DE19955066A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen von mit Flüssigkeit kontaminierten Oberflächen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen von mit Flüssigkeit kontaminierten OberflächenInfo
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Abstract
Zum Entfernen von Verunreinigungen, insbesondere von Flüssigkeiten (5) und/oder Partikeln (4), von mit Flüssigkeit (5) kontaminierten oder benetzten Oberflächen von insbesondere plattenförmigen Werkstücken (2) mittels wenigstens eines Wischelementes (3) wird das gegenüber der zu reinigenden Oberfläche (2a) relativ bewegte und diese Oberfläche (2a) berührende Wischelement (3) abgekühlt, so daß die mit diesem Wischelement (3) und daran bevorzugt vorgesehenen Borsten (8) in Berührung kommende Flüssigkeit (5) eine höhere Zähigkeit und Viskosität annimmt oder sogar erstarrt und dadurch zusammen mit den in der Flüssigkeit (5) enthaltenen Partikeln (4) an dem Wischelement (3) oder seinen Borsten (8) haften bleibt. Dieses Reinigungsprinzip kann durch eine in Vorschubrichtung vor dem oder den Wischelementen (3) erfolgende Erwärmung an der Oberfläche des Werkstückes (2) unterstützt und beeinflußt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Enfernen von Ver
unreinigungen, insbesondere Flüssigkeiten und/oder Partikeln von
mit Flüssigkeit kontaminierten oder benetzten Oberflächen von
insbesondere plattenförmigen Werkstücken mittels wenigstens eines
Wischelementes, wobei zwischen der Oberfläche und dem Wischelement
eine Relativbewegung durchgeführt wird und das Wischelement die
Oberfläche und/oder die die Verunreinigungen bildende oder
enthaltende Flüssigkeitsschicht berührt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Entfernen von
Verunreinigungen, insbesondere Flüssigkeiten und/oder Partikeln
von mit Flüssigkeit kontaminierten oder benetzten Oberflächen von
insbesondere plattenförmigen Werkstücken mittels wenistens eines
Wischelementes, wobei zwischen der Oberfläche und dem Wischelement
eine Relativbewegung durchführbar ist und das Wischelement die
Oberfläche und/oder die die Verunreinigungen bildende oder
enthaltende Flüssigkeit berührt und wenigstens ein um Umlenkrollen
geführtes, endlos umlaufendes Wischelement vorgesehen ist, welches
ein Reinigungstrum zum Beaufschlagen der zu reinigenden Oberfläche
und ein zu dem Reinigungstrum entgegengesetzt laufendes Gegentrum
aufweist.
Zum Beispiel in der Automobilindustrie, aber auch bei der Herstellung
von Küchengeräten werden plane Blech- oder Metallplatinen in
Pressenstraßen verformt. Für diese Verformung ist es günstig, wenn
die Platinen eine gleichmäßige beziehungsweise gezielte Ober
flächenbefettung, zum Beispiel mit Öl, aufweisen. Außerdem sollte
die Oberfläche möglichst frei von Fremdkörpern, Flusen, Fusseln,
Abrieb, Staub und/oder festen Partikeln sein. Etwaige Fremdkörper
oder Partikel, wie sie durch Bearbeitungsvorgänge, zum Beispiel
Schneidvorgänge oder Richt- und Stapelvorgänge entstehen und sich
auf den Oberflächen der Platinen anlagern können, führen zu
Oberflächenfehlern, Verkratzungen, Pickeln usw., die vor allem nach
einer Lackierung störend sind.
Speziell durch die vermehrte Verwendung von verzinkten Stahlblechen,
Edelstahlblechen sowie auch Aluminiumblechen wird die Beschädi
gung von Oberflächen durch Partikel beziehungsweise Ziehfehler durch
nicht sachgerechte Beölung immer störender. In der Praxis führend
unsaubere Platinen zu Nacharbeiten bei teilweise bis einem Viertel
der Außenhautteile, zum Beispiel der Türen, des Daches, des
Kofferraumes usw. eines Kraftfahrzeuges.
Für das Herstellungsverfahren ergibt sich also das Problem, solche
Platinen vor dem Einlauf in die Pressestraßen entsprechend reinigen
zu müssen, sei es in der Automobilindustrie, sei es bei der
Herstellung von Schildern oder Blechen in der Küchen- und
Hausgeräteindustrie usw.
Bisher ist es bekannt, mit Wasser oder Waschöl und eventuell
Hochdruckdüsen arbeitende Waschmaschinen zu verwenden, wobei
geeignete Reinigungsmittel zugesetzt werden können. Dieser Vor
gang kann durch rotierende Bürsten unterstützt werden. Die Trocknung
der Werkstücke oder Bleche erfolgt mit Hilfe von Abquetschwalzen
oder Abblasen der Oberflächen. Ferner sind Waschmaschinen bekannt,
die ausschließlich mit Öl arbeiten. Diese können angewendet werden,
wenn nach dem Reinigungsvorgang eine Beölung der Oberfläche für
den Ziehvorgang notwendig ist.
Insgesamt handelt es sich bei diesen Waschmaschinen und Waschanlagen
jedoch um aufwendige Maschinen. Darüber hinaus entsteht ein Problem
der Entsorgung des verbrauchten Waschwassers.
Umlaufende Wischelemente mit einem Reinigungstrum und einem Gegentrum
sind beispielsweise aus DE 42 13 342 A1 oder aus DE 43 14 046 C2
bekannt. Dabei erfolgt eine Bearbeitung von Oberflächen in trockenem
Zustand. Das Reinigen von einer mit Flüssigkeit kontaminierten
oder benetzten Oberfläche ist mit der Vorrichtung gemäß DE 42 13 342 A1
kaum oder nur bedingt möglich.
