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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft das Reinigen von Gegenständen oder Werkstücken. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte Reinigungsvorrichtung für Werkstücken mithilfe von Blasluft oder Druckluft.
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Hintergrund der Erfindung
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In Produktionsprozessen von komplexeren Maschinenteilen sind häufig eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten notwendig. Beispielsweise werden für die Herstellung von Komponenten für Fahrzeugmotoren die zugehörigen Teile in mehrstufigen Prozessen hergestellt. In vielen Fällen sind spanende Verfahren wie Fräsen oder Bohren involviert, bei denen unter anderem Prozessflüssigkeiten wie Kühlmittel oder Schmiermittel verwendet werden. Nach Abschluss eines Bearbeitungsschrittes und zur Vorbereitung eines darauffolgenden Prozessschrittes ist es häufig notwendig, Qualitätskontrollen und Messungen vorzunehmen. Hierzu müssen die Werkstücke frei von Spänen, Flüssigkeiten, Partikeln und anderen Rückständen sein.
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Hierzu werden die verschmutzten Werkstücke in einem Zwischenschritt oder auch am Ende eines Produktionsprozesses einer Reinigung unterzogen. Bekannte Lösungen nutzen dabei Druckluft, die gegebenenfalls zusammen mit einer Flüssigkeit wie Wasser oder flüssigen Reinigungslösungen unter erhöhtem Druck auf eine Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird. Andere Verfahren nutzen anstelle von Druckluft auch verdichtete Blasluft, die aufgrund eines höheren Luftvolumens und verbesserter Strömungseigenschaften häufig Vorteile gegenüber Druckluft bieten kann. Hier wird meist die Druckluft oder Blasluft möglichst konturnah auf die Oberfläche des Werkstücks geblasen, wodurch sich Rückstände, Flüssigkeiten und Partikel ablösen und das Werkstück hierdurch gereinigt wird.
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Beispielsweise sind Düsenträger bekannt, die eine Vielzahl einzelner Fluiddüsen ringförmig um die zu reinigende Oberfläche positionieren. Hierbei werden Luft, Flüssigkeiten oder auch andere Fluidgemische zum Ablösen von Partikeln und Flüssigkeitsresten benutzt. In der
EP 0 635 317 B1 wird beispielsweise eine Vorrichtung zum Reinigen oder Wärmebehandlung von Werkstücken beschrieben, die ein Rundumgebläse zum Ausbringen einer Behandlungsflüssigkeit nutzt. In der
DE 2533242A1 ist eine Düse zum Abblasen und Trocknen von Flüssigkeiten auf trockenen Werkstücken beschrieben. Weiterhin ist aus der
DE 20 2013 008 513 U1 eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von Bauteilen und Werkstücken mit einer ringförmigen Düseneinrichtung bekannt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es kann als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, eine Qualität einer Reinigung von Werkstücken zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Ausgestaltungen und weiterführende Aspekte sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der weiter unten beschriebenen Erfindung liegen unter anderem die nachfolgend beschriebenen Überlegungen zugrunde. Bei der Reinigung von Werkstücken mithilfe von ringförmigen Düsenkörpern oder Düsenträgern wird das zu reinigende Werkstück in einer Längsrichtung entlang einer zentralen Längsachse durch einen Innenbereich eines solchen ringförmigen Düsenkörpers bewegt. Um eine ausreichend gute Reinigungswirkung zu erzielen, ist es notwendig, ein Reinigungsfluid mit einem geeigneten ausreichenden Druck sowie ausreichendem Volumen auf die Oberfläche einwirken zu lassen.
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Es wird im Folgenden zur Vereinfachung zunächst begrifflich Blasluft und Druckluft verwendet, wobei auch andere Gase und Stoffe sowie Gemische denkbar sind. Die Düsenformen sind in der Regel so aufgebaut, dass diese Bedingungen nur in einem kleinen Bereich der Oberfläche einer Werkstückoberfläche geschaffen werden können. Mit anderen Worten ist eine wirksame Fläche, in der eine gewünschte Reinigungswirkung eintritt, vergleichsweise begrenzt.
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Wird das Werkstück nun durch den Innenbereich oder Innenquerschnitt des Düsenkörpers bewegt, ergibt sich folglich nur eine geringe Zeitspanne, in der das Reinigungsfluid unter den entsprechenden Druckbedingungen und erforderlichen Volumina auf die Oberfläche des Werkstücks einwirken kann. Teilweise ist dies allerdings für eine qualiativ gute Reinigung nicht ausreichend, da beispielsweise durch Kohäsionseffekte, Trägheitseffekte, Oberflächenspannungen und andere Effekte keine sofortige Ablösung stattfindet. Vielmehr kann es gerade für Trocknungsprozesse notwendig sein, dass die Blasluft oder Druckluft über einen gewissen Zeitraum auf die Oberfläche einwirkt. Es ist folglich wünschenswert, dass beim Durchbewegen des Werkstücks durch einen Querschnitt des Düsenträgers eine Einwirkzeit verlängert wird. Anders gesagt, kann es wünschenswert sein, einen effektiven Reinigungsweg zu verlängern, wobei der Reinigungsweg als Länge eines wirksamen Abschnitts in axialer Richtung des Düsenkörpers oder Bewegungsrichtung des Werkstücks definiert werden kann, den eine Düse auf einer Werkstückfläche erzeugt. Auf dieser Länge können dann beim Durchlauf des Werkstücks die gewünschten Reinigungseffekte erzielt werden.
