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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Reinigungsvorrichtung für
Werkstücke,
an denen flüssige Verunreinigungen,
insbesondere in Form von Ölen, Fetten
oder Emulsionen, in denen feste Verunreinigungen, wie Späne aus einer
spanenden Bearbeitung der Werkstücke,
enthalten sein können,
anhaften, mit einer Werkstückaufnahme,
mit einem Schwingungserzeuger, mit einer Saugeinrichtung und mit
mindestens einer Saugdüse,
womit die Werkstücke
in die Verunreinigungen mobilisierende Schwingungen versetzbar und
gleichzeitig die Verunreinigungen absaugbar sind.
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Eine Reinigungsvorrichtung der vorstehend genannten
Art ist aus
EP 0 923
419 B1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist unter anderem
weiter vorgesehen, daß eine
Einrichtung zur Festlegung eines Werkstücks elastisch auf einer Grundplatte
gelagert ist und daß der
Schwingungserzeuger an der genannten Einrichtung angeordnet oder
an diese ankoppelbar ist. Bei dieser Vorrichtung wird also neben dem
Werkstück,
das gereinigt werden soll, auch die Einrichtung zur Festlegung des
Werkstücks
in Schwingungen versetzt. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist zwar
eine gründliche
und schnelle Reinigung von Werkstücken möglich, jedoch ist nachteilig jedes
Werkstück
in der Einrichtung festzulegen und nach dem Reinigungsvorgang aus
der Einrichtung zu entnehmen, was zu relativ langen Takt zeiten führt. Außerdem wird
dadurch, daß neben
dem Werkstück selbst
auch die Einrichtung zu dessen Festlegung in Schwingungen versetzt
wird, zusätzliche
Schwingungsenergie benötigt,
was zu einem zusätzlichen Energieverbrauch
beim Betrieb mit der Vorrichtung führt. Außerdem stellen die Schwingungen
für die Einrichtung
zur Festlegung des Werkstücks
eine mechanische Belastung dar, die eine entsprechend stabile Bauweise
erforderlich macht, um auf Dauer Schäden an der Einrichtung zur
Festlegung des Werkstücks
durch die Einwirkung der Schwingungen auszuschließen.
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Für
die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Reinigungsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die die vorstehend angegebenen
Nachteile vermeidet und mit der insbesondere eine schnelle Arbeitsweise
mit kurzen Taktzeiten, eine hohe Betriebssicherheit und Haltbarkeit
und gleichzeitig ein geringer Energieverbrauch erreicht werden.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer
Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß die
Werkstückaufnahme
durch mindestens ein drehantreibbares Rad mit in Umfangsrichtung
verteilt angeordneten Werkstückaufnahmefächern gebildet
ist, die bei Drehung der Werkstückaufnahme
durch mindestens einen mittels des Schwingungserzeugers in Schwingungen
versetzbaren und die Saugdüse(n) aufweisenden
Schwing- und Saugkopf hindurch bewegbar sind, in welchem die Werkstücke innerhalb der
Aufnahmefächer
in die Schwingungen versetzbar und gleichzeitig die Verunreinigungen
absaugbar sind.
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Die erfindungsgemäß vorgesehene Ausgestaltung
der Werkstückaufnahme
als Rad mit Werkstückaufnahmefächern ermög licht ein
sehr einfaches und gleichzeitig sehr schnelles Zuführen der
Werkstücke
in die Aufnahmefächer
und Abführen
der Werkstücke
aus den Aufnahmefächern.
Gleichzeitig wird die Werkstückaufnahme
selbst vorteilhaft nicht mehr in Schwingungen versetzt, was die
Werkstückaufnahme
von den durch die Schwingungen verursachten mechanischen Belastungen
frei hält.
In Schwingungen versetzt wird lediglich der Schwing- und Saugkopf,
durch den die Werkstücke
in ihren Werkstückaufnahmefächern hindurch
bewegbar sind. Bei ihrer Bewegung durch den Schwing- und Saugkopf
hindurch werden die Werkstücke
in die die Verunreinigungen mobilisierenden Schwingungen versetzt.
In diesem Zustand sind die Verunreinigungen von den Werkstücken leicht
und praktisch vollständig
absaugbar, wobei das Absaugen im Schwing- und Saugkopf erfolgt.
Dies ergibt eine besonders kompakte und damit platzsparende Bauweise.
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Bei Bedarf kann die Reinigungsvorrichtung auch
mehr als einen Schwing- und Saugkopf im Verlauf der Werkstückaufnahme
aufweisen, wenn besonders hartnäckige
Verunreinigungen von den Werkstücken
zu entfernen sind, wobei dann zweckmäßig die mehreren Schwing- und
Saugköpfe
nacheinander von den in der Werkstückaufnahme transportierten
Werkstücken
durchlaufen werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung
ist vorgesehen, daß die
Werkstückaufnahmefächer in
der Werkstückaufnahme
in deren Axialrichtung nach beiden Seiten hin offen sind, daß außerhalb
des Schwing- und Saugkopfes seitliche Führungswände neben dem Rad mit axialem
Abstand von diesem angeordnet sind, daß die Werkstücke innerhalb
der Aufnahmefächer
in Axialrichtung über
die in Axialrichtung weisenden Oberflächen der Werkstückaufnahme
vorragen und daß der
Schwing- und Saugkopf schwingende, die Werkstücke an deren beiden axialen
Seiten abwechselnd be rührende Kontaktflächen aufweist.