DE 43 14 046 C2 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen trockener
Oberflächen, bei welchem das Wischelement befeuchtet wird. Sowohl
dieses Verfahren als auch die entsprechende Vorrichtung sind also
nicht zur Reinigung von mit Flüssigkeit kontaminierten oder benetzten
Oberflächen geeignet.
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, womit unter Vermeidung von
mit Wasser oder Öl arbeitenden Waschmaschinen eine Entfernung von
Partikeln von mit Flüssigkeit kontaminierten oder benetzten
Oberflächen möglich ist.
Das zur Lösung dieser Aufgabe dienende Verfahren der eingangs
genannten Art ist überraschenderweise dadurch gekennzeichnet, daß
das oder die Wischelemente gegenüber dem Werkstück und dessen
Verunreinigung abgekühlt und die zu reinigende Oberfläche mit dem
oder den ihr gegenüber kalten Wischelementen beaufschlagt wird.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß Flüssigkeiten
sich an einer kalten Oberfläche als Kondensat niederschlagen oder
bei entsprechend tiefer Temperatur dieser Oberfläche sogar als
Feststoff anlagern. Bringt man also das abgekühlte kalte Wisch
element, zum Beispiel eine Bürste, über die mit Flüssigkeit
kontaminierte oder benetzte Oberfläche, wird sich bei entsprechender
Temperatur des Wischelementes die Feuchtigkeit an diesem anlagern.
Bei den normalerweise an den zu reinigenden Werkstücken haftenden
Ölen kommt hinzu, daß bei sinkender Temperatur deren Viskosität
zunimmt. Somit ergibt sich eine Art Klebeeffekt zwischen dem kalten
Wischelement und der Flüssigkeit. Je nach dem, ob man mehr oder
weniger Flüssigkeit von der Oberfläche entfernen möchte, kann das
erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich der angewendeten Temperatur
gezielt beeinflußt werden. Vor allem können die in einem Flüssig
keitsfilm befindlichen Partikel mit an dem Wischelement angelagert
oder "angefroren" werden, so daß sich diese Partikel mit entsprechend
großer Sicherheit entfernen lassen, ohne daß ein aufwendiger
Waschvorgang mit Wasser oder Öl erforderlich ist, welches seinerseits
wieder gereinigt werden müßte.
Eine besonders günstige und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung
kann darin bestehen, daß zumindest die Oberfläche des zu reinigenden
Werkstückes vor der Beaufschlagung mit dem Wischelement erwärmt
wird. Es besteht also die Möglichkeit, den Reinigungsvorgang durch
Temperaturbeeinflussung zu modifizieren. Beispielsweise kann eine
kurzzeitige schnelle Erhitzung der zu reinigenden und gegebenenfalls
sogar zu trocknenden Oberfläche die an dieser Oberfläche anhaftende
Flüssigkeit erwärmt und sogar schlagartig erwärmt und dadurch ihre
Viskosität vermindert werden. Trifft ein solchermaßen verflüssig
ter und erwärmter Flüssigkeitsfilm mit dem abgekühlten und
gegebenenfalls extrem kalten Wischelement zusammen, friert die
Flüssigkeit an der Oberfläche des Wischelementes an, wodurch auch
in der Flüssigkeit befindliche Schmutzpartikel von dem Wischelement
aufgenommen und mitgenommen werden. Eine entsprechend gründliche
Reinigung kann dadurch erzielt werden.
Einen großen Temperaturunterschied mit entsprechend starkem
Reinigungseffekt kann man erreichen, wenn das Reinigungselement
zumindest in seinem die zu reinigende Oberfläche beaufschlagenden
Bereich bis nahe zu der Erstarrungstemperatur, auf die Erstarrungs
temperatur oder sogar unter die Erstarrungstemperatur der die zu
beaufschlagende Oberfläche kontaminierenden oder genetzenden
Flüssigkeit abgekühlt wird.
Dies erhöht den Effekt, daß die Flüssigkeit an dem Reinigungs- oder
Wischelement anhaftet oder sogar "anfriert".
Es kann zweckmäßig sein, wenn das Reinigungs- oder Wischelement
derart abgekühlt wird, daß es mindestens 10°C, beispielsweise in
der Größenordnung von etwa 20°C oder mehr kälter als die zu
reinigende Oberfläche oder die diese benetzende Flüssigkeit ist.
Versuche haben gezeigt, daß bei einer solchen Temperaturdifferenz
eine gute Reinigungswirkung erzielt wird.
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den
Ansprüchen 5 bis 10 enthalten.
Anspruch 5 gibt beispielsweise eine günstige Verfahrensweise
betreffend die Bewegung des Werkstückes und dessen Erwärmung sowie
die Beaufschlagung mit dem kalten Wischelement hinter der Stelle
der Erwärmung an.
Anspruch 6 enthält eine zweckmäßige Beaufschlagung des Werkstückes
mit dem Wischelement quer zur Vorschubrichtung des Werkstückes.
Anspruch 7 betrifft das Entfernen der von dem Wischelement
aufgenommenen Verunreinigungen, was in vorteilhafter Weise außerhalb
des Reinigungsbereiches geschehen kann.
Anspruch 8 enthält eine besonders günstige Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens dahingehend, daß nach dem Reinigungs
vorgang mit dem für die Reinigung vorgesehenen Wischelement auch
wieder eine benetzende Flüssigkeit, beispielsweise ein Öl, auf das
gereinigte Werkstück aufgetragen werden kann, damit dieses gut
für einen anschließenden Verformung- oder Preßvorgang und/oder das
Wischelement für eine gute Aufnahme weiterer Partikel vorbereitet
sind.