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Daher wird eine Reinigungsvorrichtung für Werkstücke vorgeschlagen, die einen im Wesentlichen ringförmig umlaufenden Düsenkörper mit einer innenliegenden Luftkammer aufweist. Mit „ringförmig“ soll hier gemeint sein, dass der Düsenkörper ein zu reinigende Werkstück in einem geeigneten Abstand umgibt, wobei diese ringförmige Ausgestaltung nicht zwingend eine geschlossene Form haben muss, sondern beispielsweise eine C-förmige Ausführung oder auch eckige Formen umfassen kann. Die Form des Düsenkörpers soll mit anderen Worten eine Querschnittsform oder äußere Kontur oder Hüllkurve eines Werkstücks möglichst konturnah umgeben, um einen kurzen Weg zwischen dem Düsenkörper und einer Oberfläche des Werkstücks zu erreichen, aber gleichzeitig direkten mechanischen Kontakt zu vermeiden. Das zu reinigende Werkstück wird also durch einen Querschnittsbereich des Düsenkörpers bewegt, der sich durch die ringförmige Ausprägung des Düsenkörpers ergibt.
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Die innenliegende Luftkammer kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass der Düsenkörper in Umfangsrichtung einen Hohlraum zum Weiterleiten der Blasluft aufweist. Der Begriff „innenliegend“ soll hier auf einen Innenraum des Düsenkörpers selbst hinweisen. Die Luftkammer kann beispielsweise über ein Anschlussrohr mit einem externen Luftverdichter verbunden sein, der das Reinigungsfluid, beispielsweise Druckluft oder Blasluft bereitstellt. Der Düsenkörper weist an seiner radial nach innen gerichteten Oberfläche eine Vielzahl länglich ausgestalteter Primärluftschlitze auf. Die radial nach innen gerichtete Oberfläche ist also als der Bereich der Oberfläche des Düsenkörpers zu verstehen, der zu einer zentralen Längsachse des Düsenkörpers gerichtet ist. Dabei ist die zentrale Längsachse des Düsenkörpers als eine axiale Mittellinie in Bezug auf die Ringform des Düsenkörpers zu verstehen, entlang derer sich das zu reinigende Werkstück durch den Düsenkörper bewegt.
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Die Primärluftschlitze sind ausgeführt, jeweils einen Einzelprimärluftstrom aus verdichteter Blasluft oder Druckluft in Richtung einer zentralen Längsachse des ringförmigen Düsenkörpers zu erzeugen. Der Begriff Primärluftschlitz und Einzelprimärluftstrom soll verdeutlichen, dass in diesem Zusammenhang das Ablösen der Partikel und Flüssigkeitsreste als primärer und wesentlicher Bestandteil des Reinigungsprozesses vollzogen wird. Unter „länglich ausgestaltet“ können nicht nur exakt gerade Formen, sondern auch geschwungene, eckige oder ähnliche Formen von Schlitzen, Spalten oder anderen gestreckten Ausformungen verstanden werden.
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Durch die Form der Primärluftschlitze wird folglich ein breiterer flächiger Luftstrom erzeugt, im Gegensatz zu den punktuell oder räumlich sehr begrenzt wirkenden Düsenformen bekannter Lösungen. Die beschriebene Richtung einer zentralen Längsachse kann beispielsweise heißen, dass der erzeugte Einzelprimärluftstrom direkt in radialer Richtung senkrecht in Richtung des zu reinigenden Werkstücks ausgeleitet wird. Es kann aber auch bedeuten, dass der Einzelprimärluftstrom schräg mit einem Richtungsanteil in axialer Richtung vom Düsenkörper weggerichtet sein kann. Hierbei können beispielsweise radial gerichtete Seitenflächen eines Werkstücks erreicht und gegebenenfalls zusätzliche Reinigungseffekte erzielt werden.
