DE102018126437B4

DE102018126437B4 - Reinigungsstation; Anlage zur Herstellung eines Bauteils; Verfahren zum Reinigen eines Bauteils; Verfahren zur Herstellung eines Bauteils

Info

Publication number: DE102018126437B4
Application number: DE102018126437.2A
Authority: DE
Inventors: Thilo Huber
Original assignee: Optik Elektro Huber GmbH
Current assignee: Optik Elektro Huber GmbH
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2024-04-11
Anticipated expiration: 2038-10-25
Also published as: WO2020083440A1; DE102018126437A1

Abstract

Es werden eine erfindungsgemäße Reinigungsstation (1), eine erfindungsgemäße Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15), ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Reinigen eines Bauteils (15) und ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (15) vorgeschlagen, bei denen durch die Handhabung des Bauteils (15) und dessen Reinigung eine Beschädigung der Oberfläche des Bauteils (15) nahezu vermieden wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Reinigungsstation, nach der Gattung des Anspruchs 1, von einer Anlage zur Herstellung eines Bauteils, nach der Gattung des Anspruchs 9, einem Verfahren zum Reinigen eines Bauteils, nach der Gattung des Anspruchs 16 und einem Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, nach der Gattung des Anspruchs 24.
Weltweit werden eine Vielzahl von mechanischen Bauteilen mit kleinen Abmessungen und hoher Oberflächengüte auf spanenden Maschinen z.B. durch Drehen, Fräsen odgl. hergestellt. Um einen möglichst schonenden Fertigungsprozess sicherstellen zu können, wird als Kühl-, Schmiermedium und/oder Späneabfuhrmittel in aller Regel Öl verwendet. Bauteile, die in großen Serien hergestellt werden, und eine „relativ“ unempfindliche Oberfläche aufweisen, werden in der Werkzeugmaschine, nach dem Fertigungsprozess fallengelassen und auf Austragsbändern aus der Maschine als Schüttgut ausgetragen. Bei Bauteilen mit empfindlicher Oberfläche, werden diese nach dem Fertigungsprozess in ein Kühl-, Schmiermedium z.B. Ölbad fallengelassen, in welchem die Teile langsam absinken und sich nicht gegenseitig beschädigen zu können. Im weiteren Fertigungsverlauf müssen die Bauteile gereinigt werden. In aller Regel werden hierzu die Bauteile in Losen gesammelt und dann händisch mit Hilfe von Haltelementen fixiert, einzeln auf Werkstückträgern aufgesetzt und mit Hilfe von „Waschkörben“ einer Reinigungsanlage zugeführt. Für diesen Prozess werden die Werkstücke gesammelt, wodurch in aller Regel ein größerer zeitlicher Abstand zwischen dem Fertigungsprozess und dem Reinigungsprozess entsteht. Dies führt dazu, dass die durch das Kühl-, Schmiermedium gebildete Schicht (z.B. Ölschicht) verklebt und nur mit höherem Reinigungsaufwand und insbesondere unter Einsatz von Chemie wieder entfernt werden kann. Je nach eingesetzter Technologie (Spritzen, Fluten, Ultraschall odgl.) können die Waschkörbe in der Anlage mit den Werkstückträgern geschwenkt werden, wobei ein Schwenken in aller Regel nur bei Schüttgut und wenig empfindlichen Oberflächen angewandt wird.
Im industriellen Umfeld existieren weiterhin Reinigungsanlagen, in denen mehrere Technologien in einer Anlage vereint sind und das Reinigungsgut im Waschkorb mittels eines Transportsystems durch die Anlage (i.d.R. bestehend aus Aufheiz-,Vorbehandlungs-, Reinigungs- und Trocknungszonen) durchgetaktet wird. Bei diesen getakteten Systemen, die für höhere Durchsatzmengen ausgelegt sind, ist stets das Verschleppen von Verunreinigungen von Becken zu Becken ein permanentes Problem.
Allen Anlagen gemein ist der physikalische Effekt, dass der Reinigungsprozess je nach Reinigungsmedium bei erhöhten Temperaturen (ca. 50-90°C) durchgeführt wird, da sich bei höheren Temperaturen entschieden bessere Reinigungsergebnisse einstellen als bei Raumtemperatur.
Ausgehend von der Art und dem Grad der Verschmutzung sowie der Werkstückbeschaffenheit (Größe, Werkstoffart, Geometrie, Bearbeitungsprozess, Oberfläche, Oberflächengüte odgl.), den Bearbeitungsrückständen vor dem Reinigen (Späne, Abrieb, Kühl-, Schmiermedium, Öl, Fett, Kühlschmierstoff, Aufbackungen odgl.) und dem angestrebten Sauberkeitsniveau nach dem Reinigungsprozess (Oberflächenspannung, Gravimetrie und zulässige Partikelgrößen) entscheidet sich der Einsatz des Reinigungsmittels. Bedingt durch die Liegezeiten der Bauteile nach dem Fertigungsprozess und dem damit verbundenen Ankleben des Schmiermittels, wird in aller Regel auf chemisch basierte Reinigungsmittel zurückgegriffen.