Anspruch 9 gibt zweckmäßige Verfahrensweisen zur Reinigung des
Wischelementes an.
Anspruch 10 enthält eine Ausgestaltungsmöglichkeit des Verfahrens,
wie die bei der Kälteerzeugung entstehende Wärme bei dem erfindungs
gemäßen Reinigungsverfahren ausgenutzt werden kann, nämlich zu
mindest teilweise zum Aufheizen der zu reinigenden Oberfläche in
Vorschubrichtung vor der Beaufschlagung mit dem Wischelement.
Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vor
beschriebenen Verfahrensmerkmale und -maßnahmen ergibt sich eine
Reinigung von mit Flüssigkeit kontaminierten oder benetzten
Oberflächen und darin enthaltenen Partikeln, ohne daß aufwendige
Wasch- und Spülvorgänge mit einem entsprechenden maschinellen Aufwand
und ferner einem Aufwand für Waschmittel und Entsorgung des
Waschwassers erforderlich werden.
Die eingangs genannte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
ist zur Lösung der Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
Kühlvorrichtung zumindest für das Reinigungstrum für dessen Abkühlung
aufweist. Es wird also bei der eingangs genannten Vorrichtung ein
Kühler oder eine Kühlvorrichtung installiert, die zumindest das
Reinigungstrum des Wischelementes in geeigneter Weise abkühlt, damit
dieses für eine entsprechende Erhöhung der Viskosität der an der
Oberfläche befindlichen Flüssigkeit sorgen und diese mit den darin
enthaltenen Partikeln mitnehmen kann.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn eine Vorschubvorrichtung für ein
plattenförmiges Werkstück vorgesehen ist und das oder die Reinigungs-
oder Wischelemente quer zur Vorschubrichtung wirkend angeordnet
sind. Dadurch läßt sich die gewünschte Relativbewegung zwischen
Werkstück und Wischelementen auf einfache Weise erzielen, so daß
vor allem das Werkstück innerhalb einer Fertigungsstraße dem dort
vorhandenen Gesamtvorschub bestmöglich folgen und dennoch vor seiner
eigentlichen Bearbeitung gereinigt werden kann. Außerdem kann die
von den Wischelementen aufgenommene Verschmutzung auf diese Weise
von dem Werkstück zur Seite befördert werden.
Das oder die Wischelemente können in einem zur Abkühlung zumindest
des Reinigungstruxns dienenden Kältetunnel angeordnet sein, der zu
der reinigenden Oberfläche hin offen ist. Ein solcher Kältetun
nel, in welchem also eine erheblich verminderte Temperatur herrscht,
kann das Wischelement oder zumindest dessen Reinigungstrum in der
gewünschten Weise abkühlen, ohne die Zugänglichkeit zu der zu
reinigenden Oberfläche zu beeinträchtigen.
Besonders günstig ist es, wenn die Kühlvorrichtung, zweckmäßigerweise
der vorerwähnte Kältetunnel, das Wischelement auch an dessen
Gegentrum zumindest bereichsweise umfaßt oder beaufschlagt. Auf
diese Weise kann im Umlauf des Wischelementes diesem noch mehr Wärme
entzogen werden. Ferner kann so die Kälte effektiver eingesetzt
und die Gefahr vermindert werden, daß beispielsweise warme Luft
von dem Wischelement selbst in die Kühlvorrichtung eingetragen wird.
In Vorschubrichtung vor der Kühlvorrichtung kann eine Heizvorrichtung
für die zu reinigende Oberfläche, beispielsweise ein quer zur
Vorschubrichtung verlaufender Kanal mit wenigstens einer Wärmequelle
wie Quarzleuchte, Heizstäben, Gasflamme oder dergleichen, angeordnet
sein und die Heizung oder Heizvorrichtung und die Kühlvorrichtung
oder der Kältetunnel können in Vorschubrichtung unmittelbar
hintereinander angeordnet sein. Somit läßt sich die zweckmäßige
Aufheizung der die Oberfläche des zu reinigenden Werkstückes
benetzenden Flüssigkeit beziehungsweise die Aufheizung dieser
Oberfläche unmittelbar vor der Beaufschlagung mit dem kalten
Wischelement durchführen. Ein Aufwärmen des gesamten Werkstückes
kann vermieden werden, da es nur darauf ankommt, daß der unmittel
bar von dem Wischelement beaufschlagte Teil der zu reinigenden
Oberfläche kurz vorher entsprechend erwärmt oder erhitzt wird.
Als Wischelement können eine oder mehrere Linearbürsten vorgesehen
sein, wie sie beispielsweise aus DE 43 14 046 C2, Fig. 3, bekannt
sind, und in dem außerhalb des von dem Werkstück durchlaufenden
Bereich können an dem Wischelement Reinigungsvorrichtungen,
beispielsweise Rakel, wenigstens eine Heizvorrichtung und/oder
Blasdüsen angreifen, womit in diesem Bereich die zuvor aufgenommenen
Verunreinigungen wieder entfernt werden können. Eine Heizvorrich
tung kann dabei die zuvor aufgenommene und aufgrund der Kälte starr
gewordene Flüssigkeit wieder verflüssigen, so daß diese umso leichter
abgeschabt, abgeschleudert und/abgeblasen werden kann.