Bei dieser Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung wird eine besonders
intensive Übertragung
der Schwingungen aus dem Schwing- und Saugkopf auf die Werkstücke erreicht, wodurch
diese in entsprechend intensive Schwingungen versetzt werden, die
für die
Mobilisierung der Verunreinigungen und damit für die Verminderung der Haftkräfte der
Verunreinigungen an den Werkstücken
sorgen. Außerdem
ist so auf relativ einfache Weise gewährleistet, daß, wie gewünscht, nur
die Werkstücke
in ihren Aufnahmefächern
in Schwingungen versetzt werden, nicht aber die Werkstückaufnahme
selbst.
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Um Schäden insbesondere an den Werkstücken durch
deren Berührungen
mit den Begrenzungen der Aufnahmefächer und/oder mit den Kontaktflächen des
Schwing- und Saugkopfes zu vermeiden, ist weiter vorgesehen, daß die Aufnahmefächer für die Werkstücke und/oder
die Kontaktflächen
des Schwing- und Saugkopfes mit einer elastischen Auskleidung versehen
sind, deren Härte
niedriger ist als die Härte
der Werkstücke.
Die Auskleidung sorgt dafür,
daß auch
empfindliche Werkstücke
trotz der Schwingungen, in die sie versetzt werden, bei ihrer Berührung mit
den Begrenzungen der Aufnahmefächer
und/oder mit den Kontaktflächen
des Schwing- und Saugkopfes nicht mechanisch beschädigt werden.
Damit sind in der Reinigungsvorrichtung auch Werkstücke behandelbar,
die eine empfindliche Oberfläche
haben oder aus einem relativ weichen, leicht verformbaren Material
bestehen, ohne daß diese
Werkstücke
beim Reinigungsvorgang beschädigt werden.
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Weiter schlägt die Erfindung vor, daß die Werkstückaufnahme
an einer ersten Umfangsposition mit zu reinigenden Werkstücken beschickbar
ist und daß an
einer zweiten, in Drehrichtung der Werkstückaufnahme hinter dem Schwing- und Saugkopf liegenden
Umfangsposition die gereinigten Werkstücke aus der Werkstückaufnahme
abführbar
sind. Diese Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung bietet den Vorteil,
daß an
den verschiedenen Umfangspositionen der Werkstückaufnahme gleichzeitig eine
Beschickung und eine Abführung
von Werkstücken möglich ist,
was einen vorteilhaft stetigen Betrieb der Reinigungsvorrichtung
ermöglicht.
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Damit sicher gewährleistet ist, daß die in
die Aufnahmefächer
der Werkstückaufnahme
einmal eingebrachten Werkstücke
dort verbleiben und sich nicht in unerwünschter Weise selbsttätig aus
den Aufnahmefächern
herausbewegen, ist weiter vorgesehen, daß die Werkstückaufnahme
zumindest über ihren
Werkstücke
befördernden
Umfangsbereich mit Ausnahme des von dem Schwing- und Saugkopf eingenommenen
Umfangsbereichs radial außen
von mindestens einer Leitwand umgeben ist.
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Hinsichtlich der Ausrichtung der
Werkstückaufnahme
ist bevorzugt vorgesehen, daß die
Drehachse der Werkstückaufnahme
im wesentlichen horizontal verläuft,
daß die
Werkstückaufnahmefächer in der
Werkstückaufnahme
radial nach außen
hin offen sind und daß die
Zuführung
der Werkstücke
in einem oberen Bereich der Werkstückaufnahme in Radialrichtung
nach innen und die Abführung
der Werkstücke
in einem unteren Bereich der Werkstückaufnahme radial nach außen verläuft. Diese
Anordnung und- Ausrichtung bietet den spezifischen Vorteil, daß die Beschickung
der Werkstückaufnahmefächer mit den
Werkstücken
auf einfachste Weise unter Ausnutzung der Schwerkraft erfolgen kann.
Gleichzeitig kann die Abführung
der Werkstücke
aus der Werkstückaufnahme
ebenso auf einfachste Weise mittels Ausnutzung der Schwerkraft erfolgen.
Damit wird das Beschicken und Abführen sehr einfach und erfordert nur
einen sehr geringen technischen Aufwand, was zu einem zu verlässigen Betrieb
und zu niedrigen Herstellungs- und Betriebskosten der Reinigungsvorrichtung
beiträgt.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen,
daß die mit
dem Schwingungserzeuger erzeugbaren Schwingungen eine parallel zur
Drehachse der Werkstückaufnahme
verlaufende Schwingungsachse haben. Bei dieser bevorzugten Schwingungsachse
oder -richtung werden die Werkstücke
in ihren Aufnahmefächern
innerhalb der Werkstückaufnahme
in deren Axialrichtung hin und her bewegt, so daß ein heftiges Anprallen der
Werkstücke
an die Begrenzungen der Aufnahmefächer vermieden wird. Im wesentlichen kommen
die Werkstücke
während
der Phase, in der sie in die Schwingungen versetzt werden, nur mit
den Kontaktflächen
des Schwing- und Saugkopfes in Berührung. Hierdurch werden die
Schwingungen besonders intensiv und durch die Werkstückaufnahme praktisch
nicht gebremst oder behindert auf die Werkstücke übertragen, was einen hohen
Wirkungsgrad gewährleistet.