Nach der Reinigung und dem Trocknungsprozess werden die Werkstücke je nach Kundenvorgabe unterschiedlichen Prüfprozeduren und qualitätssichernden Maßnahmen unterzogen, bevor der abschließende Verpackungs- und Versandprozess folgt (heute zu 100% als händischer Prozess). Bedingt durch die unpolaren organischen Verschmutzungen, gepaart mit dem Problem des batchweisen Reinigens, kann in der Regel die geforderte Reinheit nur mit chlorierten Wasserstoffen bzw. modifizierten Alkoholen erreicht werden, was natürlich umwelttechnische Anforderungen bzw. Problemstellungen mit sich bringt.
Durch den beschriebenen Stand der Technik stellen sich speziell bei Bauteilen mit hoher Oberflächengüte Beschädigungen ein, die dadurch entstehen, dass sich die einzelnen Bauteile beim Austragen aus der Werkzeugmaschine und/oder beim Waschen gegenseitig berühren und dadurch beschädigen.
Durch den momentanen Prozess verkleben sich die Bauteile mit dem Schmiermittel, in der Warte-/Liegezeit nach dem Zerspanungsprozess, wodurch ein erhöhter Aufwand bei der Reinigung, unter Einsatz von „umweltfeindlichen“ Medien erforderlich wird. Eine Begleiterscheinung dieses aufwändigen Reinigungsprozesses sind dann wiederum Beschädigungen an der Oberfläche, was zu einem erhöhten Ausschuss führt.
Um eine Warte-/Liegezeit nach dem Zerspanungsprozess zu vermeiden, werden in den Offenlegungsschriften DE 11 2005 000 481 T5 und DE 11 2007 003 030 T5 Vorrichtungen vorgeschlagen, bei denen die Bauteile mittels eines Handhabungssystems in die Reinigungsstation transportiert werden. Allerdings werden Spüleinrichtungen eingesetzt, wodurch Bauteile trotzdem beschädigt werden könnten.
In dem Gebrauchsmuster DE 202 12 954 U1 wird ein Reinigungsgerät für Baustellenwerkzeuge, vorzugsweise für Bohrer, Bohrquirls und Kellen, vorgeschlagen, das einen Halterahmen aufweist, an dem wenigstens zwei Bürsten derart befestigt sind, dass deren Borsten unter Ausbildung eines Reinigungszwischenraums zur Einführung der zu reinigenden Baustellenwerkzeuge einander zu gewandt sind. Nachteilig ist hierbei, dass das Reinigungsgerät manuell bestückt werden muss.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2007 027 568 A1 wir ein Verfahren zur automatisierten Reinigung von Bauteilen mit komplexer Gestalt der zu reinigenden Bereiche in einer Reinigungskammer mittels zumindest einesBearbeitungs- oder Reinigungswerkzeugs vorgeschlagen, bei dem das Bauteil in die Reinigungskammer eingebracht und vorpositioniert wird, um es anschließend zu verschieben, um die Drehlage des Bauteils zu ermitteln, um anschließend die Relativbewegung zwischen dem zumindest einen Reinigungswerkzeug und dem Bauteil zu steuern. Nachteilig ist hierbei, dass das Verfahren technisch sehr aufwändig ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsstation, eine Anlage zur Herstellung von Bauteilen und ein Verfahren zum prozessnahen Reinigen bereitzustellen, durch die die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Die erfindungsgemäße Reinigungsstation, mit den Merkmalen des Anspruchs 1, die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung eines Bauteils, mit den Merkmalen des Anspruchs 9, das erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen eines Bauteils, mit den Merkmalen des Anspruchs 16, und das Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, nach der Gattung des Anspruchs 24, haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Handhabung des Bauteils und dessen Reinigung durch mindestens ein festes Reinigungsmittel eine Beschädigung der Oberfläche des Bauteils nahezu vermieden wird, wobei hierzu eine Reinigungsstation eingesetzt wird, die einen durch einen Verschluss zumindest teilweise verschließbaren Behälter aufweist, der einen Behälterinnenraum aufweist, wobei der Verschluss im Behälterinnenraum (6) verschiebbar angeordnet ist.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungsstation ist der Verschluss federbelastet. Bevorzugt wird mindestens eine Druckfeder eingesetzt.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungsstation weist der Verschluss zur Abdichtung gegen die Behälterwand mindestens eine Dichtung auf und/oder weist der Verschluss zur Abdichtung gegen das Handhabungsgerät mindestens eine Dichtung auf.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungsstation ist im Behälterinnenraum mindestens eine Polierbürste mindestens eine Sprühdüse für ein gasförmiges Medium, mindestens eine Sprühdüse für ein flüssiges Medium und/oder ein Halter für das zu reinigende Bauteil angeordnet.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungsstation ist mindestens ein Reinigungsmittel ein rotierendes Reinigungsmittel (z.B. rotierende Waschbürste), ist mindestens ein Reinigungsmittel beweglich im Behälterinnenraum angeordnet, ist mindestens eine Polierbürste eine rotierende Polierbürste und/oder ist mindestens eine Polierbürste beweglich im Behälterinnenraum angeordnet.