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Der Begriff „Einzelprimärluftstrom“ soll verdeutlichen, dass jeder der Primärluftschlitze einen einzelnen Luftstrom erzeugt, wobei sich allerdings auch mehrere Einzelprimärluftströme überlagern und einen Verstärkungseffekt erzeugen können. Die Primärluftschlitze sind in der hier vorgeschlagenen Lösung zumindest in einem ihrer Teilabschnitte quer zu einer Umfangsrichtung des ringförmigen Düsenkörpers angeordnet. Mit anderen Worten verläuft eine Längsrichtung zumindest eines Teils des Primärluftschlitzes nicht in Umfangsrichtung des ringförmigen Düsenkörpers, sondern mit einem Winkelversatz dazu. Anders ausgedrückt beträgt ein Winkel zwischen der zentralen Längsachse des ringförmigen Düsenkörpers und der Längsrichtung zumindest eines Teils des Primärluftschlitzes ungleich 90 Grad.
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Ein Vorteil dieser Queranordnung der Primärluftschlitze kann darin gesehen werden, dass ein Reinigungsweg oder eine Arbeitsbreite um ein Vielfaches verlängert werden kann. Dies kann dadurch erklärt werden, dass beim Durchbewegen eines Werkstücks durch den ringförmigen Düsenkörper ein größerer Bereich in axialer Richtung oder Längsrichtung des Düsenkörpers mit Druckluft oder Blasluft beaufschlagt wird. Hierdurch ergibt sich bei einem Durchbewegen des Werkstücks durch den Düsenkörper mit einer angenommenen konstanten Geschwindigkeit eine längere Zeitspanne, in der das Reinigungsfluid zum Reinigen auf das Werkstück einwirken kann. Im Gegensatz zu punktförmigen Düsenformen oder in Umfangsrichtung des Düsenkörpers verlaufenden Spalten mit weniger als 1 mm Reinigungsweg, kann sich hier eine Verbreiterung beispielsweise um den Faktor 10 bis 30 ergeben. Ergebnis kann hier ein verbessertes Reinigungsergebnis sein.
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In einer Ausführungsform sind zwei benachbarte Primärluftschlitze so angeordnet, dass diese sich in Umfangsrichtung zumindest teilweise überlappen. Hierbei sind die Öffnungen der Primärluftschlitze nicht miteinander verbunden, sondern die Primärluftschlitze verlaufen an den jeweils zueinander gerichteten Enden an einer bestimmten Position am Umfang ein begrenztes Stück nebeneinander bzw. benachbart. Vorteil kann hier sein, dass tote oder abgeschattete Bereiche vermieden werden, die von keinem Einzelprimärluftstrom erfasst werden. Hierbei kann beispielsweise eine Länge der Primärluftschlitze variiert werden, um ein gesamtes Volumen von Reinigungsfluid und damit einen Energieverbrauch zu steuern. Zudem kann gegebenenfalls durch eine Überlagerung eine Verstärkung durch Addition der Einzelprimärluftströme erreicht werden. In einem Beispiel sind jeweils zwei benachbarte Primärluftschlitze mit gleicher Länge parallel zueinander angeordnet und überlappen sich in Umfangsrichtung zumindest teilweise.
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In einer Ausführungsform sind zwei benachbarte Primärluftschlitze in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet. Die Primärluftschlitze verlaufen also nicht genau nebeneinander auf der gleichen axialen Position, sondern mehrere hintereinander in Umfangsrichtung angeordnete Primärluftschlitze können beispielsweise eine Zickzackform mit jeweils einem Versatz in axialer Richtung bilden. Hierdurch kann vorteilhaft ein Reinigungsweg bzw. ein für die Reinigung wirksamer Arbeitsbereich vergrößert werden.
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In einer Ausführungsform sind die Primärluftschlitze so angeordnet, dass sich zwischen einer Längsrichtung des Primärluftschlitzes und der Umfangsrichtung des Düsenkörpers ein Winkel von 30 bis 60° ergibt. Dieser Winkelbereich kann einen vorteilhaften Kompromiss zwischen einer gewünschten Verlängerung oder Vergrößerung des Reinigungsweges bzw. des Arbeitsbereiches und einer Vermeidung von Einwirkungslücken in Umfangsrichtung sein. Gemäß einem Beispiel beträgt der Winkel 40 bis 50°. Gemäß einem weiteren Beispiel beträgt dieser Winkel 45°. Dabei kann unter einer Längsrichtung des Primärluftschlitzes beispielsweise eine gedachte Mittellinie durch eine gegebenenfalls kurvige oder geschwungene Form verstanden werden. Unter der Umfangsrichtung ist beispielsweise die Richtung entlang des ringförmigen Düsenkörpers tangential zu einer zentralen Längsachse bzw. tangential zum Düsenkörper zu verstehen.