In Umlaufrichtung des Wischelementes hinter seinem Reinigungsbereich,
zweckmäßigerweise also an seinem Gegentrum, kann wenigstens eine
Vorrichtung zum Benetzen des Wischelementes, insbesondere der
Borsten, mit einer Flüssigkeit, beispielsweise einer Gleitflüssigkeit
wie Öl oder dergleichen, angeordnet sein. Somit kann von diesem
Reinigungselement eine gereinigte Oberfläche gleichzeitig auch
wieder gezielt beölt werden, um entweder bei einem in Vor
schubrichtung nachfolgenden Reinigungs- oder Wischelement erneut
einen Reinigungseffekt mit der schon erwähnten Abkühlung durchführen
zu können, um mit noch größerer Sicherheit alle vorher vorhandenen
Partikel entfernen zu können, oder um das Werkstück für einen
Verformungsprozeß vorzubereiten. Auch kann bei einem in Vor
schubrichtung einzigen oder ersten Wischelement durch eine solche
Benetzung dessen Aufnahmefähigkeit für zu entfernende Partikel
verbessert werden.
Vor allem bei Verwendung mehrerer in Vorschubrichtung hintereinander
angeordneter Wischelemente können diese auch gegensinnige
Wischrichtungen haben. Ferner können die Wischelemente auch von
Fliesen gebildet sein.
Die aufgenommene Flüssigkeit, in der Regel ein Öl, kann nach dem
Reinigen des oder der Wischelemente wieder verwendet werden.
Beispielsweise könnte diese Flüssigkeit nach entsprechender Filterung
wieder einer Beölungseinrichtung zugeführt werden, um einen
Verformungs- oder Ziehvorgang an den Platinen vorzubereiten.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in stark schematisierter
Darstellung;
Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung eine erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen von den
beiden mit Flüssigkeit kontaminierten oder benetzten
Oberflächen eines plattenförmigen Werkstückes mit Hilfe
eines an jeder dieser Oberflächen angreifenden Wisch
elementes, die sich dabei in einer Kühlvorrichtung oder
einem Kältetunnel befinden, wobei in Vorschubrichtung
vor den Wischelementen eine Heizung oder Heizvorrichtung
zum Aufheizen der Oberflächen des Werkstückes angeordnet
ist,
Fig. 2 insbesondere die außerhalb des Reinigungbereiches
befindlichen Teile der Wischelemente mit dort angeordneten
Reinigungseinrichtungen, womit von den Wischelementen
aufgenommene Verunreinigungen wieder von diese entfernt
werden können, sowie Fig. 3 in vergrößertem Maßstab das
Prinzip der zunächst erfolgenden Erwärmung, der dann
anschließenden Beaufschlagung der Oberfläche eines
Werkstückes mit den kalten Borsten eines entsprechend
abgekühlten Wischelementes, die anschließende Reinigung
der Wischelemente und deren erneute Benetzung eventuell
wiederum in kaltem Zustand, um die Aufnahme von Partikeln
bei dem Reinigungsvorgang zu begünstigen und/oder die
zu reinigende Oberfläche gezielt mit einer für die
Weiterbearbeitung zweckmäßigen Flüssigkeit zu benetzen.
Eine in Fig. 1 schematisiert dargestellte, im ganzen mit 1
bezeichnete Vorrichtung dient zum Entfernen von Verunreinigungen,
nämlich von in Fig. 3 schematisiert angedeuteten Flüssigkeiten und
Partikeln von damit kontaminierten oder benetzten Oberflächen eines
plattenförmigen Werkstückes 2. Die Vorrichtung 1 ist dabei dazu
geeignet und ausgestaltet, beide großflächigen Oberflächen eines
solchen Plattenförmigen Werkstückes 2 in noch zu beschreibender
Weise zu reinigen, nämlich die in Fig. 1 erkennbare Oberseite 2a
und die dazu parallele Unterseite.
Zu der Vorrichtung 1 gehört wenigstens ein Wischelement 3, womit
die jeweils zu reinigende Oberfläche beaufschlagt werden kann. Da
im Ausführungsbeispiel beide Flächen eines plattenförmigen
Werkstückes 2 gleichzeitig gereinigt werden sollen, sind demgemäß
zwei parallele Wischelemente 3 vorgesehen, die jeweils eine
Relativbewegung zu dem Werkstück 2 durchführen und die Oberfläche
beziehungsweise die die Verunreinigung bildende und enthaltende
Flüssigkeitsschicht berühren, was vor allem auch in Fig. 3
schematisiert für eine Oberfläche 2a angedeutet ist. Dabei sind
Partikel 4 auf Flüssigkeit 5 schematisiert dargestellt, ohne daß
die Gesamtbenetzung der Oberfläche 2a sichtbar gemacht ist.
Die dabei vorgesehenen Wischelemente 3 sind jeweils um Umlenkrollen
11 geführt und als endlos in Richtung der Pfeile PF1, PF2 und PF3
umlaufende Wischelemente 3 ausgeführt. Demgemäß haben die
Wischelemente 3 ein das Werkstück 2 bearbeitendes Reinigungstrum
6 zum Beaufschlagen der zu reinigenden Oberfläche 2a und ein zu
diesem Reinigungstrum 6 entgegenlaufendes Gegentrum 7.