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Reinigungsstation weisen mindestens ein Reinigungsmittel und/oder mindestens eine innere Zuleitung für ein Reinigungsmedium auf und/oder weisen mindestens ein Reinigungsmittel und/oder mindestens eine Polierbürste einen Elektroantrieb auf.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungsstation weist die Reinigungsstation mindestens einen Behälter (Auffangbehälter) für ein Reinigungsmedium auf.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungsstation weist die Reinigungsstation mindestens eine Heizung für ein Reinigungsmedium auf.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung eines Bauteils, die mindestens einer Werkzeugmaschine zum Fertigen des Bauteils und mindestens einem Handhabungsgerät zur Entnahme des gefertigten Bauteils aus mindestens einer Werkzeugmaschine aufweist, wobei die Anlage für das gefertigte Bauteil mindestens eine außerhalb einer Werkzeugmaschine angeordnete und durch mindestens einem Handhabungsgerät bestückbare Reinigungsstation, die einen durch einen Verschluss zumindest teilweise verschließbaren Behälter, der einen Behälterinnenraum aufweist, in dem mindestens ein festes Reinigungsmittel angeordnet ist, aufweist, wobei der Verschluss im Behälterinnenraum verschiebbar angeordnet ist, aufweist, weist mindestens ein Handhabungsgerät einen Greifer auf.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Anlage eine der Vorreinigung dienende Reinigungsstation (Vorreinigungsstation) und eine der Hauptreinigung dienende Reinigungsstation Reinigungsstation (Hauptreinigungsstation) auf.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Anlage mindestens ein Magazin auf. Bevorzugt werden in einem Magazin die gereinigten Bauteile abgelegt und/oder durch ein Magazin (z.B. Stangenmagazin) die Rohlinge der Werkzeugmaschine zugeführt.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Anlage mindestens eine Prüf-, Meß- und/oder Kontrollstation auf.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Anlage mindestens eine Verpackungsstation auf.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage ist mindestens eine Reinigungsstation eine Reinigungsstation, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Reinigen eines Bauteils in mindestens einer Reinigungsstation, die einen durch einen Verschluss zumindest teilweise verschließbaren Behälter aufweist, der einen Behälterboden, eine Behälterwand und einen Behälterinnenraum aufweist, wobei der Verschluss eine Öffnung aufweist, durch die das zu reinigende Bauteil mittels eines Handhabungsgerätes in den Behälterinnenraum eingeführt wird, wobei die Reinigung durch Kontaktreinigung erfolgt, wobei der Verschluss im Behälterinnenraum verschiebbar angeordnet ist, wird der Verschluss zumindest zeitweise durch das Handhabungsgerät bewegt.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Reinigungsstation mindestens ein Reinigungsmittel (z.B. Waschbürste, Polierbürste) auf, wobei mindestens ein Reinigungsmittel zum Bauteil zustellbar ist.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Reinigungsstation einen Halter für das zu reinigende Bauteil auf, in dem das zu reinigende Bauteil zumindest zeitweise gehalten wird.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu reinigende Bauteil von einem Handhabungsgerät an den Halter übergeben und/oder wird das zu reinigende Bauteil von einem Handhabungsgerät von dem Halter entnommen.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reinigung des Bauteils prozessnah an die Fertigstellung des Bauteils in einer Werkzeugmaschine durchgeführt.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu reinigende Bauteil nach dessen Fertigstellung von einem Handhabungsgerät aus einer Werkzeugmaschine entnommen und in Richtung Reinigungsstation befördert.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Reinigungsstation eine Reinigungsstation, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, und/oder als Anlage zur Herstellung eines Bauteils eine Anlage zur Herstellung eines Bauteils, gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, eingesetzt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils (Einzelteils), das mindestens zwei Prozesse umfasst, nämlich einen Zerspanungsprozess und einen Reinigungsprozess, bei dem eine Kontaktreinigung in mindestens einer Reinigungsstation, die einen durch einen Verschluss zumindest teilweise verschließbaren Behälter aufweist, der einen Behälterinnenraum aufweist, wobei der Verschluss im Behälterinnenraum verschiebbar angeordnet ist, erfolgt, wobei der komplette Ablauf der Prozesse innerhalb eines Gesamtsystems (Anlage) realisiert wird, wobei grundsätzlich eine Bauteilhandhabung (Einzelteilhandhabung) mit Hilfe mindestens eines Handhabungsgerätes realisiert wird, ist zu jedem Zeitpunkt die Orientierung und Positionierung des Bauteils (Einzelteils) genau festgelegt ist und laufen alle Prozesse hauptzeitparallel zum Zerspanungsprozess des nächsten Bauteils (Einzelteils) ab.