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In einer Ausführungsform weisen die Primärluftschlitze eine Breite von 0,3 bis 1,5 mm auf. Hierdurch kann sich vorteilhaft ein geeignetes Volumen der Blasluft bei geeignetem Druck ergeben. Gleichzeitig kann sich hierdurch eine vorteilhafte Form des Einzelprimärluftstroms ergeben. In einer weiteren Ausführungsform weisen die Primärluftschlitze jeweils ein Luftleitblech auf. Dieses Luftleitblech kann aus mehreren Teilblechen bestehen und kann vorteilhaft eine Form und Richtung des Einzelprimärluftstromes beeinflussen. Hierbei kann beispielsweise eine Breite des Primärluftschlitzes größer gewählt werden, da für die Beeinflussung der Richtung und der Form des Einzelprimärluftstroms hauptsächlich das Luftleitblech genutzt wird. Eine solche breitere Ausführung des Primärluftschlitzes kann beispielsweise eine Breite von beispielsweise etwa 10 mm aufweisen.
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In einem Beispiel ist das Luftleitblech in seiner Lage verstellbar ausgeführt. Dies bedeutet, dass das Luftleitblech für einen Betrieb der Reinigungsvorrichtung fixiert und befestigt ist, aber beispielsweise für eine Anpassung an verschiedene Werkstückformen in seiner Ausrichtung und Position verlagerbar ist. Hierdurch können vorteilhaft verschiedene Formen und Richtungen der jeweiligen Primärluftströme eingestellt werden. In einer Ausführungsform sind die Primärluftschlitze und/oder die Luftleitbleche so ausgeführt, dass der Einzelprimärluftstrom in Umfangsrichtung gelenkt wird. Mit anderen Worten tritt das Reinigungsfluid in radialer Richtung schräg oder geneigt in Umfangsrichtung aus dem Primärluftschlitzes aus. Hierdurch kann sich beispielsweise vorteilhaft eine rotierende Luftströmung ergeben, die beispielsweise durch ein schräges Beaufschlagen von Eintiefungen, Sacklöchern, Vertiefungen und ähnlichen Strukturen eine verbesserte Reinigungswirkung hervorrufen kann.
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Der Düsenkörper weist an einer Stirnfläche des Düsenkörpers Sekundärluftschlitze auf. Diese sind ausgestaltet, einen Sekundärluftstrom in axialer Richtung weg vom Düsenkörper zu erzeugen. Diesem Merkmal liegt die nachfolgende Überlegung zugrunde. Durch die Einzelprimärluftströme werden zunächst die Partikel und Flüssigkeitsreste von der Oberfläche des Werkstücks abgelöst und befinden sich folglich in einer Umgebung von der abgelösten Stelle am Werkstück. Bewegt sich das Werkstück axial weiter, können die abgelösten Partikel und Flüssigkeitsreste gegebenenfalls wieder an der Oberfläche des Werkstücks anhaften.
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Vorgeschlagen wird daher ein zusätzlicher Luftstrom, der diese abgelösten Partikel und Flüssigkeitsreste vom Werkstück bzw. vom Düsenkörper weg transportieren soll. Die Stirnfläche des Düsenkörpers ist gemäß einer Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung in ihrer Ausrichtung zumindest teilweise in Richtung der zentralen Längsachse des Düsenkörpers ausgerichtet. Folglich führt eine Anordnung von Sekundärluftschlitzen an dieser Stirnfläche dazu, dass diese Sekundärluftschlitze aufgrund ihrer Ausrichtung einen axial gerichteten Sekundärluftstrom erzeugen. Dieser Sekundärluftstrom erfasst die abgelösten Partikel und Flüssigkeitsreste und bewegt sie vom Werkstück bzw. vom Düsenkörper weg und kann so ein neuerliches Anhaften erschweren oder verhindern. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass durch die zumindest teilweise axiale Ausrichtung des Sekundärluftstroms auch in radialer Richtung verlaufende Seitenflächen des Werkstücks mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden kann. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Vorreinigung derartiger Seitenflächen erfolgen, wenn sich ein Werkstück auf den Düsenkörper zubewegt.
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In einer Ausführungsform sind die Sekundärluftschlitze ausgeführt, den Sekundärluftstrom zumindest teilweise in Umfangsrichtung zu lenken. Mit anderen Worten verläuft die Richtung des Sekundärluftstroms quer zu einer zentralen Längsachse des Düsenkörpers. Hierdurch kann beispielsweise durch die Überlagerung mehrerer Sekundärluftströme ein rotierender Luftstrom erzeugt werden, der einen verbesserten Reinigungseffekt aufweisen kann. Gemäß einem Beispiel können hierfür die Sekundärluftschlitze an ihren gegenüberliegenden Kanten eine unterschiedliche Höhe gegenüber einer Oberfläche des Düsenkörpers aufweisen. Durch diese unterschiedliche Höhe ergibt sich ein schräges Austreten der Blasluft oder Druckluft. Des Weiteren kann durch die wiederum schräge Beaufschlagung von unregelmäßigen Strukturen an der Werkstückoberfläche mit Blasluft eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt werden. Hierfür können vorteilhaft Effekte wie Verwirbelungen, Drall oder ähnliche Effekte genutzt werden.
