DE202006013351U1

DE202006013351U1 - Vorrichtung zur Reinigung von metallischen Werkstücken

Info

Publication number: DE202006013351U1
Application number: DE200620013351
Authority: DE
Original assignee: Ipsen International GmbH
Current assignee: Ipsen International GmbH
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2016-08-31
Also published as: WO2008025415A2; WO2008025415A3

Abstract

Vorrichtung zur Reinigung von metallischen Werkstücken (2) mit einer Reinigungskammer (4) zur Aufnahme der zu reinigenden Werkstücke (2), wobei in der Reinigungskammer (4) eine relativ zu den zu reinigenden Werkstücken (2) bewegbare Reinigungseinrichtung für das Einbringen eines Reinigungsmediums (5) in die Reinigungskammer (4) angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine weitere innerhalb der Reinigungskammer (4) relativ zu den zu reinigenden Werkstücken (2) bewegbar angeordnete Reinigungseinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von metallischen Werkstücken mit einer Reinigungskammer zur Aufnahme der zu reinigenden Werkstücke, wobei innerhalb der Reinigungskammer eine relativ zu den zu reinigenden Werkstücken bewegbare Reinigungseinrichtung für das Einbringen eines Reinigungsmediums in die Reinigungskammer angeordnet ist.
Vorrichtungen der vorgenannten Art, die auch als Wascher bezeichnet werden, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises an dieser Stelle nicht bedarf.
Vorrichtungen zur Reinigung von metallischen Werkstücken, das heißt sogenannte Wascher, kommen zum Einsatz, um metallische Werkstücke im Vorfeld und/oder im Nachgang einer Behandlung, beispielsweise einer Wärmebehandlung zu reinigen, das heißt von Schmutzpartikeln, Öl- und/oder Fettresten oder dergleichen Verunreinigungen zu befreien.
Herkömmliche und aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen zur Reinigung von metallischen Werkstücken verfügen über eine Reinigungskammer, in die die zu reinigenden Werkstücke zum Zwecke der Reinigung einzubringen sind. Die Reinigung der Werkstücke findet innerhalb der Reinigungskammer statt, und zwar entweder unter atmosphärischen Bedingungen oder unter Vakuum bzw. Überdruck.
Zum Zwecke der Reinigung der Werkstücke kommt ein Reinigungsmedium zum Einsatz, beispielsweise eine wasserbasierte Lauge. Diese wird in die Reinigungskammer eingeleitet und auf die zu reinigenden Werkstücke aufgesprüht, wodurch die an den Werkstücken anhaftenden Verschmutzungen abgelöst werden.
Zum Besprühen der zu reinigenden Werkstücke mit einem Reinigungsmedium dient typischerweise eine Reinigungseinrichtung, die in Form eines Reinigungsarmes ausgebildet und relativ zu den zu reinigenden Werkstücken verdrehbar innerhalb der Reinigungskammer angeordnet ist. Der Reinigungsarm verfügt über Austrittsdüsen für das Reinigungsmedium, mittels welcher das Reinigungsmedium auf die zu reinigenden Werkstücke aufgesprüht wird.
Obgleich sich die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Reinigung von metallischen Werkstücken im alltäglichen Praxiseinsatz bewährt haben, sind sie nicht frei von Nachteilen.
Ein erster Nachteil der vorbekannten Vorrichtungen besteht in der ausladend großen Bauform. Die ausladend große Bauform vorbekannter Vorrichtungen zur Reinigung von metallischen Werkstücken ist dadurch bedingt, daß der innerhalb der Reinigungskammer relativ zu den zu reinigenden Werkstücken verdrehbar angeordnete Reinigungsarm einen entsprechend großen Aktionsraum mit der Folge benötigt, daß die Waschkammer in ihren geometrischen Abmessungen entsprechend zu dimensionieren ist. Typischerweise werden zu reinigende Werkstücke zu im Querschnitt rechteckförmigen Chargen zusammengefaßt, um die sich der zentral innerhalb der Reinigungskammer angeordnete Reinigungsarm einer Kreisbahn folgend drehend herum bewegt.