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für einen Reinigungsprozess eine Reinigungsstation, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, und/oder als Gesamtsystem eine Anlage zur Herstellung eines Bauteils, gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, eingesetzt und/oder wird bei dem Reinigungsprozess ein Verfahren zum Reinigen eines Bauteils, gemäß einem der Ansprüche 16 bis 2, durchgeführt.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstands ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Reinigungsstation,
2 eine andere perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Reinigungsstation, gemäß 1,
3 eine andere perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Reinigungsstation, gemäß 1,
4 bis 9 perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Reinigungsstation mit einem Handhabungsgerät, gemäß 1,
10 bis 23 schematische Seitenansichten der erfindungsgemäßen Reinigungsstation, gemäß 1, zur Darstellung des Prozessablaufes, und
24 bis 26 eine erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung eines Bauteils.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die 1 bis 3 zeigen perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1. Die erfindungsgemäße Reinigungsstation 1 weist einen Behälterboden 2, eine Behälterwand 3, die bevorzugt zylinderförmig ausgestaltet und/oder bevorzugt aus Glas gefertigt ist, und einen Behälterdeckel 4, an dem eine Öffnung 5 zur Einbringung eines nicht dargestellten Bauteils in den Behälterinnenraum 6 mittels eines nicht dargestellten Handhabungsgerätes (Roboter) angeordnet ist, auf. Im Behälterinnenraum 6 befinden sich Reinigungsmittel 7, die als Waschbürsten, die bevorzugt aus einem weichen Material gefertigt sind, ausgestaltet sind. Denkbar ist auch, dass Schwämme oder Lappen zum Einsatz kommen. Durch die festen Reinigungsmittel 7 findet eine Kontaktreinigung, also eine aktive Reinigung, des Bauteils 15 statt. Durch den intensiven taktilen Kontakt zwischen dem Reinigungsmittel 7 (Reinigungsmedium, Waschmittels) und dem Bauteil 15 (Werkstück) wird eine hohe Reinigungswirkung erzielt. Zusätzlich kann durch den Einsatz eines geeigneten Reinigungsmittels 7 eine Polierwirkung und Entgratwirkung erreicht werden kann. Die Reinigungsmittel 7 sind um Achsen 8 drehbar an Schwenkarmen 9 angeordnet, wobei die Schwenkarme 9 um Achsen 10 schwenkbar an einem Halteelement 11 angelenkt sind. Denkbar ist auch, dass zumindest eines der Halteelemente 11 innerhalb einer Öffnung 12 verschoben werden und/oder auf der Achse 10 bewegt werden kann. Mittels Zuleitungen 13 kann Reinigungsflüssigkeit zur Abgabe an Borsten 14 des Reinigungsmittels 7 in das Innere des Reinigungsmittels 7 befördert werden.
Die 4 bis 9 zeigen perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1 mit einem zu reinigenden Bauteil 15 (Werkstück), gemäß 1. Hierbei wird deutlich, dass das Bauteil 15 mittels eines Handhabungsgerätes 16 durch die in der Behälterdecke 4 angeordnete Öffnung 5 in den Behälterinnenraum 6 gelangt. Im Behälterinnenraum 6 ist ein Verschluss 17, an dem eine Öffnung 18 zur Einbringung des Bauteils 15 in den Behälterinnenraum 6 mittels des Handhabungsgerätes 16 angeordnet ist, angeordnet, der zwischen der Behälterdecke 4 und dem Behälterboden 2 verschiebbar ist, wobei die Verschiebung des Verschlusses 17 bevorzugt durch die Bewegung des Handhabungsgerätes 16 in Z-Richtung erfolgt. Denkbar wäre auch, dass die erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1 keine Behälterdecke 4 aufweist, so dass der Verschluss 17 auch die Behälterdecke darstellt. Im Behälterinnenraum 6 sind Düsen 19 angeordnet, die als Sprühdüsen gasförmige Medien (z.B. Druckluft) und/oder flüssige Medien (z.B. Reinigungsflüssigkeit, Wasser) versprühen können. Bevorzugt wird die Öffnung 18 durch das Handhabungsgerät 16 abgedichtet, wenn das Handhabungsgerät 16 mit dem Verschluss 17 in Kontakt steht. Um den Verschluss 17, der einen Rand 20 aufweist, zur Behälterwand 3 abzudichten, ist an dem Rand 20 eine Dichtung 21 angeordnet.
Die 5 bis 9 zeigen, dass das Bauteil 15 von dem Handhabungsgerät 16 an einen Halter 22 (Gegenhalter), der bevorzugt frei positionierbar ist, übergeben werden kann, um es an allen Stellen reinigen zu können, wobei sich hierzu das Handhabungsgerät 16 nebst dem Verschluss 17 bevorzugt in Richtung Behälterdecke 4 bewegt.
Die 10 bis 23 zeigen schematische Seitenansichten der erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1, gemäß 1, zur Darstellung des Prozessablaufes.