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Um die durch die Schwingungen mobilisierten
Verunreinigungen von den Werkstücken
zu entfernen, werden die Verunreinigungen abgesaugt. Um hier ein
intensives und wirksames Absaugen zu gewährleisten, ist bevorzugt vorgesehen,
daß im
oder am Schwing- und Saugkopf Absaugkanäle vorgesehen sind, die in
wenigstens zwei unterschiedlichen Richtungen relativ zum Werkstück verlaufen.
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Zur weiteren Förderung eines guten und wirksamen
Absaugens der Verunreinigungen von den Werkstücken ist ergänzend vorgesehen,
daß im Schwing-
und Saugkopf und/oder in der Werkstückaufnahme in Richtung der
Aufnahmefächer
und/oder in die Aufnahmefächer
führende
Lufteinlaßkanäle vorgesehen
sind.
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Um die Reinigungsvorrichtung bedarfsweise an
unterschiedliche zu reinigende Werkstücke anpassen zu können, ist
vorgesehen, daß der
Schwing- und Saugkopf auf einem Tragrahmen angebracht ist, der seinerseits über flexible
Verbindungsmittel schwingfähig
mit einem starren Grundrahmen verbunden ist, wobei der Grundrahmen
die Werkstückaufnahme
und deren Drehantrieb trägt.
Bei Bedarf kann so der Schwing- und Saugkopf ausgewechselt werden,
wozu er lediglich von seinem Tragrahmen gelöst und dann ein neuer Schwing-
und Saugkopf mit dem Tragrahmen verbunden werden muß. Die Werkstückaufnahme
ist ebenfalls austauschbar, so daß auch hier die Anpassung an
unterschiedliche Werkstükke
einfach möglich
ist.
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Die vorstehend erwähnten flexiblen
Verbindungsmittel sind bevorzugt durch wenigstens zwei parallel
im Abstand zueinander und senkrecht zur Schwingungsachse angeordnete,
einerseits mit dem Tragrahmen und andererseits mit dem Grundrahmen verbundene
Blattfedern oder Federbleche oder Federpakete daraus gebildet. Die
hier angegebenen Verbindungsmittel sind auf der einen Seite in der
Lage, die gewünschte
flexible und damit schwingfähige Verbindung
zwischen Grundrahmen und Tragrahmen herzustellen und haben andererseits
eine hohe mechanische Stabilität
und Dauerbelastbarkeit, was zu einer langen störungsfreien Betriebszeit der
Vorrichtung beiträgt.
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Weiter ist bevorzugt vorgesehen,
daß der Schwingungserzeuger
durch einen oder mehrere Elektromagnete gebildet ist. Hierdurch
wird eine kompakte Bauweise erzielt und es wird eine einfache Energieversorgung
ermöglicht,
da für
die Elektromagnete nur eine elektrische Versorgung, aber keine Druckluft
oder Hydraulikflüssigkeit
benötigt
wird.
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In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen,
daß zwei
im Gegentakt betreibbare Elektromagnete auf dem Grundrahmen angebracht
sind, wobei durch die beiden Elektromagnete abwechseln eine in der
einen und in der anderen Richtung der Schwingungsachse wirkende
Kraft auf den Tragrahmen ausübbar
ist. In dieser Ausführung
wird in beiden Richtungen der Schwingungsachse aktiv die Schwingung erzeugt,
wodurch die Schwingung in gewünschter Weise
durch eine entsprechende Ansteuerung der beiden Elektromagnete erzeugt
werden kann.
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Dazu ist bevorzugt vorgesehen, daß eine den
Elektromagneten zugeführte
Versorgungsspannung in ihrer Amplitude und/oder Frequenz verstellbar
ist. Die Frequenz liegt vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 20
und 100 Hz. Im einfachsten Fall ist die Versorgungsspannung sinusförmig, wodurch
eine entsprechende, zumindest annähernd sinusförmige Schwingung
des Schwing- und Saugkopfes erreicht wird. Bei Bedarf kann die Form
der Versorgungsspannung auch anders oder veränderlich gewählt werden,
beispielsweise als Dreieckspannung oder Sägezahnspannung, falls dies
zu einer Verbesserung der Reinigungswirkung führt.
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Weiter bietet die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung
die Möglichkeit,
daß durch
eine geeignete Frequenz und Amplitude der den Elektromagneten zugeführten Versorgungsspannung
solche Schwingungen erzeugbar sind, durch die die Werkstücke in ihren
Aufnahmefächern
in eine schwingungsinduzierte Drehbewegung um sich selbst versetzbar
sind. Diese schwingungsinduzierte Drehbewegung sorgt dafür, daß das Werkstück von verschiedenen
Seiten abgesaugt wird, ohne daß die dem
Werkstück
unmittelbar benachbarten Teile der Saugeinrichtung, insbesondere
die Saugdüsen,
beweglich ausgeführt
sein müssen.
Damit werden Werkstückbereiche,
die vom Luftstrom der Absaugluft nicht überstrichen werden, vermieden.