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In einer Ausführungsform ist die Stirnfläche des Düsenkörpers mit den Sekundärluftschlitzen zumindest teilweise in Richtung einer zentralen Längsachse des Düsenkörpers geneigt. Mit anderen Worten können dies beispielsweise eine schräg nach innen verlaufende Stirnfläche sein, wobei der schräg verlaufende Teil auch nur einen Teilbereich der Stirnfläche ausmachen kann. Durch diese geneigte oder schräge Ausführung kann auf einfache Weise eine Richtung der jeweiligen Sekundärluftströme beeinflusst werden.
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In einer Ausführungsform sind die Sekundärluftschlitze so ausgeführt, dass sich die jeweiligen Sekundärluftströme in einem Fokusbereich des Sekundärluftstroms überlagern. Dies kann bedeuten, dass die einzelnen Sekundärluftschlitze so ausgerichtet sind, dass sich die jeweils erzeugten Sekundärluftströme in einem begrenzten räumlichen Bereich aufeinandertreffen und sich überlagern. Dieser Effekt kann im optischen Bereich mit einer Linse verglichen werden, wo eine ähnliche Fokussierung und Verstärkung stattfindet. Durch diesen Überlagerungseffekt kann beispielsweise ein besonders starker Fluidstrom oder Luftstrom an einer axial ausgerichteten bzw. aus Flächensicht radial verlaufenden Fläche des Werkstücks erzeugt werden.
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Betrachtet man eine radiale Schnittfläche dieses sich beispielsweise ergebenden kegelförmigen Luftstrom, vergrößert sich ein Radius eines ringförmigen Fokusbereiches der einzelnen Sekundärluftströme beim Bewegen dieser Fläche in Richtung des Düsenkörpers. In einem konkreten Beispiel kann dies bedeuten, dass ein reinigungswirksamer Bereich eines aus mehreren überlagerten einzelnen Sekundärluftströmen erzeugten Bereiches bei Annäherung eines Werkstückes von einem zentralen axialen Bereich am Werkstück nach außen wandert und so mit der Bewegung des Werkstücks zusätzlich eine Reinigung dieser axialen Flächen erreicht werden kann. In einem Beispiel sind ein Teil der Sekundärluftschlitze ausgeführt, einen axialen Sekundärluftstrom zu erzeugen, ein weiterer Teil der Sekundärluftschlitze ist ausgeführt, einen Fokusbereich des Sekundärluftstroms zu erzeugen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist eine Stirnfläche des Düsenkörpers, wie eben beschrieben, geneigt und gleichzeitig sind die Sekundärluftschlitze so ausgeführt, dass sich die Sekundärfluidströme in einem Fokusbereich überlagern. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass die Sekundärluftschlitze eine doppelte Funktion haben. Zum einen sorgen sie mit dem Sekundärluftstrom für einen effektiven Abtransport der von den Einzelprimärluftströmen abgelösten Partikel und Flüssigkeitsreste, zum anderen bewirken sie eine zusätzliche Reinigung von in axial (bezüglich einer Flächennormale) angeordneten Flächen am Werkstück.
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In einer Ausführungsform weist der Düsenkörper weiterhin Austrittsdüsen für eine Reinigungsflüssigkeit auf. Diese können beispielsweise mit einem Versorgungskanal für die Reinigungsflüssigkeit verbunden sein, wobei der Versorgungskanal beispielsweise in der Luftkammer geführt sein kann.
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Figurenliste
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Weder die Beschreibung noch die Figuren sollen als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden.
- 1 zeigt eine Übersichtsdarstellung einer Reinigungsvorrichtung mit einem ringförmig umlaufenden Düsenkörper sowie einem Luftverdichter und einer Flüssigkeitsversorgung.
- 2 zeigt eine Detailansicht eines Düsenkörpers einer Reinigungsvorrichtung mit quer zu einer Umfangsrichtung angeordneten Primärluftschlitzen sowie Sekundärluftschlitzen.
- 3 zeigt in axialer Schnittdarstellung einen Düsenkörper einer Reinigungsvorrichtung mit Flüssigkeitsversorgungskanälen und Austrittsdüsen.
- 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Düsenkörpers mit Flüssigkeitsversorgungsrohr, Primärluftschlitzen, Sekundärluftschlitzen und Austrittsdüsen für Reinigungsflüssigkeit.
- 5 zeigt eine axiale Schnittdarstellung durch einen Düsenkörper samt Luftanschlussstutzen und Flüssigkeitsanschlussstutzen sowie Sekundärluftströmen.
- 6 zeigt einen Ausschnitt aus einer radial nach innen gerichteten Oberfläche eines Düsenkörpers mit Primärluftschlitzen und Luftleitblechen.