Ein weiterer Nachteil der aus dem Stand der Technik vorbekannten Vorrichtungen zur Reinigung von metallischen Werkstücken besteht darin, daß insbesondere bei komplizierten Geometrien der zu reinigenden Werkstücke nicht immer ein zufriedenstellendes Reinigungsergebnis erzielt werden kann. Dies liegt unter anderem daran, daß der sich auf einer Kreisbahn um die zu reinigenden und zu einer im Querschnitt rechteckförmigen Charge zusammengepackten Werkstücke herum drehende Reinigungsarm einen je nach Drehstellung unterschiedlichen Abstand zu den zu reinigenden Werkstücken aufweist. In der Konsequenz werden die Werkstücke ein- und derselben Charge zum Teil unterschiedlich intensiv mit einem Reinigungsmedium beaufschlagt. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, im besonderen justierbare Sprühdüsen innerhalb der Behandlungskammer vorzusehen. Diese im besonderen justierbaren Sprühdüsen können im Bedarfsfall wunschgemäß ausgerichtet werden, um für eine gleichmäßig intensive Beaufschlagung der Werkstücke einer Charge mit einem Reinigungsmedium Sorge zu tragen. Diese Hilfskonstruktion ist jedoch insofern nachteilig, als daß vor jedem Reinigungszyklus die justierbaren Sprühdüsen in Abhängigkeit der Geometrie der Werkstückcharge ausgerichtet und eingestellt werden müssen. Dies ist insbesondere zeitaufwendig und darüber hinaus fehlerträchtig.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine Vorrichtung zur Reinigung von metallischen Werkstücken bereitzustellen, die eine kompakte Bauform aufweist und darüber hinaus in zuverlässiger Weise eine wunschgemäße Reinigung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Reinigung von metallischen Werkstücken vorgeschlagen, die durch eine weitere innerhalb der Reinigungskammer relativ zu den zu reinigenden Werkstücken bewegbar angeordnete Reinigungseinrichtung gekennzeichnet ist.
Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Reinigung von metallischen Werkstücken verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur über eine sondern über zwei Reinigungseinrichtungen, die relativ zu den zu reinigenden Werkstücken bewegbar innerhalb der Reinigungskammer angeordnet sind. In vorteilhafter Weise benötigen die beiden erfindungsgemäß vorgesehenen Reinigungseinrichtungen aufgrund ihrer jeweiligen Größe einen insgesamt kleineren Aktionsraum als die nur eine aus dem Stand der Technik vorbekannte Reinigungseinrichtung. Aufgrund dieses Umstandes fällt die Baugröße der Waschkammer nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei gleich großer Aufnahmekapazität sehr viel kleiner als die Baugröße der Waschkammern bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen auf. Dies erlaubt einen insgesamt kompakteren und weniger groß ausladenden Gesamtaufbau. Damit läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr viel einfacher und platzsparender in bereits bestehende Wärmebehandlungsanlagen integrieren.
Die beiden erfindungsgemäß vorgesehenen Reinigungseinrichtungen sorgen zudem für ein insgesamt verbessertes Reinigungsergebnis. Anders als bei den aus dem Stand der Technik vorbekannten Vorrichtungen bleibt der Abstand zwischen den Reinigungseinrichtungen einerseits und den zu reinigenden und zu einer Charge zusammengepackten Werkstücken andererseits im wesentlichen stets gleich groß, so daß eine in der Intensität gleichmäßige Beaufschlagung der zu reinigenden Werkstücke mit einem Reinigungsmedium erfolgen kann, was in der Konsequenz zu einer insgesamt verbesserten Reinigungswirkung führt. Auch Werkstücke mit einer vergleichsweise komplizierten Geometrie lassen sich so auf einfache Weise und standardisiert in gewünschter Weise reinigen. Insofern bedarf es auch keiner Hilfskonstruktion in Form von im besonderen verstellbaren Austrittsdüsen.