10 zeigt, dass das Handhabungsgerät 16 einen Greifer 23 aufweist, der das Bauteil 15 hält, so dass das Handhabungsgerät 16 das Bauteil 15 in der durch den Pfeil 24 angedeuteten Bewegungsrichtung (Z-Richtung) auf die erfindungsgemäße Reinigungsstation 1 zubewegt werden kann, um das Bauteil 15 im Behälterinnenraum 6 an den Halter 22, in den zur Reinigung des Bauteils 15 bevorzugt mindestens eine Düse 25 integriert ist, die als Sprühdüse gasförmige Medien (z.B. Druckluft) und/oder flüssige Medien (z.B. Reinigungsflüssigkeit, Wasser) versprühen kann, zu übergeben. Bevorzugt ist der Verschluss 17 durch Druckfedern 26 belastet, wodurch der Verschluss 17 dem Handhabungsgerät 16 folgt, wenn sich das Handhabungsgerät 16 z. B. nach der Übergabe des Bauteils 15 an den Halter 22 oder zur Entnahme des Bauteils 15 aus der erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1 in Richtung der nicht dargestellten Behälterdecke 4 bewegt. Um ein dementsprechendes Folgen zu ermöglichen, sind selbstverständlich alternativ oder ergänzend auch andere Verbindungsmöglichkeiten, wie z.B. eine magnetische Verbindung oder eine Verrastung zwischen dem Verschluss 17 und dem Handhabungsgerät 16, denkbar.
11 zeigt das Handhabungsgerät 16 in Kontakt mit dem Verschluss 17. Zur Abdichtung ist zwischen dem Handhabungsgerät 16 und dem Verschluss 17 eine Dichtung 27 angeordnet. Somit ist der Verschluss 17 als druckbeaufschlagter und abdichtender Verschluss einsetzbar, da eine hermetische Abdichtung hin zum Handhabungsgerät 16 bzw. zum Greifer 23 und zur Behälterwand 3 (Zylinderwand) gegeben ist. Wie in 10 ist das Bauteil 15 in 11 sowohl in der durch das Handhabungsgerät 16 gegriffenen Position als auch in der durch den Halter 22 gegriffenen Position dargestellt. Durch die Düsen 19 und 25 und die Reinigungsmittel 7 erfolgt die Reinigung des Bauteils 15.
12 zeigt das Eintauchen des Greifers 23 mit Bauteil 15 in Richtung des Pfeiles 24 in die erfindungsgemäße Reinigungsstation 1, wodurch der Verschluss 17 in Richtung Behälterboden 2 bewegt wird und die Sprühreinigung (z.B. Spritzreinigung) durch die eingebauten Düsen 19 erfolgt. Bevorzugt wird während der Sprühreinigung das Bauteil 15 um die eigene Achse gedreht.
13 zeigt das Abbürsten des Bauteils 15 durch die in Richtung des Pfeils 28 zustellbaren rotierenden Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten). Bevorzugt ist hierbei eine freie Vorwahl der Bürstenzustellung und/oder der Umdrehungszahl. Wie in 10 und 11 ist das Bauteil 15 in 13 sowohl in der durch das Handhabungsgerät 16 gegriffenen Position als auch in der durch den Halter 22 gegriffenen Position dargestellt, so dass klar wird, dass in beiden Positionen ein Abbürsten mit den rotierenden Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten) möglich ist.
14 zeigt, dass sich die Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten) Richtung des Pfeils 29 entfernen, um das durch den Greifer 23 gehaltene Bauteil 15 durch die Düse 25 zu reinigen.
15 zeigt eine bevorzugte Anordnung der Reinigungsmittel 7 und der Düsen 19 und 25.
16 zeigt, dass durch die in der durch den Pfeil 24 angedeuteten Bewegungsrichtung (Z-Richtung) des Handhabungsgerätes 16 die Übergabe des Bauteils 15 an den in der erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1 integrierten Halter 22 (Haltevorrichtung) erfolgt.
17 zeigt, dass sich das Handhabungsgerät 16 nach der Übergabe des Bauteils 15 an den Halter 22 durch die in der durch den Pfeil 30 angedeuteten Bewegungsrichtung (Z-Richtung) des Handhabungsgerätes 16 entfernt.
18 zeigt das Abbürsten des Bauteils 15 durch die in Richtung des Pfeils 28 zustellbaren, bevorzugt zentrisch zustellbaren, rotierenden Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten).
19 zeigt, dass sich die Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten) Richtung des Pfeils 29 entfernen.
20 zeigt die Bewegung des Greifers 23 mit Bauteil 15 in Richtung des Pfeiles 24, wodurch der Verschluss 17 in Richtung Behälterboden 2 bewegt wird. Anschließend wird das von dem Halter 22 gehaltene Bauteil 15 von dem Greifers 23 übernommen.