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Die Zeichnungen sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt eine Reinigungsvorrichtung 10 für ein Werkstück 14 in einer vereinfachten schematischen Darstellung. Ein Düsenkörper 12 ist im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet und umgibt das Werkstück 14. Hierbei wird das Werkstück 14 entlang einer zentralen Längsachse 16 durch einen Innenquerschnitt des Düsenkörpers 12 bewegt. Im Düsenkörper 12 ist an einer Unterseite eine Aussparung 18 vorgesehen, die vorteilhaft erlauben kann, dass bei einem eingespannten Werkstück 14 der Düsenkörper 12 an einer vergleichsweise schmalen Stelle einer Haltevorrichtung (nicht gezeigt) von einer Ruheposition zu einer Reinigungsposition am Werkstück geführt werden kann. Durch die Aussparung kann es ermöglicht werden, dass das Werkstück 14 bereits eingespannt sein kann, wenn der Düsenkörper 12 am Werkstück 14 positioniert wird.
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Eine Versorgung mit verdichteter Blasluft erfolgt hier mit einem Luftverdichter 20, der über ein Luftversorgungsrohr 22 und einen Luftanschlussstutzen 24 mit dem Düsenkörper 12 verbunden ist. Hierbei saugt der Luftverdichter 20 Ansaugluft 34 aus der Umgebung an. Alternativ kann anstatt verdichteter Blasluft beispielsweise auch Druckluft verwendet werden. Gemäß einem Beispiel enthält die Blasluft und/oder Druckluft eine Flüssigkeit, beispielsweise in gasförmiger Form oder Flüssigkeitsnebel. Separat dazu ist eine Flüssigkeitsversorgung 26, gegebenenfalls kombiniert mit einer entsprechenden Pumpe 28 vorgesehen. Über ein Flüssigkeitsversorgungsrohr 30 wird dem Düsenkörper 12 Reinigungsflüssigkeit über einen Flüssigkeitsanschlussstutzen 32 zugeführt.
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Die Pfeile am Luftversorgungsrohr 22, am Flüssigkeitsversorgungsrohr 30 und für die Ansaugluft 34 sollen eine Flussrichtung der Luft bzw. der Reinigungsflüssigkeit verdeutlichen. Über Primärluftschlitze 36 und Sekundärluftschlitze 38 tritt die Blasluft oder Druckluft am Düsenkörper 12 aus. Zusätzlich sind im Düsenkörper 12 Austrittsdüsen 40 für die Reinigungsflüssigkeit vorgesehen (für Details siehe 3). Durch ein Beaufschlagen des Werkstücks 14 mit Blasluft und/oder Reinigungsflüssigkeit erfolgt eine Reinigung der Oberfläche des Werkstücks 14. Hierzu wird beispielsweise das Werkstück 14 mit einer konstanten Geschwindigkeit, gegebenenfalls unter Drehung durch einen Querschnitt des Düsenkörper 12 bewegt.
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In 2 ist eine vergrößerte räumliche schematische Darstellung eines Düsenkörpers 12 einer Reinigungsvorrichtung 10 dargestellt. Eine Montageplatte 44 dient zur mechanischen Befestigung und Aufhängung des Düsenkörpers 12 beispielsweise an einer Trägerstruktur einer Maschine. Ein Luftanschlussstutzen 24 dient der Verbindung eines Luftversorgungsrohrs 22 (siehe 1) mit einer innenliegenden Luftkammer 46 (siehe beispielsweise 4) im Düsenkörper 12. Separat davon dient ein Flüssigkeitsanschlussstutzen 32 der Zuführung von Reinigungsflüssigkeit zu Austrittsdüsen 40 an einer radial nach innen gerichteten Oberfläche des Düsenkörpers 12. Die Austrittsdüsen 40 sind hier in etwa gleich beanstandet, über eine innere Umfangsfläche des Düsenkörpers 12 verteilt und jeweils zwischen Primärluftschlitzen 36 angeordnet.
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Die Primärluftschlitze 36 erzeugen, hier durch Pfeile angedeutet, jeweils einzelne Primärluftströme 48 in Richtung des Werkstücks 14 (hier nicht gezeigt). Diese können in einem Beispiel genau senkrecht zu einer zentralen Längsachse 16 des Düsenkörpers 12 verlaufen. In einem weiteren Beispiel können diese in einem Winkelversatz ungleich 90° schräg in axialer Richtung mit einem Winkelversatz aus den Primärluftschlitzen 36 austreten. In einem Beispiel können die Primärluftschlitze 36 jeweils Primärluftströme 48 erzeugen, die in Bezug auf eine zentrale Längsachse 16 in unterschiedlichen Winkeln austreten. Dies kann, durch eine schräge Beaufschlagung von Oberflächen des Werkstücks 14, eine verbesserte Reinigung bewirken und/oder durch den Winkelversatz eine Verlängerung eines Reinigungsweges oder eine Verbreiterung des Arbeitsbereiches bewirken.