Mit der Erfindung wird insgesamt eine Vorrichtung zur Reinigung von Werkstücken vorgeschlagen, die sich einerseits durch ihre kompakte Bauform auszeichnet und andererseits die Möglichkeit schafft, Werkstücke zuverlässig und in einfacher Weise wunschgemäß reinigen zu können.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Reinigungseinrichtungen jeweils als Reinigungsarme ausgebildet. Die Reinigungsarme sind vorzugsweise L-förmig ausgestaltet, wobei der eine Schenkel eines Reinigungsarms oberhalb und der andere Schenkel eines Reinigungsarms seitlich der zu reinigenden Werkstücke ausgebildet ist.
Die Reinigungsarme verfügen jeweils über eine Mehrzahl von daran angeordneten Düsen, mittels welcher ein Reinigungsmedium auf die zu reinigenden Werkstücke durch Sprühen aufgebracht werden kann.
Die Reinigungsarme sind jeweils relativ zu den zu reinigenden Werkstücken verdrehbar innerhalb der Reinigungskammer angeordnet, wobei jeder Reinigungsarm bei einer Verdrehbewegung teilkreisförmig um die zu reinigenden Werkstücke herum geführt wird. Die Reinigungsarme sind vorzugsweise reversierend verdrehbar ausgestaltet, das heißt sie werden gegensinnig hin und herum die zu reinigenden Werkstücke herum verfahren.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine weitere, vorzugsweise gleichfalls in Form eines Reinigungsarmes ausgebildete Reinigungseinrichtung vorgesehen, die innerhalb der Reinigungskammer unterhalb der zu reinigenden Werkstücke angeordnet ist. Auch dieser Reinigungsarm verfügt über Düsen zum Auftrag eines Reinigungsmediums auf die zu reinigenden Werkstücke durch Sprühen. Mit den insgesamt drei vorgesehenen Reinigungsarmen können die zu reinigenden und zu einer Charge zusammengepackten Werkstücke vollumfangsseitig mit einem Reinigungsmedium beaufschlagt werden, so daß eine gewünschte Reinigung aller zu reinigenden Werkstücke sicher erreicht werden kann.
Im Unterschied zu den beiden L-förmig ausgebildeten und verdrehbar innerhalb der Reinigungskammer angeordneten Reinigungsarme ist der unterhalb der zu reinigenden Werkstücke innerhalb der Reinigungskammer angeordnete, dritte Reinigungsarm feststehend ausgebildet. Selbstredend kann aber auch der unterhalb der zu reinigenden Werkstücke innerhalb der Reinigungskammer angeordnete, dritte Reinigungsarm relativ zu den zu reinigenden Werkstücken bewegbar ausgebildet sein, beispielsweise dadurch, daß dieser gleichfalls verschwenkbar und/oder verschiebbar ausgestaltet ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Luftzuführungssystem vorgesehen, welches dazu dient, Luft in die Reinigungskammer einblasen zu können. Ein Einblasen von Luft dient der Trocknung von zuvor mit einem Reinigungsmedium beaufschlagten und dadurch gereinigten Werkstücke. Zu diesem Zweck verfügt das Luftzuführungssystem über in die Reinigungskammer hineinreichende Luftzuführungsrohre, welche über Luftaustrittsöffnungen verfügen, durch die hindurch Luft auf die gereinigten aber noch nassen bzw. feuchten Werkstücke geführt wird. Bevorzugterweise wird die Luft zur Trocknung der gereinigten Werkstücke in einem geschlossenen Kreislauf geführt, das heißt es wird keine zusätzliche Luft von außerhalb der Reinigungskammer in diese eingeführt. Die Führung der Luft zum Trocknen der gereinigten Werkstücke in einem geschlossenen Kreislauf ist aus folgenden Gründen von Vorteil:
Das zur Reinigung der Werkstücke eingesetzte Reinigungsmedium weist eine Temperatur von bis zu ca. 60°C bis 90°C auf. Infolge eines Reinigungsvorganges kommt es deshalb zur Erwärmung der zu reinigenden Werkstücke. Wenn nach Beendigung eines Waschvorganges Luft zur Trocknung der gereinigten Werkstücke in die Reinigungskammer eingeblasen wird, so erwärmt sich die in die Reinigungskammer eingeführte Luft an den gereinigten und noch warmen Werkstücken. Die sich an den warmen Werkstücken aufgeheizte Trocknungsluft wird aus der Reinigungskammer abgesogen und im noch aufgewärmten Zustand der Reinigungskammer zur Beaufschlagung der gereinigten und noch zu trocknenden Werkstücke über den geschlossenen Strömungskreislauf wieder zugeführt. Infolge der Verwendung von aufgewärmter Luft anstelle von kalter, von außen in die Reinigungskammer zugeführter Luft ergibt sich ein insgesamt deutlich verkürzter Trocknungsvorgang.