21 zeigt, dass sich das Handhabungsgerät 16 nach der Übernahme des Bauteils 15 von dem Halter 22 durch die in der durch den Pfeil 30 angedeuteten Bewegungsrichtung (Z-Richtung) des Handhabungsgerätes 16 entfernt.
22 zeigt Düsen 31, die in einer Druckluftspritzzone angeordnet sind und bevorzugt zur Trocknung des Bauteils 15 durch einen integrierten Luftstrom dienen. Denkbar ist auch, dass diese Düsen 31 bereits beim Eintauchen des zu reinigenden Bauteils 15 in die erfindungsgemäße Reinigungsstation 1 zum Einsatz kommen, um in einem ersten Verfahrensschritt an dem Bauteil 15 anhaftende Verunreinigungen zumindest teilweise zu entfernen.
23 zeigt, dass das Handhabungsgerät 16 nebst dem von allen Seiten gereinigten Bauteil 15 anschließend durch die in der durch den Pfeil 30 angedeuteten Bewegungsrichtung (Z-Richtung) die erfindungsgemäße Reinigungsstation 1 verlässt.
Die 24 bis 26 zeigen eine erfindungsgemäße Anlage 32 zur Herstellung eines Bauteils. In der erfindungsgemäße Anlage 32 findet bevorzugt eine Einzelteilhandhabung der gefertigten Bauteile 15 statt. Hierzu dient die erfindungsgemäße Anlage 32, die eine modular aufgebauten Automatisierungslösung (Automationsbox) darstellt und insbesondere in Kombination mit unterschiedlichen Typen von zerspanenden Werkzeugmaschinen eingesetzt werden kann. Der Funktionsumfang kann dabei beinhalten, das Greifen von Bauteilen (Werkstücke) im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine 33 (direkt ausgehend von der Aufspannsituation), das Vorreinigen von Verunreinigungen und Schmiermitteln (direkt nach dem Zerspanungsprozess), das Überführen der Bauteile (Werkstücke) in einen Reinigungsprozess mit (möglichst) wässriger Lösung, das Trocknen der Bauteile (Werkstücke), das optionale Zuführen in eine Messstation und das Ablegen in einer Versandverpackung. Bevorzugt liegt der Haupteinsatzbereich der erfindungsgemäßen Anlage 32 bei der Fertigung von hochkomplexen, kleinvolumigen, metallischen Bauteilen mit hohen Anforderungen an die Oberflächengüte. Das Verfahren kann jedoch genauso auch im Großserienbereich von „Standardbauteilen“ eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Anlage 32 besteht bevorzugt aus den wesentlichen Teilsystemen:

- Handhabungsgerät (Handhabungssystem),
- Greifer zum Übernehmen der Bauteile (Werkstücke) aus der Aufspannsituation der Werkzeugmaschine,
- Vorreinigungsstation im Innenbereich der Werkzeugmaschine 33 (Aus-/Abblaseinheit),
- Erfindungsgemäße Reinigungsstation außerhalb der Werkzeugmaschine 33, wobei die erfindungsgemäße Reinigungsstation bevorzugt doppelt vorhanden ist, so dass es eine Vorreinigungsstation 34 und eine Hauptreinigungsstation 35, die bevorzugt identisch aufgebaut sind, außerhalb der Werkzeugmaschine 33 gibt,
- Optionaler Prüf-/Meßplatz,
- Ablagesystem.

Dabei sieht der Prozessablauf wie folgt aus: Nach dem Ende des Zerspanungsprozesses, wird mit dem Handhabungssystem und einem daran angeflanschten Greifer, das Bauteil (Werkstück) aus der Spanneinheit der Werkzeugmaschine 33 gegriffen. Hierzu öffnet sich eine Lucke 36 in der geschlossenen Umhausung der Werkzeugmaschine 33, durch die das Handhabungsgerät 16 in seiner X- und Y-Achse agierend in den Bearbeitungsraum 37 eintauchen kann. Noch im Bearbeitungsraum 37 wird mit Hilfe von Druckluft die Oberfläche der Bauteile abgeblasen und vorgereinigt. Danach wird das Bauteil mit Hilfe des Handhabungssystems 16 aus dem Bearbeitungsraum bewegt, wodurch der Fertigungsprozess für das nächste Bauteil, das bevorzugt in einem Stangenmagazin 38 bevorratet wird, in dem Bearbeitungsraum 37 sofort beginnen kann und das entnommene Bauteil in einer ersten Vorreinigungsstation 34 vorgereinigt wird. Das Bauteil (Werkstück) wird somit direkt am Prozessort der Zerspanung abgegriffen und dann direkt in einem Einzelteilhandlingsprozess einer mehrstufigen Reinigung, Inspektion und der Verpackung zugeführt wird, während bereits das nächste Bauteil (Werkstück) produziert wird. Dabei laufen alle Prozesse komplett automatisiert ab. In der Vorreinigungsstation 34 wird das Bauteil vor dem Verlassen abgeblasen und mit einem Luftstrom vorgetrocknet. In der folgenden Hauptreinigungsstation 35, bei der bevorzugt heißes Wasser (z.B. 5 bis 10 l 70°-heißes Wasser) wird das Bauteil nochmals einem Reinigungsprozess unterzogen und mittels eines Luftstroms getrocknet. Eine erfindungsgemäße Reinigungsstation weist somit einen Druckluftbereich, einen unter dem Druckluftbereich angeordneten Bereich mit Spritzdüsen (wässrig) und einen ebenfalls unter dem Druckluftbereich angeordneten Bereich mit Reinigungsmitteln (z.B. Bürsten) auf, wodurch in der erfindungsgemäßen Reinigungsstation unterschiedliche Zonen/Funktionen realisiert werden. Die erfindungsgemäße Anlage 32 weist für die Reinigungsmedien bevorzugt Behälter 39 auf, die zumindest teilweise als Vorratsbehälter oder als Auffangbehälter dienen und ggfls. mit einer Heizung versehen sind.
