundant vorhanden ist. Die Reinigungskammer 21, 22, 23 der Reinigungsanlage 1‘‘ der 5 sind dabei vorzugsweise identisch den Reinigungskammern 21, 22, 23 der Reinigungsanlage 1‘ der 4 ausgeführt, und zwar insbesondere hinsichtlich ihrer verwendeten Lanzenvorrichtung 6 und der damit erzeugten Reinigungsströmung 6.1. Ferner sieht die Reinigungsanlage 1‘‘ der 5 unterschiedlich zu der Reinigungsanlage 1‘ der 4 die weitere Reinigungskammer 26 vor, der beim Abfahren der mehreren Reinigungsabschnitte 28 eine Lanzenvorrichtung 6 zugeordnet sein kann, die dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Reinigungsströmung 6.1 zu erzeugen, die als Partikelströmung zum Bestrahlen der Außenkontur der Werkstücke oder Maschinenmaschinebauteile 11 ausgebildet ist. Hierfür kann Lanzenvorrichtung 6 insbesondere eine die Reinigungsströmung 6.1 ausbilden, die beispielsweise als Saugstrahlströmung und/oder Sandstrahlströmung und/oder Shot-Peening-Strömung und/oder Wasserstrahlentgratungsströmung ausgebildet sein kann.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen und/oder Modifikationen des Erfindungsgegenstandes möglich sind, ohne dadurch den Erfindungsgedanken zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1, 1’, 1‘‘: Reinigungsanlage
2: Reinigungskammer
2’, 2’’: Stirnseiten
2.1, 2.2: Öffnung
2.3: Zuführöffnung
2.4: Abführöffnung
3: Werkstückträger
4: Drehanordnung
4’, 4’’: Führungselemente
5: Reinigungsanlagenfördereinrichtung
6: Lanzenvorrichtung
6.1: Reinigungsströmung
6.2: Mündungsöffnung
7: Führungs- und Bewegungseinrichtung
7.1: Roboterarme
7.2: Drehachse
8: Wechselvorrichtung
10: Steuereinheit
10.1: Prozessoreinheit
10.2: Speichereinheit
11: Werkstück oder Maschinenbauteil
12: Reinigungsraum
20: Fördereinrichtung
20.1...20.4: erster bis vierter Förderabschnitt
21: erste Reinigungskammer
22: zweite Reinigungskammer
23: dritte Reinigungskammer
24: Einlauf
25: Auslauf
26: vierte Reinigungskammer
27.1: Konturabschnitte
27.2: Oberflächenabschnitte
28: Reinigungsabschnitt
29: Inspektionseinrichtung
30: erste Schnittstelle
31: zweite Schnittstelle
32: Datenübertragungsstrecke
33: Rechnereinheit
34: Anzeigeeinheit
A: Transportrichtung
KD: Konstruktionsdaten
SD: Steuerdaten
SM: Steuermodul
SR: Strömungsrichtung
STR: Steuerroutine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

VDA 19 [0007]
ISO 16232 [0007]
VDA 19 [0008]
ISO 16232 [0008]
VDA 19 [0009]
ISO 16 232 [0009]
VDA 19 [0054]
ISO 16232 [0054]
VDA 19 [0055]
ISO 16 232 [0055]
VDA 19 [0057]
ISO 16 232 [0057]
VDA 19 [0072]
ISO 16 232 [0072]