In den geschlossenen Strömungskreislauf zur Führung der Trocknungsluft ist in vorteilhafter Weise ein Kondensator integriert, der dazu dient, die der Reinigungskammer entnommene Trocknungsluft zu entfeuchten. Mit voranschreitender Trocknungsdauer wird die im geschlossenen Kreislauf geführte Trocknungsluft also trockener.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist unterhalb der Reinigungskammer ein Vorratsbehälter für das Reinigungsmedium angeordnet. Die Ausbildung des Vorratsbehälters für das Reinigungsmedium unterhalb der Reinigungskammer hat insbesondere den Vorteil, daß eine insgesamt kompakte Bauform der gesamten Vorrichtung erreicht werden kann. Als Reinigungsmedium kommt beispielsweise eine wasserbasierte Lauge zum Einsatz, die in Form eines Ein- oder Zwei-Komponentenreinigers (Tensid, Boilda) in flüssiger Form vorliegt. Zum Einbringen des Reinigungsmediums in die Reinigungskammer dient eine Pumpenanlage, die das Reinigungsmedium aus dem Vorratsbehälter in die innerhalb der Reinigungskammer angeordneten Reinigungsarme fördert, wo es dann mittels der an den Reinigungsarmen jeweils angeordneten Düsen auf die zu reinigenden Werkstücke gesprüht wird.
Der Vorratsbehälter für das Reinigungsmedium ist vorzugsweise in zwei Bereiche unterteilt ausgebildet. Das auf die zu reinigenden Werkstücke aufgesprühte Reinigungsmedium tropft von diesen ab, wird innerhalb der Reinigungskammer gesammelt und in den Vorratsbehälter zurückgeführt, wobei die Zurückführung des bereits genutzten und insofern verschmutzten Reinigungsmediums in den Vorratsbehälter in den einen Bereich desselben erfolgt. Die Zurückführung des bereits genutzten Reinigungsmediums in den einen Bereich des Vorratsbehälters erfolgt unter Zwischenschaltung eines Rücklauffilters, infolgedessen das zurückgeführte Reinigungsmedium gereinigt, das heißt von Schmutzpartikeln befreit wird. Der Bereich des Vorratsbehälters, in dem das zur Reinigung bereits genutzte Reinigungsmedium zurückgeführt wird, kann auch als „schmutziger" Bereich bezeichnet werden. Innerhalb des „schmutzigen" Bereichs des Vorratsbehälters ist darüber hinaus eine Einrichtung zur Entölung des zurückgeführten Reinigungsmediums vorgesehen, welche dazu dient, das vom Reinigungsmittel abgewaschene und in den Vorratsbehälter mit eingeführte Öl zu entfernen.