In der erfindungsgemäßen Reinigungsstation werden alle erforderlichen Bewegungen des Bauteils in Z-Richtung mit dem Handhabungsgerät durchgeführt. Vorteilhaft ist zudem, dass der Spritzdruck mit vorgewärmtem Medium einstellbar ist. Bevorzugt ist ein Kreislauf für das Medium (Reinigungsmedium-Umwälzung) vorgesehen, so dass eine Pumpe, Düsen (z.B. 4-fach jeweils 90° versetzt), Filter, Aufheizzone und Druckluftdüsen mit einstellbarem Druck zum Einsatz kommen. Der eingesetzte Halter (Gegenhalter) und/oder der Greifer sind als zentrisch schließender Greifer mit werkstückspezifischen Backen und/oder alternativ als Spannzange ausgeführt.
In einem nachfolgenden Prozess kann das Bauteil in einer extra Station vermessen und danach in einen versandfertigen Ladungsträger (Magazin 40, Ablagesystem) als Einzelteil abgelegt werden. Bevorzugt wird zur Befüllung ein leeres Magazin 39, das durch das Handhabungsgerät erfolgt, automatisch in eine Befüllposition verbracht und nach dem Befüllen aus dieser entfernt.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszahlenliste

1: Reinigungsstation
2: Behälterboden
3: Behälterwand
4: Behälterdecke
5: Öffnung
6: Behälterinnenraum
7: Reinigungsmittel
8: Achse
9: Schwenkarm
10: Achse
11: Halteelement
12: Öffnung
13: Zuleitung
14: Borsten
15: Bauteil
16: Handhabungsgerät
17: Verschluss
18: Öffnung
19: Düse
20: Rand
21: Dichtung
22: Halter
23: Greifer
24: Pfeil
25: Düse
26: Druckfeder
27: Dichtung
28: Pfeil
29: Pfeil
30: Pfeil
31: Düse
32: Anlage
33: Werkzeugmaschine
34: Vorreinigungsstation
35: Hauptreinigungsstation
36: Luke
37: Bearbeitungsraum
38: Stangenmagazin
39: Behälter
40: Magazin

Claims

Reinigungsstation (1) zur Reinigung eines Bauteils (15), - mit einem durch einen Verschluss (17) zumindest teilweise verschließbaren Behälter, der einen Behälterboden (2), eine Behälterwand (3) und einen Behälterinnenraum (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (17) eine Öffnung (5) aufweist, durch die das zu reinigende Bauteil (15) mittels eines Handhabungsgerätes (16) in den Behälterinnenraum (6) einführbar ist, wobei im Behälterinnenraum (6) mindestens ein festes Reinigungsmittel (7) angeordnet ist und wobei der Verschluss (17) im Behälterinnenraum (6) verschiebbar angeordnet ist.
Reinigungsstation (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (17) federbelastet ist.
Reinigungsstation (1), nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (17) zur Abdichtung gegen die Behälterwand (3) mindestens eine Dichtung (21) aufweist und/oder der Verschluss (17) zur Abdichtung gegen das Handhabungsgerät (16) mindestens eine Dichtung (27) aufweist.
Reinigungsstation (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Behälterinnenraum (6) mindestens eine Polierbürste mindestens eine Sprühdüse für ein gasförmiges Medium, mindestens eine Sprühdüse für ein flüssiges Medium und/oder ein Halter (22) für das zu reinigende Bauteil (15) angeordnet ist.
Reinigungsstation (1), nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reinigungsmittel (7) ein rotierendes Reinigungsmittel (7) ist, mindestens ein Reinigungsmittel (7) beweglich im Behälterinnenraum (6) angeordnet ist, mindestens eine Polierbürste eine rotierende Polierbürste ist und/oder mindestens eine Polierbürste beweglich im Behälterinnenraum (6) angeordnet ist.
Reinigungsstation (1), nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Reinigungsmittel (7) und/oder mindestens eine Polierbürste eine innere Zuleitung (13) für ein Reinigungsmedium aufweisen und/oder mindestens ein Reinigungsmittel (7) und/oder mindestens eine Polierbürste einen Elektroantrieb aufweisen.