Damit das Wischelement 3 mit an seinem Reinigungstrum 6 vorgese
henen Borsten 8 die Partikel 4 sowie Flüssigkeit 5 aufnehmen und
von der Oberfläche 2a wegtransportieren kann, weist die Vorrichtung
1 eine Kühlvorrichtung 9 zumindest für das jeweilige Reinigungstrum
6, im Ausführungsbeispiel jedoch für das jeweilige gesamte
Wischelement 3 auf. Somit kann dieses Wischelement 3 und insbeson
dere sein Reinigungstrum 6 sowie die dort vorgesehenen Borsten 8
gegenüber der Umgebung und damit auch gegenüber der Oberfläche 2a
des Werkstückes 2 und gegenüber den daran haftenden Verunreinigungen,
nämlich Flüssigkeit 5 und Partikeln 4 erheblich abgekühlt werden,
was die Flüssigkeit 5 betreffend dazu führt, daß diese an dem
Wischelement 3 beziehungsweise dessen Borsten 8 durch die plötzliche
Viskositätsvergrößerung anhaftet und dabei auch zum Ankleben der
Partikel 4 führt, wie es in Fig. 3 schematisiert dargestellt ist.
Die größere Kälte der dort gezeigten, zu dem Wischelement 3
gehörenden Borsten 8 ist dabei durch Wasserkristalle 9a schematisiert
angedeutet, obwohl selbstverständlich keine solchen Wasserspuren
an diesen Borsten 8 vorgesehen sind.
Fig. 3 verdeutlicht, daß die in noch zu beschreibender Weise etwas
benetzten Borsten aufgrund ihrer Kälte eine sie benetzende
Flüssigkeit 10a aufgrund von deren verminderter Viskosität gut
festhalten können, so daß die auf der Oberfläche 2a des Werkstückes
2 befindliche Flüssigkeit 5, wie bei den vier in Berührung mit diese
Oberfläche 2a dargestellten Borsten 8 gut erkennbar, aufnehmen
kann, so daß auch diese Flüssigkeit 5 an den Borsten 8 "anfriert"
und dabei auch die Partikel 4 mitnimmt. Die in Fig. 3 ganz links
dargestellte Borste 8a beginnt gerade Flüssigkeit 5 aufzunehmen.
Die Borste daneben hat bereits zusätzlich zu der ursprünglich an
ihr haftenden Flüssigkeit 10a eine Portion der Flüssigkeit 5
erfaßt und nimmt auch einen Partikel 4 auf, während die von links
dritte Borste Flüssigkeit und Partikel trägt, während an der in
Fig. 3 ganz rechts dargestellten Borste 8 Flüssigkeit 5 und mehrere
Partikel 4 haften und abtransportiert werden können. Die Haftung
ist dabei durch die Kälte der Borsten 8 begünstigt.
Die Vorrichtung 1 weist eine nicht näher dargestellte Vorschubvor
richtung für das plattenförmige Werkstück 2 auf, welche jedoch
dadurch angedeutet ist, daß die Vorschubrichtung und -bewegung des
Werkstückes 2 durch die Pfeile PF4 (noch verschmutzter Bereich)
und PF5 (gereinigter Bereich des Werkstückes 2) in Fig. 1
dargestellt sind. Dabei wird gleichzeitig deutlich, daß die
Reinigungs- oder Wischelemente 3 quer zu dieser Vorschubrichtung
wirkend und wischend angeordnet sind. Gemäß Fig. 2 bewegt sich das
Reinigungstrum 6 der Wischelemente 3 gemäß dem Pfeil PF1 rechtwink
lig zu dem auch in Fig. 2 angebrachten Pfeil PF 4.
Als Kühlvorrichtung 9 ist im Ausführungsbeispiel für jedes
Wischelement 3 ein Kältetunnel 10 vorgesehen, der nicht nur das
jeweilige Reinigungstrum 6, sondern auch das Gegentrum 7, also
praktisch das gesamte Wischelement 3 in sich aufnimmt, dabei aber
zu der zu reinigenden Oberfläche 2a hin offen ist, damit das
Reinigungstrum 6 die jeweilige Oberfläche erreicht. Lediglich im
Endbereich, wo das Wischelement um eine Umlenkrolle 11 herumgeführt
ist, kann die Kühlvorrichtung 9 beziehungsweise der Kältetunnel
10 offen oder so erweitert sein, daß dort eine Reinigung des
Wischelementes 3 in anhand der Fig. 2 und 3 zu beschreibender
Weise stattfinden kann. Die Kühlvorrichtung 9 umfaßt und beaufschlagt
das jeweilige Wischelement 3 also auch an dessen Gegentrum 7
zumindest bereichsweise, so daß eine entsprechend gute Abkühlung
erreicht werden kann.
In Vorschubrichtung des Werkstückes 2 vor dieser Kühlvorrichtung
9 erkennt man in Fig. 1 schematisiert eine Heizvorrichtung 12 für
die zu reinigende Oberfläche 2a, wobei im Ausführungsbeispiel für
beide Oberflächen des Werkstückes 2, also für die Oberseite 2a und
die gegenüberliegende Unterseite, jeweils eine solche Heizvorrichtung
12 vorgesehen ist, die dabei als quer zur Vorschubrichtung
verlaufender Kanal mit wenigstens einer nicht näher dargestellten
Wärmequelle wie Quarzleuchte, Heizstäben, Gasflamme oder der
gleichen ausgestaltet ist. Dabei sind diese Heizung oder Heizvor
richtung 12 und die Kühlvorrichtung 9 oder der Kältetunnel 10 in
Vorschubrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet, so daß kurz
vor der Beaufschlagung der zu reinigenden Oberfläche mit Hilfe der
Wischelemente 3 zumindest die an den Oberflächen haftende Flüssig
keit 5 mit den Partikeln 4 erwärmt und somit die Viskosität dieser
Flüssigkeit vermindert wird, so daß sie durch die plötzliche
Abkühlung bei der Berührung mit dem Wischelement 3 und dessen Borsten
8 in entsprechender Menge an dem Wischelement 3 haften bleibt und
dabei auch die Partikel 4 kleben bleiben.