Das von Schmutzpartikeln und Ölrückständen befreite Reinigungsmedium wird alsdann in den anderen Bereich des Vorratsbehälters überführt, der auch als „sauberer" Bereich bezeichnet werden kann. Innerhalb des „sauberen" Bereiches des Vorratsbehälters befindet sich eine Heizung zur Aufheizung des Reinigungsmediums auf die gewünschte Temperatur von beispielsweise 60°C bis 80°C. Das gereinigte, entölte und wieder auf Temperatur gebrachte Reinigungsmedium kann sodann wieder dazu genutzt werden, in die Reinigungskammer zur Reinigung der darin angeordneten Werkstücke genutzt zu werden. Zu diesem Zweck ist die schon vorgenannte Pumpenanlage vorgesehen, die das aufbereitete und sich im „sauberen" Bereich der Vorratskammer befindliche Reinigungsmedium in die innerhalb der Reinigungskammer angeordneten Reinigungsarme fördert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich nicht nur mit einem Reinigungsmedium betreiben. Bevorzugterweise stehen vielmehr zwei Reinigungsmedien zum Einsatz, die wahlweise genutzt werden können. Aus diesem Grunde verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung über zwei Vorratsbehälter, nämlich einen ersten Vorratsbehälter für das erste Reinigungsmedium und einen zweiten Vorratsbehälter für das zweite Reinigungsmedium. Beide Vorratsbehälter sind in der vorbeschriebenen Weise in zwei Bereiche unterteilt ausgebildet und unterhalb der Reinigungskammer angeordnet. Als Reinigungsmedien kommen insbesondere Ein- oder Zwei-Komponentenreiniger in flüssiger Form zum Einsatz, die beispielsweise über einen unterschiedlichen pH-Wert verfügen. Die zur Verfügung stehenden Reinigungsmedien können wahlweise eingesetzt werden, das heißt ein erster Reinigungszyklus wird mit dem ersten Reinigungsmedium gefahren, wohingegen ein zweiter Reinigungszyklus mit dem zweiten Reinigungsmedium gefahren wird. Die beiden Reinigungsmedien können selbstverständlich auch innerhalb eines Reinigungszyklusses abwechselnd zum Einsatz kommen. Selbstredend ist es auch denkbar, mehr als nur zwei Reinigungsmedien einzusetzen.
Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die zu reinigenden Werkstücke relativ zu den Reinigungseinrichtungen, das heißt den Reinigungsarmen bewegbar, vorzugsweise verschwenkbar innerhalb der Reinigungskammer anordbar sind. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß innerhalb der Reinigungskammer ein bewegbar angeordneter Chargenträger positioniert ist. Der Chargenträger kann beispielsweise durch eine Pleulanlenkung in horizontaler Ebene verschwenkt werden, vorzugsweise um einen Winkel von 15°. Infolge dieser möglichen Verschwenkbewegung des Chargenträgers lassen sich die im Betriebsfall hierauf abgestellten und zu einer Charge zusammengefaßten Werkstücke relativ zu den Reinigungseinrichtungen bewegen, wobei vorzugsweise eine Schwenkbewegung erfolgt. Die zu den Reinigungseinrichtungen bewegbare Anordnung der zu reinigenden Werkstücke hat insbesondere den Vorteil, daß auch komplizierte Werkstückgeometrien zuverlässig und wunschgemäß gereinigt werden können.