Reinigungsstation (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstation (1) mindestens einen Behälter (39) für ein Reinigungsmedium aufweist.
Reinigungsstation (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstation (1) mindestens eine Heizung für ein Reinigungsmedium aufweist.
Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15), - mit mindestens einer Werkzeugmaschine (33) zum Fertigen des Bauteils (15), - mit mindestens einem Handhabungsgerät (16) zur Entnahme des gefertigten Bauteils (15) aus mindestens einer Werkzeugmaschine (33), dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (32) für das gefertigte Bauteil (15) mindestens eine außerhalb einer Werkzeugmaschine (33) angeordnete und durch mindestens ein Handhabungsgerät (16) bestückbare Reinigungsstation (1), die einen durch einen Verschluss (17) zumindest teilweise verschließbaren Behälter, der einen Behälterinnenraum (6) aufweist, in dem mindestens ein festes Reinigungsmittel (7) angeordnet ist, aufweist, wobei der Verschluss (17) im Behälterinnenraum (6) verschiebbar angeordnet ist.
Anlage (32), nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Handhabungsgerät (16) einen Greifer (23) aufweist.
Anlage (32), nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (32) eine der Vorreinigung dienende Reinigungsstation (1) und eine der Hauptreinigung dienende Reinigungsstation (1) aufweist.
Anlage (32), nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (32) mindestens ein Magazin (40) aufweist.
Anlage (32), nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (32) mindestens eine Prüf-, Meß- und/oder Kontrollstation aufweist.
Anlage (32), nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (32) mindestens eine Verpackungsstation aufweist.
Anlage (32), nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Reinigungsstation (1) eine Reinigungsstation (1), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ist.
Verfahren zum Reinigen eines Bauteils (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung des Bauteils (15) in mindestens einer Reinigungsstation (1), die einen durch einen Verschluss (17) zumindest teilweise verschließbaren Behälter aufweist, der einen Behälterboden (2), eine Behälterwand (3) und einen Behälterinnenraum (6) aufweist, wobei der Verschluss (17) eine Öffnung (12) aufweist, durch die das zu reinigende Bauteil (15) mittels eines Handhabungsgerätes (16) in den Behälterinnenraum (6) eingeführt wird, durch Kontaktreinigung erfolgt, wobei der Verschluss (17) im Behälterinnenraum (6) verschiebbar angeordnet ist.
Verfahren, nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (17) zumindest zeitweise durch das Handhabungsgerät (16) bewegt wird.
Verfahren, nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstation (1) mindestens ein Reinigungsmittel (7) aufweist, wobei mindestens ein Reinigungsmittel (7) zum Bauteil (15) zustellbar ist.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstation (1) einen Halter (22) für das zu reinigende Bauteil (15) aufweist, in dem das zu reinigende Bauteil (15) zumindest zeitweise gehalten wird.
Verfahren, nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das zu reinigende Bauteil (15) von einem Handhabungsgerät (16) an den Halter (22) übergeben wird und/oder das zu reinigende Bauteil (15) von einem Handhabungsgerät (16) von dem Halter (22) entnommen wird.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung des Bauteils (15) prozessnah an die Fertigstellung des Bauteils (15) in einer Werkzeugmaschine (33) durchgeführt wird.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das zu reinigende Bauteil (15) nach dessen Fertigstellung von einem Handhabungsgerät (16) aus einer Werkzeugmaschine (33) entnommen und in Richtung Reinigungsstation (1) befördert wird.
Verfahren, nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Reinigungsstation (1) eine Reinigungsstation (1), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, und/oder als Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15) eine Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15), gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, eingesetzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (15), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens zwei Prozesse umfasst, nämlich einen Zerspanungsprozess und einen Reinigungsprozess, bei dem eine Kontaktreinigung in mindestens einer Reinigungsstation (1), die einen durch einen Verschluss (17) zumindest teilweise verschließbaren Behälter aufweist, der einen Behälterinnenraum (6) aufweist, wobei der Verschluss (17) im Behälterinnenraum (6) verschiebbar angeordnet ist, erfolgt, wobei der komplette Ablauf der Prozesse innerhalb eines Gesamtsystems realisiert wird, wobei grundsätzlich eine Bauteilhandhabung mit Hilfe mindestens eines Handhabungsgerätes (16) realisiert wird.
Verfahren, nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Zeitpunkt die Orientierung und Positionierung des Bauteils (15) genau festgelegt ist und alle Prozesse hauptzeitparallel zum Zerspanungsprozess des nächsten Bauteils (15) ablaufen.
Verfahren, nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Reinigungsprozess eine Reinigungsstation (1), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, und/oder als Gesamtsystem eine Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15), gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, eingesetzt wird und/oder bei dem Reinigungsprozess ein Verfahren zum Reinigen eines Bauteils (15), gemäß einem der Ansprüche 16 bis 23, durchgeführt wird.