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An einer Stirnfläche 50 des Düsenkörpers 12 sind Sekundärluftschlitze 38 angeordnet. Im hier gezeigten Beispiel verlaufen diese quer bzw. schräg zu einer Umfangsrichtung des Düsenkörpers 12. Durch diese Schrägstellung oder Neigung der Schlitze kann zum einen eine Form und Richtung der erzeugten Sekundärluftströme 52 beeinflusst werden, weiterhin kann beispielsweise ein um die zentrale Längsachse 16 rotierender Luftstrom erzeugt werden, der insbesondere an axial gerichteten Flächen des Werkstücks 14 eine Vorreinigung bewirken kann. In 2 ist zu erkennen, dass eine Richtung der Sekundärluftströme 52 hin zu der zentralen Längsachse 16 des Düsenkörpers 12 gerichtet ist. Dies kann in einem axialen Abstand zum Düsenkörper 12 zu einer Überlagerung der einzelnen Sekundärluftströme 52 und beispielsweise zu Verstärkungseffekten mit hierdurch verbesserter Reinigungswirkung führen.
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In 3 ist eine Schnittdarstellung in radialer Richtung durch einen Düsenkörper 12 dargestellt. Gut zu erkennen ist eine innenliegende Luftkammer 46, in der die Blasluft zu den einzelnen Primärluftschlitzen 36 und Sekundärluftschlitzen 38 geführt und verteilt wird. Mit anderen Worten ist der Düsenkörper 12 zumindest teilweise hohl ausgeführt und mit einem Luftanschlussstutzen 24 zum Zuführen der Blasluft verbunden. Eine Aussparung 18 soll eine Positionierung des Düsenkörpers 12 um ein bereits in einer Haltevorrichtung eingespanntes Werkstück 14 (hier nicht gezeigt) ermöglichen. Über einen Flüssigkeitsanschlussstutzen 32, der in dieser Ansicht hinter dem Luftanschlussstutzen 24 positioniert ist, wird Reinigungsflüssigkeit in den Düsenkörper 12 eingeführt. Diese wird über Flüssigkeitsversorgungskanäle 42 zu einzelnen Austrittsdüsen 40 für die Reinigungsflüssigkeit weitergeleitet.
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Im hier dargestellten Beispiel sind zwei getrennte Flüssigkeitsversorgungskanäle 42 für eine linke Seite und eine rechte Seite des Düsenkörpers 12 vorgesehen. Es ist zu erkennen, dass ein Teilbereich der Stirnfläche 50 in Richtung der zentralen Längsachse 16 des Düsenkörpers 12 geneigt ist. Hierdurch kann eine Richtung der Sekundärluftströme 52 beeinflusst werden. Durch das gleichzeitige Aufbringen von Reinigungsflüssigkeit durch die Austrittsdüsen 40 zusammen mit Blasluft oder Druckluft aus den Primärluftschlitzen 36 kann durch zusätzliche Effekte, beispielsweise Kavitätseffekte, und durch das kombinierte Luft-Flüssigkeitsgemisch eine verbesserte Reinigungsleistung erzielt werden. Die hier sichtbaren Sekundärluftschlitze 38 sind schräg oder quer zu einer radialen Ausrichtung des Düsenkörpers 12 bzw. quer zu einer Richtung hin zu einer zentralen Längsachse 16 gerichtet.
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In 4 ist zur besseren Veranschaulichung eine Querschnittsdarstellung in axialer Richtung durch einen Düsenkörper 12 gezeigt. Eine Wandung 54 des Düsenkörpers 12 umschließt einen Hohlraum, der als Luftkammer 46 zum Weiterleiten und Transportieren von Blasluft oder Druckluft zu Primärluftschlitzen 36 sowie Sekundärluftschlitzen 38 dient. Eine radial nach innen gerichtete Oberfläche 56 nimmt eine Vielzahl länglich ausgestalteter Primärluftschlitze auf. Im hier gezeigten Beispiel sind die Primärluftschlitze 36 gerade ausgeführt. Gemäß einem Beispiel weisen die Primärluftschlitze 36 eine geschwungene oder gebogene Form auf.
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Jeweils zwei Primärluftschlitze 36 verlaufen in dem in 4 gezeigten Beispiel parallel nebeneinander und gleichzeitig in axialer Richtung versetzt. Hierdurch können ein Reinigungsweg bzw. eine Arbeitsbreite des Düsenkörpers 12 vergrößert oder verlängert werden. Gleichzeitig kann zusätzlich durch Überlagerungseffekte eine Verstärkung des erzeugten Primärluftstroms und somit eine verbesserte Reinigung erzielt werden. Auch die Sekundärluftschlitze 38 verlaufen hier schräg oder quer zu einer Umfangsrichtung des Düsenkörpers 12. In einem Beispiel sind die Sekundärluftschlitze 38 geschwungen oder gekrümmt ausgeführt. Durch die Schnittdarstellung gut zu erkennen sind Flüssigkeitsversorgungskanäle 42, die eine Reinigungsflüssigkeit zu Austrittsdüsen 40 für die Reinigungsflüssigkeit transportieren. Die an der radial nach innen gerichteten Oberfläche 56 des Düsenkörpers 12 angedeuteten runden Öffnungen markieren die jeweiligen offenen Enden der Austrittsdüsen 40.