Eine Verschwenkbewegung des die zu reinigenden Werkstücke aufnehmenden Chargenträgers um 15° ist deshalb bevorzugt, weil hierdurch sichergestellt ist, daß die auf dem Chargenträger abgestellten und zu reinigenden Werkstücke infolge einer Verschwenkbewegung des Chargenträgers nicht ungewollt verrutschen. Hieraus ergibt sich, daß in Abhängigkeit der Aufstapelung der zu reinigenden Werkstücke auf dem Chargenträger auch andere Schwenkwinkel möglich sind. In jedem Fall ist aber sicherzustellen, daß infolge der Verschwenkbewegung des Chargenträgers die darauf befindlichen und zu reinigenden Werkstücke nicht ungewollt verrutschen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von metallischen Werkstücken handelt es sich um eine Waschmaschine zur wässrigen Reinigung von metallischen Werkstücken, die im Vorfeld und/oder im Nachgang einer Werkstückwärmebehandlung durchgeführt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist als Einkammeranlage kompakt und modular ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Edelstahl. Sie läßt sich in einfacher Weise in bereits bestehende Wärmebehandlungsanlagen integrieren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf dreierlei Weisen betrieben werden: Sprühen, Fluten und/oder Sprühen mit anschließender Flutung.
Beim Sprühbetrieb werden die zu reinigenden Werkstücke durch Aufsprühen des Reinigungsmediums gereinigt. Das auf die Werkstücke aufgesprühte Reinigungsmedium tropft von diesen ab und wird über einen Rücklauf aus der Reinigungskammer in den Vorratsbehälter zurückgeführt. Beim Fluten ist der Rücklauf für das Reinigungsmedium aus der Reinigungskammer in den Vorratsbehälter geschlossen. Das auf die zu reinigenden Werkstücke aufgesprühte Reinigungsmedium sammelt sich also innerhalb der Reinigungskammer, bis diese vollständig geflutet und die zu reinigenden Werkstücke quasi in das in der Reinigungskammer befindliche Reinigungsmedium eingetaucht sind. Nach einem Fluten der Reinigungskammer wird die Zuführung von Reinigungsmedium über die verdrehbar angeordneten Reinigungsarme gestoppt. Eine Zuführung von Reinigungsmedium findet dann nur noch durch die vorzugsweise feststehend und unterhalb der zu reinigenden Werkstücke innerhalb der Reinigungskammer angeordnete Reinigungseinrichtung statt. Schmutzpartikel und Öle werden mittels der unterhalb der Werkstücke angeordneten Reinigungseinrichtung nach oben getragen und sammeln sich an der Oberfläche des in der Reinigungskammer stehenden Reinigungsmediums. Die so nach oben getriebenen Verunreinigungen und Ölverschmutzungen werden mittels eines Abschäumers abgetragen und entsorgt. Nach einer Beendigung der Reinigung wird die Rückführleitung für das Reinigungsmedium aus der Reinigungskammer in den Vorratsbehälter wieder geöffnet und das Reinigungsmedium fließt aus der Reinigungskammer zurück in den Vorratsbehälter. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in kombinierter Weise verwendet werden, zum Beispiel dadurch, daß eine Art Vorreinigung durch reines Sprühen und eine Hauptreinigung durch Fluten erfolgt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei voneinander separierten Reinigungsmedien betrieben. Die zu reinigenden und zu einer Charge zusammengefaßten Werkstücke werden mittels entsprechender Werkstückkörbe in die Reinigungskammer der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung eingebracht. Das Reinigungsmedium wird aus den Vorratsbehältern in die Reinigungskammer über das auf die Standard-Chargenabmessungen ausgelegte rotierende Düsensystem bis zur vollständigen Befüllung der Reinigungskammer eingestrahlt. Das Einstrahlen des Reinigungsmediums erfolgt mit einem Druck von ca. 2 bar bis 5 bar, vorzugsweise mit einem Druck von ca. 3 bar bis 4 bar. Dieser Ablauf hat den entscheidenden Vorteil, daß durch den enormen Eintrag kinetischer Energie durch das Einstrahlen des Reinigungsmediums in die Reinigungskammer eine optimierte Vorreinigung fest an den zu reinigenden Werkstücken anhaftender organischer als auch anorganischer Verunreinigungen erreicht wird.