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Weiter schlägt die Erfindung vor, daß der Drehantrieb
der Werkstückaufnahme
einen Elektromotor und ein Getriebe umfaßt und daß der Motor stetig mit einer
einstellbaren Geschwindigkeit oder schrittweise mit einer einstellbaren
Schrittfrequenz und Schrittgröße betreibbar
ist. Ein Elektromotor stellt eine einfache und gleichzeitig zuverlässige Komponente
dar. Das Getriebe sorgt für
eine geeignete Untersetzung, um die Geschwindigkeit der Werkstückaufnahme
in einen passenden Bereich zu bringen. Durch Veränderung der Geschwindigkeit oder
der Schrittfrequenz oder -größe kann
für eine geeignete,
ausreichend lange Einwirkzeit der Schwingungen und der Absaugung
auf die Werkstücke
innerhalb des Schwing- und Saugkopfes gesorgt werden. Die geeigneten
Größen für die genannten Parameter
lassen sich zweckmäßig durch
Versuche ermitteln und optimieren. In der Praxis genügen hier für kleine
Werkstücke
wenige Sekunden.
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Insbesondere aus Gründen einer
einfachen und zugleich stabilen Konstruktion ist bevorzugt vorgesehen,
daß der
schwingfähige
Tragrahmen durch eine Metallplatte gebildet ist, die oberseitig
eine Montagefläche
für den
Schwing- und Saugkopf
aufweist oder darstellt. Die oberseitige Montagefläche des Tragrahmens
erlaubt das Anbringen unterschiedlicher Schwing- und Saugköpfe, wodurch
neben einer hohen Stabilität
eine hohe Flexibilität
beim Einsatz der Reinigungsvorrichtung erzielt wird.
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Um die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung
rationell herstellen und flexibel einsetzen zu können, ist weiter bevorzugt
vorgesehen, daß der Grundrahmen,
der Tragrahmen, deren flexible Verbindungsmittel, der Schwingungser zeuger
und die Saugeinrichtung ein vorfertigbares Grundmodul bilden, mit
dem je nach Form und Größe der zu
reinigenden Werkstücke
eine passende Werkstückaufnahme
und ein passender Schwing- und Saugkopf auswechselbar verbindbar
ist. In dieser Ausführung kann
die Reinigungsvorrichtung für
eine Vielzahl von Anwendungsfällen
mit einem identischen Grundmodul vorgefertigt werden. Dieses Grundmodul
kann dann, entsprechend dem Bedarf des Benutzers der Reinigungsvorrichtung,
mit einer passenden Werkstückaufnahme
und einem passenden Schwing- und Saugkopf ausgestattet werden. Nur
die Werkstückaufnahme
und der Schwing- und Saugkopf sind dabei werkstückspezifische Teile der Reinigungsvorrichtung,
während
deren weitere Teile unabhängig von
dem zu reinigenden Werkstück
ausgeführt
werden können.
Je nach Größe und Masse
der zu reinigenden Werkstücke
kann es zweckmäßig sein, Grundmodule
in unterschiedlichen Größen- und
Leistungsstufen vorzusehen.
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Schließlich ist gemäß Erfindung
noch vorgesehen, daß der
Grundrahmen durch einen starren Körper aus Mineralguß oder Stahlguß gebildet
ist. Ein Grundrahmen aus Mineralguß bietet insbesondere den Vorteil
einer guten Schwingungsdämpfung,
so daß die
Ausbreitung von Schwingungen aus der Reinigungsvorrichtung in den
Fußboden
eines Aufstellungsraumes vermieden wird. Damit werden auch störende Einwirkungen
auf in der Nachbarschaft aufgestellte Maschinen oder Vorrichtungen
vermieden. Ein Grundrahmen aus Stahlguß bietet insbesondere den Vorteil
einer hohen Masse bei einem vorgegebenen Volumen, was ebenfalls
zu einer Vermeidung einer Ausbreitung von Schwingungen aus der Reinigungsvorrichtung
in die Umgebung beiträgt.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung
zeigen:
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1 eine
Reinigungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht schräg von vorne,
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2 die
Reinigungseinrichtung aus 1 in
perspektivischer Ansicht schräg
von hinten,
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3 einen
Ausschnitt aus der Reinigungsvorrichtung mit einer Werkstückaufnahme
und einem Schwing- und
Saugkopf, in perspektivischer Ansicht,
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4 den
Ausschnitt gemäß 3, nun unter Weglassung
eines Mantels des Schwing- und Saugkopfes,
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5 den
Ausschnitt gemäß 3 und 4, nun unter vollständiger Weglassung des Schwing-
und Saugkopfes,
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6 den
Ausschnitt aus 3, nun
in Draufsicht,
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7 den
Ausschnitt gemäß 6, nun in Frontalansicht
gemäß dem Pfeil
VII in 6,
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8 den
Ausschnitt der Vorrichtung gemäß 3, nun in Seitenansicht,
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9 den
Ausschnitt der Vorrichtung gemäß 4, nun in Seitenansicht,
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10 den
Ausschnitt gemäß 5, nun in Seitenansicht,
und
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11 die
Reinigungsvorrichtung zusammen mit einer Saugeinrichtung als einsatzfertiges Modul
in einer Ansicht.