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In 5 ist eine axiale Schnittdarstellung durch einen Düsenkörper 12 samt Luftanschlussstutzen 24 und Flüssigkeitsanschlussstutzen 32 und Sekundärluftströmen 52 gezeigt. In dieser Darstellung lassen sich vorteilhaft die möglichen Sekundärluftströme 52 darstellen. Auf der rechten Seite ist ein Gesamt-Sekundärluftstrom 52 angedeutet, der sich aus den einzelnen Sekundärluftströmen 52 der einzelnen Sekundärluftschlitze 38 ergibt. Dieser ist im Wesentlichen in axialer Richtung weg vom Düsenkörper 12 gerichtet. Dieser Sekundärluftstrom 52 kann dazu dienen, die vom Primärluftstrom abgelösten Flüssigkeitsreste und Partikel in Richtung weg vom Werkstück zu transportieren, um ein neuerliches Anhaften zu verhindern. Gleichzeitig, unabhängig von der Funktion des Abtransportes von Flüssigkeitsresten und Partikeln, kann der Sekundärluftstrom 52 insbesondere in axialer Richtung zugängliche Seitenflächen von Werkstücken 14 (nicht gezeigt) reinigen. Dies kann beispielsweise bei Kurbelwellen axiale Seitenflächen von Schwungmassen betreffen. Zusätzlich kann durch erzeugten Unterdruckverhältnisse im Bereich der Primärluftschlitze 36 ein zusätzlicher Reinigungseffekt erzielt werden.
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Betreffend der in der 5 dargestellten linken Seite des Düsenkörpers 12 ist eine beispielhafte Ausführung der Sekundärluftschlitze 38 gezeigt, wo die erzeugten Sekundärluftströme 52 in ihrer Richtung stärker in Richtung einer zentralen Längsachse 16 gelenkt werden und sich in einem definierten Abstand vom Düsenkörper 12 in einem Fokusbereich 58 überlagern. Durch die Überlagerung können deutlich stärkere Luftströme und somit eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt werden. In einem Beispiel wird dieser Fokusbereich 58 beim Bewegen eines Werkstücks 14 entlang der zentralen Längsachse 16 an axialen Flächen des Werkstücks 14 positioniert. Hierdurch können sowohl die axial gerichteten Flächen am Werkstück 14 selbst, als auch durch Dralleffekte Eintiefungen oder andere kammerartige oder sacklochartige Strukturen vorteilhaft gereinigt werden. In einem Beispiel ergibt sich durch das Bewegen einer axialen Fläche an einem Werkstück 14 in Richtung des Düsenkörpers 12 ein ringförmiger Überlagerungsbereich, dessen Größe sich in Abhängigkeit vom Abstand zum Düsenkörper ändert und wo sich Sekundärluftströme 52 überlagern. Dieser ringförmige Bereich bewegt sich beim weiteren Bewegen des Werkstücks 14 in Richtung des Düsenkörpers 12 nach außen und vergrößert sich dabei, gegebenenfalls unter Abschwächung der Überlagerung und Verstärkungseffekte.
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In 6 ist ein Ausschnitt aus einer nach innen gerichteten Oberfläche 56 an einem Innenumfang eines Düsenkörpers 12 mit zwei Primärluftschlitzen 36 gezeigt. Grundsätzlich sind gemäß einem Beispiel die Primärluftschlitze in einer Breite von beispielsweise 0,3 mm bis 0,6 mm ausgeführt. Im hier gezeigten Beispiel sind zusätzlich Luftleitbleche 60 vorgesehen. Diese Luftleitbleche 60 können eine Richtung, Form und Geschwindigkeit des Primärluftstroms 48 bzw. des Sekundärluftstroms 52 beeinflussen. Zusätzlich können optional eine Breite der Primärluftschlitze 36 bzw. eine Breite der Sekundärluftschlitze 38 vergrößert werden, beispielsweise im Bereich von 1 bis 2 mm. Dies kann beispielsweise eine Herstellung dieser Schlitze vereinfachen. Die Luftleitbleche 60 übernehmen in diesem Falle die Formung und Ausrichtung der jeweiligen Primärluftströme 48 bzw. Sekundärluftströme 52, sodass die darunterliegenden Primärluftschlitze 36 und Sekundärluftschlitze 38 breiter ausgeführt werden können. Grundsätzlich ist anzumerken, dass die bisher und im Folgenden beschriebenen Eigenschaften der Primärluftschlitze 36 auch Eigenschaften der Sekundärluftschlitze 38 sein können, insbesondere was deren Ausrichtung, Form und Anordnung betrifft, auch in Bezug zu den beschriebenen Luftleitblechen.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