Nach einer vollständigen Befüllung der Reinigungskammer mit dem Reinigungsmedium geschieht der weitere Energieeintrag zum Abreinigen der an den zu reinigenden Werkstücken anhaftenden Verunreinigungen einerseits durch die unterhalb der zu reinigenden Werkstücke innerhalb der Reinigungskammer angeordneten dritten Reinigungseinrichtung sowie andererseits durch eine Verschwenkbewegung der zu reinigenden Werkstücke, die dadurch realisiert ist, daß der die zu reinigenden Werkstücke aufnehmende Chargenträger relativ zu dem in der Reinigungskammer stehenden Reinigungsmedium bewegbar ausgebildet ist. Im gefluteten Zustand der Reinigungskammer kann ein weiterer Energieeintrag dadurch erreicht werden, daß von unterhalb der Reinigungskammer Druckluft in diese eingeblasen wird. Die in die Reinigungskammer eingeblasene Druckluft bewirkt einen Art Perleffekt, der dadurch entsteht, daß sich infolge des Eintrages von Druckluft Luftblasen bilden, die in der mit Reinigungsmedium befluteten Reinigungskammer innerhalb des Reinigungsmediums nach oben steigen und dabei an den zu reinigenden Werkstücken anhaftende Verunreinigungen mitreißen, die dadurch zur Oberfläche des in der Reinigungskammer stehenden Reinigungsmediums geführt und dort abgeschäumt werden.
Eine noch weiter verbesserte Endreinigung wird durch eine Flut- und Sprayreinigung über den Einsatz eines weiteren Reinigungsmediums erreicht. Eine gleichmäßige und schnelle Trocknung wird über einen Luftdruckkanal abschließend sichergestellt.
Vorzugsweise übernimmt eine frei programmierbare Steuerung sämtliche Abläufe der Anlage. Die Anlage ist vorzugsweise darüber hinaus mit einer Leckwarnsonde in der Bodenwanne und mit Überlaufschutzeinrichtungen für jeden Vorratsbehälter ausgestattet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere aus folgenden Gründen von Vorteil:

– Es können zwei oder mehrere voneinander getrennte Reinigungsmedien zum Einsatz kommen;
– Mit den eingesetzten Reinigungsmedien kann einerseits gesprüht und andererseits die Reinigungskammer geflutet werden; zu welchem Zweck zwei Reinigungsarme, auch Düsenstöcke genannt, zum Einsatz kommen, die sich vorzugsweise reversierend um die zu reinigenden und zu einer Charge zusammengepackten Werkstücke drehen;
– Es kommt darüber hinaus ein weiterer Reinigungsarm, das heißt Düsenstock zum Einsatz, der unterhalb der zu reinigenden Werkstücke innerhalb der Reinigungskammer vorzugsweise feststehend angeordnet ist, so daß die zu reinigenden Werkstücke bzw. die Werkstückcharge allseitig erreicht werden kann;
– Es findet eine Waschunterstützung mit Hilfe von unterhalb der Charge in die mit Reinigungsmedium geflutete Reinigungskammer eingebrachter Luft statt, die dadurch entsteht, daß die eingebrachte Luft einen Perleffekt bewirkt;
– Die zu reinigenden Werkstücke sind innerhalb der Reinigungskammer mittels einer Schaukel- bzw. Kippvorrichtung bewegbar angeordnet, wobei mit Bezug auf die Horizontale eine Verschenkung in beiden Richtungen um 15° möglich ist, wodurch eine noch weiter verbesserte Reinigungswirkung erreicht werden kann;
– Das Entleeren der mit einem Reinigungsmedium gefluteten Reinigungskammer kann bei gleichzeitigem Abspritzen der Werkstücke durchgeführt werden, dem sogenannten Naß in Naß-Reinigen;
– Eine Trocknung der gereinigten Chargen findet mittels Hochdruckabblasen statt, wobei die Trocknungsluft in einem geschlossenen Kreislauf mit Kondensation der Kammerluft geführt wird;
– Es findet eine Entölung und Aufbereitung der Reinigungsmedien innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung statt, zu welchem Zweck vorzugsweise integriert Koalisierplattenöler und Leitbleche zum Einsatz kommen, die sich innerhalb der unterhalb der Reinigungskammer angeordneten Vorratsbehälter befinden;
– Die gesamte Vorrichtung ist programmgesteuert, so daß wählbare Waschprogramme zur Verfügung stehen und darüber hinaus eine automatische Niveauregelung und Überlaufüberwachung hinsichtlich der Vorratsbehälter möglich ist;
– Alle reinigungsmediumführenden Teile bestehen aus nicht rostendem Edelstahl und sind somit nicht korrosionsanfällig.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Fign. Dabei zeigen:
1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Seitenschnittdarstellung;
2 die Reinigungskammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Ansicht von oben und
3 die Reinigungskammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Ansicht von vorn.