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Die in den 1 und 2 in
zwei verschiedenen perspektivischen Ansichten dargestellte Reinigungsvorrichtung 1 umfaßt als Hauptkomponenten eine
Werkstückaufnahme 2 für die Aufnahme
von zu reinigenden Werkstücken 3,
einen Schwing- und Saugkopf 5 und einen Schwingungserzeuger 4.
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Die Werkstückaufnahme 2 besteht
hier aus einem in den 1 und 2 verdeckten Rad, das um eine
horizontale Drehachse stetig oder schrittweise drehbar ist. Im Umfang
der Werkstückaufnahme 2 sind
Werkstückaufnahmefächer vorgesehen,
in die jeweils ein Werkstück 3 einlegbar
ist. Hierzu dient eine von oben kommende Werkstückzuführung 27 in Form eines
Schachtes, durch den die Werkstücke 3 unter
Schwerkraftwirkung in Radialrichtung von außen nach innen in die Werkstückaufnahmefächer gelangen.
In Axialrichtung ist die Werkstückaufnahme 2 seitlich
abgedeckt, wodurch die Werkstücke 3 an
einem Herausfallen aus der Werkstückaufnahme 2 gehindert
werden.
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Über
einen Teil seines Umfanges liegt die Werkstückaufnahme 2 innerhalb
des Schwing- und Saugkopfes 5. Der Schwing- und Saugkopf 5 ist
mittels eines Fußes 50 auf
einer Tragplatte 6 lösbar
angebracht. Die Tragplatte 6 ist über Federbleche 8 mit dem
starren Grundrahmen 7 lösbar
verbunden. Auf dem Grundrahmen 7 ist der Schwingungserzeuger 4 angebracht.
Dieser ist hier durch zwei im Gegentakt betreibbare Elektromagnete 41, 41' gebildet. Diese Elektromagnete 41, 41' wirken auf
zwei magnetisierbare Metallplatten 42, 42', beispielsweise
aus Stahl, ein, die mit der Tragplatte 6 verbundne sind.
Bei entsprechender Ansteuerung der Elektromagnete 41, 41' wird auf diese Weise
eine Schwingung der Tragplatte 6 mit dem darauf angebrachten
Schwing- und Saugkopf 5 in einer gewünschten Schwingungsfrequenz
und -amplitude sowie Schwingungsform erzeugt. Die Schwingungsachse
verläuft
dabei in Richtung des Doppelpfeils 40, der an der Tragplatte 6 vor dem
Fuß 50 eingezeichnet
ist.
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Durch den in Schwingung versetzten Schwing-
und Saugkopf 5 werden die Werkstücke 3 bei ihrem Durchlauf
durch den Schwing- und Saugkopf 5 von diesem in Schwingungen
versetzt. Gleichzeitig erfolgt dabei ein Absaugen der durch die Schwingungen
mobilisierten Verunreinigungen von den Werkstücken 3 mittels eines
oder mehrerer Luftströme.
Hierzu sind an dem Schwing- und Saugkopf 5 zwei in unterschiedliche
Richtungen weisende Absaugkanäle 52 in
Form von Rohrstutzen vorgesehen. An diese Absaugkanäle 52 sind
weiterführende Schlauch-
oder Rohrleitungen anschließbar,
die zu einem in 1 nicht
sichtbaren Sauggebläse
führen. Auf
diese Weise werden die Werkstücke 3 bei
ihrem Durchlauf durch die Vorrichtung 1 gereinigt und es werden
an den Werkstücken 3 anhaftende
flüssige Verunreinigungen
und darin gegebenenfalls enthaltene feste Verunreinigungen von den
Werkstücken 3 gründlich entfernt.
Die gereinigten Werkstücke 3 verlassen
durch die Werkstückabführung 28 die
Vorrichtung 1.
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Die Werkstückaufnahme 2 besitzt
weiterhin einen Elektromotor 29 und ein nachgeschaltetes
Getriebe 29' als
Drehantrieb für
das die Werkstückaufnahme 2 bildende
Rad, das die Werkstücke 3 aufnimmt.
Die Werkstückaufnahme 2 ist
insgesamt über einen
Ständer 26 mit
einem Fuß 26' auf dem starren, nicht
schwingenden Grundrahmen 7 befestigt. Damit ist auch die
Werkstückaufnahme 2 insgesamt
keinen Schwingungen ausgesetzt; lediglich die Werkstücke 3 werden
innerhalb der Werkstückaufnahme 2 mittels des Schwing-
und Saugkopfes 5 in Schwingungen versetzt. Damit werden
die in Schwingung zu versetzenden Massen der Vorrichtung 1 insgesamt
relativ klein gehalten, wodurch eine relativ geringe elektrische
Antriebsleistung der Elektromagnete 41, 41' für die Erzeugung
der gewünschten
Schwingungen ausreicht.
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Der Tragrahmen 6 ist als
Tragplatte ausgebildet, die oberseitig eine Montagefläche bildet.
Auf dieser ist der Fuß 50 des
Schwing- und Saugkopfes 5 mittels Schrauben lösbar und
austauschbar angebracht. Die Werkstückaufnahme 2 ist ihrerseits
mittels des Fußes 26' über Schrauben
lösbar
mit dem Grundrahmen 7 verbunden, so daß auch hier bei Bedarf ein
Austausch der Werkstückaufnahme 2 möglich ist.