Die kurze Entfernung zwischen Heizvorrichtung 12 und Kühlvorrichtung
9 spart dabei Energie, weil nicht das gesamte Werkstück 2, sondern
tatsächlich nur unmittelbar die Oberfläche beziehungsweise deren
Verunreinigung aufgeheizt werden müssen.
Es wurde schon erwähnt, daß im Ausführungsbeispiel ein Wischelement
mit Borsten 8 vorgesehen ist, das heißt als Wischelement 3 sind
Linearbürsten vorgesehen, wie sie beispielsweise auch in der
deutschen Patentschrift 43 14 046 beschrieben sind, wobei eine
ähnliche räumliche Anordnung wie bei dieser vorbekannten Vorrichtung
gewählt werden kann.
In dem außerhalb des von dem Werkstück 2 durchlaufenden Bereich
greifen an den Wischelementen 3 die in Fig. 2 und 3 angedeuteten
Reinigungsvorrichtungen im Ausführungsbeispiel rotierende Rakel
13 und diese erwärmende Heizvorrichtungen 14 an und darüber hinaus
ist eine Blasdüse 15 für warme Luft vorgesehen, so daß die aufgrund
der Kälte anhaftende Flüssigkeit 5 mit den Partikeln 4 gut gelöst
und auch durch die Zentrifugalkraft im Umlenkungsbereich des
Wischelementes 3 abgeschleudert und zusätzlich weggeblasen und/oder
abgesaugt werden können.
In Umlaufrichtung des Wischelementes 3 gemäß dem Pfeil PF3 hinter
seinem Reinigungsbereich, also hinter der Umlenkrolle 11, ist
noch eine Vorrichtung 16 zum Benetzen des Wischelementes 3 und seiner
Borsten 8 mit der schon erwähnten Flüssigkeit 10, beispielsweise
einer Gleitflüssigkeit wie Öl oder dergleichen, angedeutet. Dadurch
werden die Borsten 8 in der schon beschriebenen Weise besser darauf
vorbereitet, Partikel 4 und auch Flüssigkeit 5 in abgekühltem Zu
stand aufnehmen zu können, weil dann die Haftung an den Borsten
8 verbessert wird. Darüber hinaus kann auf diese Weise das Werkstück
2 mit einem dünnen Flüssigkeitsfilm oder Ölfilm versehen werden,
der für eine spätere Verformung durch Ziehen oder Pressen vorteilhaft
oder sogar erforderlich ist. Dabei kann die als Sprayer ausgebil
dete Vorrichtung 16 auch so eingesetzt werden, daß vor allen Dingen
die - in Laufrichtung des Bleches gesehen - hinteren (Auslaufseite)
Bürsten oder Wischelemente 3 besonders stark mit dem Sprayer besprüht
werden, um auf diese Weise eine erneute Befettung, der dann schon
gereinigten Oberfläche zu erreichen, wobei vorteilhaft ist, wenn
in Vorschubrichtung des Bleches oder Werkstückes 2 mehrere, z. B.
acht Wischelemente 3 hintereinander angeordnet sind.
Die Vorrichtung 1 dient also zum Entfernen von Verunreinigungen,
nämlich Flüssigkeiten 5 und/oder Partikeln 4 von mit solcher
Flüssigkeit 5 kontaminierten oder benetzten Oberflächen 2a von
plattenformigen Werkstücken 2 mittels wenigstens eines Wischelementes
3. Dabei wird zwischen der Oberfläche 2a und dem Wischelement 3
eine Relativbewegung durchgeführt, bei welcher das Wischelement
3 die Oberfläche 2a und die die Verunreinigung bildende oder
enthaltende Flüssigkeitsschicht berührt, was vor allem in Fig. 3
schematisiert verdeutlicht ist. Das Wischelement 3 wird gegenüber
dem Werkstück 2 und dessen Verunreinigung abgekühlt und die zu
reinigende Oberfläche 2a also mit dem ihr gegenüber kalten
Wischelement 3 beaufschlagt, so daß die an der Oberfläche 2a des
Werkstückes 2 befindliche Flüssigkeit 5 an dem Wischelement 3
erstarrt und entsprechend gut haftet, also von der Oberfläche 2a
abgeführt werden kann.
Dieser Effekt kann dadurch verbessert werden, daß zumindest die
Oberfläche 2a des zu reinigenden Werkstückes 2 beziehungsweise deren
Verunreinigung vor der Beaufschlagung mit dem Wischelement 3 - mit
der Heizvorrichtung 12 - erwärmt wird. Dadurch wird zunächst die
Viskosität der Flüssigkeit 5 vermindert, so daß sie sich entspre
chend leicht an Borsten 8 eines Wischelementes 3 anlagern und dann
dort aufgrund der Kälte anhaften kann.
Dabei kann das Reinigungselement 3 zumindest in seinem die zu
reinigende Oberfläche 2a beaufschlagenden Bereich bis nahe zu der
Erstarrungstemperatur, auf die Erstarrungstemperatur oder sogar
unter die Erstarrungstemperatur der die zu reinigende Oberfläche
2a kontaminierenden oder benetzenden Flüssigkeit abgekühlt werden.