Claims

Verfahren zur maschinellen Reinigung von in wenigstens einer teilweise offenen Reinigungskammer (2, 22, 23, 26) aufgenommenen Werkstücken oder Maschinenbauteilen (11), bei dem die zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile (11) auf einem Werkstückträger (3) und/oder einer Drehanordnung (4) in die Reinigungskammer (2, 22, 23, 26) eingebracht werden, bei dem über zumindest eine Lanzenvorrichtung (6) zumindest eine Reinigungsströmung (6.1) erzeugt wird, mit der die Außenkontur der zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile (11) zumindest abschnittsweise beaufschlagt wird, bei dem die Lanzenvorrichtung (6) mittels einer Führungs- und Bewegungseinrichtung (7) entlang der Außenkontur des zu reinigenden Werkstücks oder Maschinenbauteils (11) gesteuert verfahrbar ist, und zwar abhängig von einer in einer Steuereinheit (10) ausgeführten Steuerroutine (STR), bei dem abhängig von den durch die Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse von Werkstücken oder Maschinenbauteilen individuell für das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil (11) mehrere Reinigungsabschnitte (28) auf der dreidimensionalen Außenkontur definiert und ausgehend davon die Steuerroutine (STR) erzeugt wird, bei dem die Lanzenvorrichtung (6) mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung (7) zumindest an die ermittelten Reinigungsabschnitte (28) gesteuert geführt und der jeweilige Reinigungsabschnitt (28) gezielt mit der zumindest einen Reinigungsströmung (6.1) beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Konturabschnitt (27.1) und/oder Oberflächenabschnitt (27.2) der dreidimensionalen Außenkontur des Werkstückes oder Maschinenbauteils (11) wenigstens ein Reinigungsabschnitt (28) zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerroutine (STR) in wenigstens einer Prozessoreinheit (10.1) der Steuereinheit (10) ausgeführt wird, die dazu eingerichtet ist, aus Konstruktionsdaten (KD) die zur Ansteuerung der Führungs- und Bewegungseinrichtung (7) vorgesehenen Steuerdaten (SD) zu ermitteln, wobei die Konstruktionsdaten (KD) zumindest abschnittsweise die dreidimensionale Außenkontur des Werkstückes oder Maschinenbauteils (11) beschreiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer mit der wenigstens einen Prozessoreinheit (10.1) zusammenwirkenden Speichereinheit (10.2) vorgegebene Steuermodule (SM) für die Steuerroutine (STR) hinterlegt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuermodule (SM) den Konturabschnitten (27.1) und/oder Oberflächenabschnitten (27.2) bzw. den zugeordneten Reinigungsabschnitten (28) vordefinierte Reinigungsschritte und/oder Reinigungsströmungen (6.1) zugeordnet werden, die mittels der Steuerroutine (STR) geladen und in der Prozesseinheit (10.1) ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktionsdaten (KD) von einer mit der Steuereinheit (10) verbundenen Rechnereinheit (33) erzeugt und an die Steuereinheit (10) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (33) mit einer Anzeigeeinheit (34) verbunden wird, die wenigstens zur Anzeige von dreidimensionalen Grafikobjekten ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktionsdaten (KD) des Werkstückes oder Maschinenbauteils (11) in einer in der Rechnereinheit (33) hinterlegten Konstruktionsdatenbank abgespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionalen Grafikobjekte als dreidimensionale Modelle des Werkstückes oder Maschinenbauteils (11) mit einer Auflösung von mindestens 1200 dpi erzeugt und in der Konstruktionsdatenbank hinterlegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanzenvorrichtung (6) an mehrere Reinigungsabschnitte (28) in derselben und/oder unterschiedlichen Reinigungskammer (2, 22, 23, 26) einfach und/oder mehrfach gesteuert geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Reinigung eines oder mehrerer Reinigungsabschnitte (28) die Lanzenvorrichtung (7) oder von dieser aufgenommene Reinigungselemente gewechselt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine optische Überprüfung der Reinigungsgüte mittels einer an der Führungs- und Bewegungseinrichtung (7) anordenbaren Inspektionseinrichtung (29) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Lanzenvorrichtung (6) zumindest eine kontinuierliche oder pulsierende oder turbulente Reinigungsströmung (6.1) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass von der Lanzenvorrichtung (6) eine Saugstrahlströmung oder eine Sandstrahlströmung oder eine Shot-Peeling-Strömung oder eine Wasserstrahlentgratungsströmung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkstück oder Maschinenbauteil (11) und der Reinigungskammer (2) eine elektrische Spannung, vorzugsweise eine Gleichspannung zwischen 2 Volt und 4 Volt angelegt wird, wobei das Werkstück oder Maschinenbauteil (11) vorzugsweise die Anode und die Reinigungskammer (2) die Kathode bildet.
Reinigungsanlage (1, 1‘, 1‘‘) zur maschinellen Reinigung von in wenigstens einer teilweise offenen Reinigungskammer (2, 22, 23, 26) aufgenommenen Werkstücken oder Maschinenbauteilen (11), bei der die zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile (11) auf einem Werkstückträger (3) und/oder einer Drehanordnung (4) in der Reinigungskammer (2, 22, 23, 26) angeordnet sind, bei der zumindest eine Lanzenvorrichtung (6) zur Erzeugung zumindest einer Reinigungsströmung (6.1) vorgesehen ist, mit der die Außenkontur der zu reinigenden Werkstücke oder Maschinenbauteile (11) zumindest abschnittsweise beaufschlagbar ist, bei der die Lanzenvorrichtung (6) mittels einer Führungs- und Bewegungseinrichtung (7) entlang der Außenkontur des zu reinigenden Werkstücks oder Maschinenbauteils (11) gesteuert verfahrbar ist, und zwar abhängig von einer in einer Steuereinheit (10) ausgeführten Steuerroutine (STR), wobei abhängig von den durch die Prüfvorschriften für die Restschmutzanalyse von Werkstücken oder Maschinenbauteilen individuell für das zu reinigende Werkstück oder Maschinenbauteil (11) mehrere Reinigungsabschnitte (28) auf der dreidimensionalen Außenkontur definiert und ausgehend davon die Steuerroutine (STR) erzeugt wird, und die Steuerroutine zur Führung der Lanzenvorrichtung (6) mittels der Führungs- und Bewegungseinrichtung (7) zumindest an die ermittelten Reinigungsabschnitte (28) und zur gezielten Beaufschlagung des jeweiligen Reinigungsabschnittes (28) mit der zumindest einen Reinigungsströmung (6.1) eingerichtet ist.