Auch die Federbleche 8 sind lösbar mit einerseits dem Grundrahmen 7 und
andererseits dem Tragrahmen 6 verbunden, so daß auch hier
bei Bedarf ein problemloser Austausch möglich ist. Ebenso sind auch
die Elektromagnete 41, 41' lösbar mit dem Grundrahmen 7 verbunden,
so daß auch
hier bei Bedarf ein einfacher Austausch möglich ist.
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3 zeigt
einen Ausschnitt aus der Vorrichtung 1, wobei hier ein
Teil der Werkstückaufnahme 2 und
des Schwing- und Saugkopfes 5 sichtbar ist.
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Rechts oben in 3 ist die durch das Rad 20 gebildete
Werkstückaufnahme 2 zwischen
zwei axial neben dem Rad 20 angeordneten Führungswänden 24, 24' sichtbar. Über den
Umfang des Rades 20 verteilt sind in diesem die Werkstückaufnahmefächer 23 vorgesehen,
die hier radial nach außen sowie
axial zu den Seiten hin offen sind. In jedes Werkstückaufnahmefach 23 paßt ein zu
reinigendes Werkstück 3,
hier ein in seiner Grundform hohlzylindrisches Schnecken- oder Zahnrad.
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An die in 3 rechte Führungswand 24' ist die Einheit
aus Antriebsmotor 29 und Getriebe 29' angeflanscht.
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Im linken Teil der 3 liegt der Schwing- und Saugkopf 5,
der über
einen Teil des Umfanges des Rades 20 dieses axial seitlich
sowie radial außen umgreift.
Hierzu hat der Schwing- und Saugkopf 5 zwei Seitenteile,
von denen hier nur das dem Betrachter zugewandte Seitenteil 54' sichtbar ist.
In diesem Seitenteil 54' sind
Lufteinlaßkanäle 55 angebracht,
die einen Zutritt von Umgebungsluft in den Bereich der Aufnahmefächer 23 und
der darin angeordneten Werkstücke 3 erlaubt.
Zum Absaugen der Saugluft dienen die Absaugkanäle 52. Durch einen Mantel 51 des
Schwing- und Saugkopfes 5 wird die Saugluft in zweckentsprechender
Weise geführt.
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Durch den in 3 nicht sichtbaren Schwingungserzeuger 4 (vergleiche 1 und 2) ist der Schwing- und Saugkopf 5 in
eine Schwingung versetzbar, deren Schwingungsbewegung in Richtung des
Doppelpfeils 40 verläuft.
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Die Drehbewegung des die Werkstückaufnahme 2 bildenden
Rades 20 verläuft
dabei bei der Blickrichtung gemäß 3 entgegen dem Uhrzeigersinn,
so daß also
die Werkstücke 3,
die von oben her in die Werkstückaufnahmefächer 23 eingeführt werden,
sich zunächst
nach vorne und dann nach unten durch den Schwing- und Saugkopf 5 bewegen.
Nach Verlassen des Bereiches des Schwing- und Saugkopfes 5 werden
die Werkstücke 3 durch
eine radial außen
vom Rad 20 angeordnete, einen Teil der Werkstückaufnahme 2 bildende
radiale Leitwand 25 an einem Herausfallen aus dem Rad 20 gehindert.
In Drehrichtung hinter der Leitwand 25 fallen dann die gereinigten
Werkstücke 3 aus
der Werkstückaufnahme 2 heraus.
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4 zeigt
in gleicher Darstellungsweise wie in 3 die
Werkstückaufnahme 2 und
einen Teil des Schwing- und Saugkopfes 5, bei dem hier
im Unterschied zur 3 der
Mantel 51 mit den Absaugkanälen 52 entfernt ist.
Hierdurch wird der innere Teil des Schwing- und Saugkopfes 5 sichtbar.
Der innere Teil des Schwing- und Saugkopfes 5 besteht aus
einem im Querschnitt etwa U-förmigen
Körper,
der die beiden Seitenteile 54, 54' sowie einen diese verbindenden
radialen Körperteil 53 umfaßt. Die
beiden Seitenteile 54, 54' bilden axial nach innen weisende, bei
ihrer eigenen Schwingung die Werkstücke 3 innerhalb der
Aufnahmefächer 23 in
Schwingung versetzende Kontaktflächen.
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Zur Saugluftzuführung in den Bereich der Werkstücke 3 dienen
die Lufteinlaßkanäle 55.
Durch eine in Radialrichtung außerhalb
der Werkstücke 3 und
der Aufnahmefächer 23 liegende,
hier schlitzförmige
Saugdüse 56 wird
die Saugluft abgezogen.
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5 zeigt
in gleicher Darstellungsweise wie die 3 und 4 nun nur noch die Werkstückaufnahme 2,
wobei der Schwing- und Saugkopf 5 in 5 vollständig entfernt ist. In 5 wird ein Teil des die
Werkstückaufnahme 2 bildenden
Rades 20 mit seinen Werkstückaufnahmefächern 23 und den darin
angeordneten Werkstücken 3 sichtbar.