Umso besser haftet diese zunächst wärmere Flüssigkeit an dem kalten
Wischelement 3. Beispielsweise kann das Reinigungs- oder Wisch
element 3 mindestens 10°C, bevorzugt sogar mehr, beispielsweise
in der Größenordnung von 20°C kälter als die zu reinigende Oberfläche
2a sein. Je größer die Temperaturdifferenz ist, umso besser haftet
die zunächst wärmere Flüssigkeit an dem erheblich kälteren
Wischelement 3. Dabei werden dann auch die in der Flüssigkeit 5
befindlichen Partikel 4 mit erfaßt und haften, wie Versuche gezeigt
haben, an dem kalten Wischelement 3 beziehungsweise den Borsten
8, wobei die von diesen aufgenommene Flüssigkeit 5 oder eine schon
vorher angebrachte Flüssigkeit 10a praktisch als "Klebstoff" für
diese Partikel 4 wirkt.
In günstiger Weise kann das Werkstück 2 bei seiner Reinigung
vorwärtsbewegt werden, wobei es in Vorschubrichtung gesehen zunächst
erwärmt und dann dahinter mit dem kalten Wischelement 3 beaufschlagt
werden kann. Dies erlaubt eine einfache Konstruktion und Anordnung
von Heizvorrichtung 12 einerseits und Kühlvorrichtung 9 für das
oder die Wischelemente 3 andererseits. Dabei kann die bewährte
Anordnung gewählt werden, bei der das oder die Wischelemente 3 das
Werkstück 2 quer beziehungsweise rechtwinklig zu seiner Vor
schubrichtung beaufschlagen, so daß die aufgenommenen Ver
unreinigungen 4 und 5 seitlich von dem Werkstück 2 und dessen
Vorschubrichtung wegbefördert werden können, wie es auch in Fig.
1 an einem Auslaßstutzen 17 der Vorrichtung 1 angedeutet ist. Die
kontinuierlich relativ zu der zu reinigenden Oberfläche bewegten
Wischelemente 3 werden also außerhalb des Reinigungsbereiches von
der aufgenommenen Flüssigkeit 5 und den aufgenommenen Partikeln
4 befreit und gereinigt. Nach der Reinigung können dann die als
Wischelement zweckmäßiger Weise vorgesehenen Linearbürsten und ihre
Borsten 8 wieder mit einer Flüssigkeit 10a, beispielsweise einem
Öl, benetzt werden, welche Flüssigkeit 10a bei der Abkühlung auf
die verminderte Wischtemperatur und damit eine erhöhte Zähigkeit
gebracht werden kann, so daß sie eine erhöhte Aufnahmefähigkeit
für Partikel 4 und auch für auf der Oberfläche 2a befindliche
Flüssigkeit 5 erhält. Zur Reinigung werden die Wischelemente 3
mechanisch und/oder mit Wärme und/oder mit Blasluft beaufschlagt,
wie es anhand der Fig. 2 und 3 bereits erläutert wurde.
Es sei noch erwähnt, daß die bei der Kälteerzeugung für die Abkühlung
des oder der Wischelemente 3 entstehende Wärme wenigstens teilweise
zum Aufheizen der zu reinigenden Oberflächen 2a - in Vorschubrichtung
vor der Beaufschlagung mit dem oder den Wischelementen 3 - verwen
det werden kann, um einen möglichst energiesparenden Betrieb zu
erhalten. Zusätzlich zu dem Wegblasen der von dem Wischelement 3
jeweils zu beseitigenden Verunreinigungen kann außerdem noch eine
Absaugung stattfinden.
In vorteilhafter Weise kann das Verfahren kontinuierlich an
durchlaufenden Werkstücken 2 oder sogar an Endlosmaterial
durchgeführt werden. Je nach Qualität der von der Oberfläche 2a
entfernten Flüssigkeit 5 kann diese - insbesondere nach einer
Filterung - wieder einer Beölungseinrichtung zugeführt werden und
zum Beispiel eine gleichmäßige Befettung der Werkstücke 2 vor einem
Ziehvorgang erzeugen.
Zum Beispiel bei Einsatz mit Robotern können auch dreidimensionale
oder mehrfach gekrümmte Oberflächen mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren gut gereinigt werden.
Zum Entfernen von Verunreinigungen, insbesondere von Flüssigkeiten
5 und/oder Partikeln 4 von mit Flüssigkeit 5 kontaminierten oder
benetzten Oberflächen von Werkstücken 2 mittels wenigstens eines
Wischelementes 3 wird das gegenüber der zu reinigenden Oberfläche
2a relativ bewegte und diese Oberfläche 2a berührende Wischelement
3 abgekühlt, so daß die mit diesem Wischelement 3 und daran bevorzugt
vorgesehenen Borsten 8 in Berührung kommende Flüssigkeit 5 eine
höhere Zähigkeit und Viskosität annimmt oder sogar erstarrt und
dadurch zusammen mit den in der Flüssigkeit 5 enthaltenen Partikeln
4 an dem Wischelement 3 oder seinen Borsten 8 haften bleibt. Dieses
Reinigungsprinzip kann durch eine in Vorschubrichtung vor dem oder
den Wischelementen 3 erfolgende Erwärmung an der Oberfläche des
Werkstückes 2 unterstützt und beeinflußt werden.