Aus der 5 geht auch
deutlich hervor, daß die
Werkstücke 3 in
Axialrichtung der Werkstückaufnahme 2 gesehen einen
Durchmesser aufweisen, der etwas größer ist als die Dicke des Rades 20 in
Axialrichtung. Die Werkstücke 3 stehen
also seitlich über
das Rad 20 vor. Dies erlaubt eine Kontaktierung der Werkstücke 3 innerhalb
der Aufnahmefächer 23 durch
die oben erwähnten
Kontaktflächen
an den Seitenteilen 54, 54' des Schwing- und Saugkopfes 5,
ohne daß diese Seitenteile 54, 54' das Rad 20 selbst
bei ihrer Schwingungsbewegung berühren.
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In dem nicht von dem Schwing- und
Saugkopf 5 zu überdekkenden
Bereich des Rades 20 ist dieses seitlich von den beiden
Führungswänden 24, 24' eingeschlossen,
wobei diese Führungswände 24, 24' in Axialrichtung
gesehen einen Abstand voneinander aufweisen, der geringfügig größer ist
als der Durchmesser der Werkstücke 3,
so daß die
Werkstücke 3 klemmfrei
bei Drehung des Rades 20 zwischen den Führungswänden 24, 24' hindurchbewegt
werden können.
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6 zeigt
den Teil der Vorrichtung 1 gemäß 3 nun in Draufsicht. Links oben in 6 liegen das die Werkstückeaufnahme 2 bildende
Rad 20 und die seitlich davon angeordneten Führungswände 24, 24'. Dabei verdeutlicht
die 6 den Abstand der Führungswände 24, 24' von dem Rad 20.
Ebenfalls geht aus 6 deutlich
hervor, daß die
Werkstücke 3,
wie oben schon erwähnt,
einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als die Dicke des Rades 20. Gleichzeitig
ist der Abstand der Führungswände 24, 24' geringfügig größer als
der Durchmesser der Werkstücke 3.
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Unten in 6 liegt der Schwing- und Saugkopf 5,
durch den sich das Rad 20 bei seiner Drehung hindurchbewegt.
Die Seitenteile 54, 54' liegen dabei in Axialrichtung
gesehen links und rechts von dem Rad 20 und werden miteinander
durch den radialen Teil 53 des Schwing- und Saugkopfes 5 verbunden. Davor
sitzt der Mantel 51 mit den beiden Absaugkanälen 52 für die Führung der
Saugluft.
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Rechts oben in 6 ist die Antriebseinheit für das Rad 20 mit
Motor 29 und Getriebe 29' sichtbar.
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7 zeigt
den Teil der Vorrichtung gemäß 6 nun in Frontalansicht
gemäß der Blickrichtung VII
in 6. Der Blick fällt dabei
auf die Front des Schwing- und Saugkopfes 5 mit seinem
Mantel 51, von dem die beiden Absaugkanäle 52 abgehen. Unterhalb
des Schwing- und Saugkopfes 5 ist durch den Doppelpfeil 40 die
Schwingungsachse des Schwing- und Saugkopfes 5 dargestellt.
Rechts in 7 liegt die
Antriebseinheit mit Motor 29 und Getriebe 29'.
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8 zeigt
den Ausschnitt der Vorrichtung gemäß 3, nun in einer Seitenansicht auf die
linke Seite der Werkstückaufnahme 2.
Links in 8 liegt das
Rad 20 zwischen seinen beiden Führungswänden 24, 24'. In dessen
Zentrum verläuft
die Drehachse 21 des Rades 20. Unten in 8 ist ein Teil der radialen
Leitwand 25 sichtbar, über
die sich die gereinigten Werkstücke 3 nach
unten und hinten bewegen, um dann die Werkstückaufnahme 2 durch Schwerkraftwirkung
zu verlassen.
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Rechts in 8 fällt
der Blick auf die linke Seite des Schwing- und Saugkopfes 5 mit
dem dort vorgesehenen Absaugkanal 52. Der zweite Absaugkanal 52 geht
nach rechts von dem Mantel 51 des Schwing- und Saugkopfes 5 ab.
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9 zeigt
den Ausschnitt aus der Vorrichtung gemäß 4, nun in Ansicht auf die in 4 linke Seite. Außerdem ist
in 9 die dem Betrachter zugewandte
Führungswand 24 entfernt.
Hierdurch wird der größte Teil
des Rades 20 mit seinen Werkstückaufnahmefächern 23 für die Werkstücke 3 sichtbar.
Die Werkstückaufnahmefächer 23 sind
in Umfangsrichtung gleichmäßig über den
Umfang 22 des Rades 20 verteilt angeordnet und
besitzen jeweils die Form eines rechteckigen Ausschnitts, dessen
Kontur und Größe jeweils
an die Form und Größe des darin aufzuneh menden
Werkstücks
zuzüglich
eines ausreichenden Bewegungsspiels angepaßt ist.
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Von oben her erfolgt die Zuführung der
Werkstücke 3 durch
Schwerkraftnutzung. Bei der Blickrichtung gemäß 9 dreht sich das Rad 20 im Uhrzeigersinn,
wodurch die Werkstücke 3 von
oben zunächst
nach rechts und dann nach unten und dann nach links wandern. Hinter
der radialen Leitwand 25 fallen dann die gereinigten Werkstücke 3 nach
unten aus der Werkstückaufnahme 2 bzw.
aus den Aufnahmefächern 23 heraus.
Im Zentrum des Rades 20 liegt dessen Drehachse 21.
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Rechts in 9 ist der innere Teil des Schwing- und
Saugkopfes 5 sichtbar, der aus den beiden Seitenteilen 54, 54' und dem diese
verbindenden radialen Teil 53 besteht. Hier wird besonders deutlich,
daß dieser
innere Teil des Schwing- und Saugkopfes 5 das Rad 20 über einen
Teil seines Umfanges, hier über
etwa 90°,
umfaßt.
Im dem Betrachter zugewandten Seitenteil 54 sind Saugdüsen 56 in Form
von Bohrungen erkennbar. Durch diese Saugdüsen 56 wird die Luft
aus dem Bereich der Aufnahmefächer 23 und
der Werkstücke 3 in
den in 8 dem Betrachter
zugewandten Absaugkanal 52 abgesaugt.
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10 zeigt
den Ausschnitt aus der Vorrichtung gemäß 9, wobei nun auch noch der innere Teil
des Schwing- und
Saugkopfes 5 vollständig
weggelassen ist. In 10 ist
also das Rad 20 der Werkstückaufnahme 2 über seinen
vollen Umfang sichtbar.
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Die Schwingungsrichtung des Schwing-
und Saugkopfes 5 ist in den 8 und 9 jeweils durch den annähernd senkrecht
zur Zeichnungsebene verlaufenden Doppelpfeil 40 dargestellt.
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11 der
Zeichnung schließlich
zeigt eine Ausführung
der Vorrichtung 1 in Modulbauweise.
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Rechts in 11 ist die eigentliche Reinigungsvorrichtung 1 angeordnet,
die aus der Werkstückaufnahme 2,
dem Schwingungserzeuger 4, dem Schwing- und Saugkopf 5 sowie
dem Tragrahmen 6 und Grundrahmen 7 besteht. Von
oben her kommt die Werkstückzuführung 27,
durch die in Radialrichtung von außen nach innen die zu reinigenden Werkstücke in die
Werkstückaufnahme 2 einführbar sind.
Nach rechts unten verläuft
die Werkstückabführung 28,
durch die die gereinigten Werkstücke
die Werkstückaufnahme 2 verlassen.
Der Tragrahmen 6, der seinerseits den Schwing- und Saugkopf 5 trägt, und
der Grundrahmen 7 sind über
die Federbleche 8 miteinander schwingfähig verbunden. Der Grundrahmen 7 trägt, wie
oben schon erläutert,
die nicht schwingende Werkstückaufnahme 2.
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Der Schwingungserzeuger 4 ist
in 11 verdeckt hinter
dem dem Betrachter zugewandten Federblech 8 angeordnet.
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Der die Teile der Reinigungsvorrichtung 1 tragende
Grundrahmen 7 ist seinerseits über schwingungsentkoppelnde
Zwischenglieder 13 mit einem aus einzelnen Streben zusammengesetzten
Rahmen 11 verbunden. In dem in 11 linken Bereich dieses Rahmens 11 ist
ein Sauggebläse 9 angeordnet, das
zur Erzeugung des Saugluftstromes oder der Saugluftströme für die Absaugung
der Verunreinigungen von den Werkstücken 3 innerhalb des Schwing-
und Saugkopfes 5 sorgt. Weiterhin kann in dem Rahmen 11 noch
eine hier nicht sichtbare Einrichtung zur Trennung der abgesaugten
flüssigen und
festen Verunreinigungen einerseits von der Saugluft und andererseits
voneinander vorgesehen sein.
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Der Rahmen 11 besitzt, was
hier nicht eigens dargestellt ist, die Zwischenräume zwischen den Streben verschließende Wände oder
Türen.
An seiner Unterseite ist der Rahmen 11 über elastische Standfüße 12 auf
einer Aufstellungsfläche,
beispielsweise dem Fußboden
einer Fabrikhalle, abgestützt. Auch
diese Standfüße 12 sorgen
für eine
Schwingungsentkopplung zwischen der Vorrichtung 1 und dem
Fußboden.
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Weiterhin kann der Rahmen 11 einen
Bereich aufweisen, in dem die für
den Antrieb und die Steuerung der Vorrichtung 1 benötigten elektrischen und/oder
elektronischen Komponenten untergebracht sind. Diese können auch
eine Schnittstelle für die
Integration der Steuerung der Reinigungsvorrichtung 1 in
eine übergeordnete
Prozeßsteuerung
umfassen
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Wie die 11 augenscheinlich verdeutlicht, ist
hier eine Modulbauweise verwirklicht, bei der der Rahmen 11 mit
dem Sauggebläse 9,
dem Grundrahmen 7, dem Tragrahmen 6 und dem Schwingungserzeuger 4 ein
Grundmodul 10 bilden. Dieses Grundmodul 10 ist
dann mit einer dem jeweiligen Einsatzzweck entsprechenden und an
die Form und Größe der zu
reinigenden Werkstücke
angepaßten
Werkstückaufnahme 2 und
einen dazu passenden Schwing- und Saugkopf 5 auszustatten.
Außerdem kann
so der Nutzer der Vorrichtung 1 diese bei einer Änderung
der zu reinigenden Werkstücke
durch Austausch der Werkstückaufnahme 2 und
des Schwing- und
Saugkopfes 5 schnell und einfach anpassen und ohne lange
Umrüstzeit
wieder dem Einsatz zuführen.