Claims (17)
1. Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen, insbesondere
Flüssigkeiten (5) und/oder Partikeln (4) von mit Flüssigkeit
(5) kontaminierten oder benetzten Oberflächen (2a) von
insbesondere plattenförmigen Werkstücken (2) mittels wenigstens
eines Wischelementes (3), wobei zwischen der Oberfläche (2a)
und dem oder den Wischelementen (3) eine Relativbewegung
durchgeführt wird und das oder die Wischelemente (3) die
Oberfläche (2a) und/oder die die Verunreinigungen bildende
oder enthaltende Flüssigkeitsschicht berührt, dadurch
gekennzeichnet, daß das oder die Wischelemente (3) gegenüber
dem Werkstück (2) und dessen Verunreinigung abgekühlt und die
zu reinigende Oberfläche (2a) mit dem oder den ihr gegenüber
kalten Wischelementen (3) beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reinigungselement (3) zumindest in seinem die zu reinigende
Oberfläche (2a) beaufschlagenden Bereich bis nahe zu der
Erstarrungstemperatur, auf die Erstarrungstemperatur oder
unter die Erstarrungstemperatur der die zu reinigende
Oberfläche (2a) kontaminierenden oder benetzenden Flüssigkeit
abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest die Oberfläche (2a) des zu reinigenden Werkstückes
(2) vor der Beaufschlagung mit dem Wischelement (3) erwärmt
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Reinigungs- oder Wischelement (3) derart
abgekühlt wird, daß es etwa 10°C oder mehr, beispielsweise
in der Größenordnung von etwa 20°C oder mehr kälter als die
zu reinigende Oberfläche (2a) oder die diese benetzende
Flüssigkeit (5) ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Werkstück (2) bei seiner Reinigung vorwärts
bewegt wird, daß es in Vorschubrichtung zunächst erwärmt und
dahinter mit dem kalten Wischelement (3) beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das oder die Wischelemente (3) das Werkstück
(2) quer zu seiner Vorschubbewegung, insbesondere rechtwinklig
zu seiner Vorschubbewegung beaufschlagen und die aufgenommenen
Verunreinigungen seitlich von dem Werkstück (2) und dessen
Vorschubrichtung wegbefördern.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das oder die Wischelemente (3) insbesondere
kontinuierlich relativ zu der zu reinigenden Oberfläche be
wegt wird/werden und daß das/die Wischelement(e) außerhalb
des Reinigungsbereiches von der aufgenommenen Flüssigkeit (5)
und/oder von aufgenommenen Partikeln (4) befreit und gereinigt
wird/werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Wischelement (3), insbesondere die Borsten
(8) einer umlaufenden, eine ein Obertrum und ein Untertrum
aufweisenden Linearbürste, nach der Reinigung mit einer
benetzenden Flüssigkeit (10a), insbesondere einem Öl, be
netzt wird, welche bei der Abkühlung auf die verminderte
Wischtemperatur eine erhöhte Zähigkeit und eine erhöhte
Aufnahmefähigkeit für Partikel (5) erhält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Wischelement (3) zu seiner Reinigung
mechanisch und/oder mit Wärme und/oder mit Blasluft beauf
schlagt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die bei der Kälteerzeugung für die Abkühlung
des Wischelementes (3) entstehende Wärme wenigstens teilweise
zum Aufheizen der zu reinigenden Oberfläche (2a) in Vor
schubrichtung vor der Beaufschlagung mit dem Wischelement (3)
verwendet wird.
11. Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen, insbesondere
Flüssigkeiten und/oder Partikeln von mit Flüssigkeit kontami
nierten oder benetzten Oberflächen (2a) von insbesondere
plattenförmigen Werkstücken (2) mittels wenigstens eines
Wischelementes (3), wobei zwischen der Oberfläche und dem
Wischelement eine Relativbewegung durchfühbar ist und das
Wischelement (3) die Oberfläche (2a) und/oder die die
Verunreinigungen bildende oder enthaltende Flüssigkeitsschicht
berührt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der vorstehenden Ansprüche mit wenigstens einem um
Umlenkrollen (11) geführten, endlos umlaufenden Wischelement
(3), welches ein Reinigungstrum (6) zum Beaufschlagen der zu
reinigenden Oberfläche (2a) und ein zu dem Reinigungstrum (6)
entgegengesetzt laufenden Gegentrum (7) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß sie eine Kühlvorrichtung (9) zumindest
für das Reinigungstrum (6) für dessen Abkühlung aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie
eine Vorschubvorrichtung für ein plattenförmiges Werkstück
(2) aufweist und das oder die Reinigungs- oder Wischelemente
(3) quer zur Vorschubrichtung wirkend angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das oder die Wischelemente (13) in einem zur Abkühlung
zumindest des Reinigungstrums (6) dienenden Kältetunnel (10)
angeordnet sind, der zu der zu reinigenden Oberfläche (2a)
hin offen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung 9 das Wischelement
3 auch an dessen Gegentrum 7 zumindest bereichsweise umfaßt
oder beaufschlagt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß in Vorschubrichtung des Werkstückes 2 vor
der Kühlvorrichtung (9) eine Heizvorrichtung (12) für die zu
reinigenden Oberfläche (2a), beispielsweise ein quer zur
Vorschubrichtung verlaufender Kanal mit wenigstens einer
Wärmequelle wie Quarzleuchte, Heizstäbe, Gasflamme oder
dergleichen, angeordnet ist und daß die Heizung oder Heizvor
richtung (12) und die Kühlvorrichtung (9) oder der Kältetunnel
(10) in Vorschubrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet
sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß als Wischelement (3) eine oder mehrere
Linearbürsten vorgesehen sind und daß in dem außerhalb des
von dem Werkstück (2) durchlaufenden Bereich an dem Wisch
element (3) Reinigungsvorrichtungen, beispielsweise Rakel
(13), wenigstens eine Heizvorrichtung (14) und/oder Blasdüsen
(15) angreifen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß in Umlaufrichtung des Wischelementes (3)
hinter seinem Reinigungsbereich wenigstens eine Vorrichtung
(16) zum Benetzen des Wischelementes (3), insbesondere der
Borsten (8), mit einer Flüssigkeit (10a), beispielsweise einer
Gleitflüssigkeit wie Öl oder dergleichen, angeordnet ist.
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