1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Reinigung von metallischen Werkstücken 2, die auch als sogenannte Waschmaschine oder Wascher bezeichnet werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 arbeitet unter atmosphärischen Bedingungen. Insofern handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 um einen atmosphärischen Wascher.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 verfügt über eine Reinigungskammer 4. Die Reinigungskammer 4 ist allseitig verschlossen ausgebildet und verfügt über einen mit einer Tür 14 verschließbaren Durchbruch 15, durch den hindurch die Reinigungskammer 4 mit zu reinigenden Werkstücken 2 bestückt werden kann. Dabei sind die zu reinigenden Werkstücke 2 vorzugsweise zu einer Charge 3 zusammengefaßt. Beispielsweise können die Werkstücke von Chargenkörben aufgenommen werden, die zur Bildung der Charge 3 übereinandergestapelt sind. In den 1 bis 3 ist die Charge 3 schematisch in Form eines mit einem Kreuz versehenen Rechteckes dargestellt.
Unterhalb der Reinigungskammer 4 befinden sich zwei Vorratsbehälter, wobei in der Seitenschnittdarstellung nach 1 nur der in Zeichnungsebene vordere Vorratsbehälter 11 zu erkennen ist. In den Vorratsbehältern befinden sich Reinigungsmedien, beispielsweise wässrige Laugen, wobei der eine Vorratsbehälter ein erstes Reinigungsmedium und der andere Vorratsbehälter ein zweites Reinigungsmedium aufnimmt. In dem in der Darstellung nach 1 zu erkennenden Vorratsbehälter 11 befindet sich das Reinigungsmedium 5.
Die Vorratsbehälter sind in zwei Bereiche unterteilt ausgebildet. Der nach 1 zu erkennende Vorratsbehälter 11 verfügt über einen ersten Bereich 12 sowie über einen zweiten Bereich 13. Der erste Bereich 12 des Vorratsbehälters 11 kann als „sauberer" Bereich bezeichnet werden, wohingegen der zweite Bereich 12 des Vorratsbehälters 11 den „schmutzigen" Bereich darstellt.
Innerhalb des ersten Bereiches 12 des Vorratsbehälters 11 ist eine Heizung 16 zur Erwärmung des darin befindlichen Reinigungsmediums vorgesehen.
Der zweite Bereich 13 des Vorratsbehälters 11 verfügt über eine Einrichtung zur Ölabscheidung 17 sowie über einen Rücklauffilter 18.
Innerhalb der Reinigungskammer 4 sind insgesamt drei Reinigungseinrichtungen angeordnet, die jeweils als Reinigungsarme 6, 7 und 8 ausgebildet sind. Der erste und der zweite Reinigungsarm 6 bzw. 7 sind im wesentlichen L-förmig ausgebildet und verdrehbar innerhalb der Reinigungskammer 4 angeordnet. Der dritte Reinigungsarm 8 ist unterhalb der zu reinigenden Werkstücke 2 innerhalb der Reinigungskammer 4 angeordnet und weist eine im wesentlichen langgestreckte Form auf.
Sämtliche Reinigungsarme 8, 7 und 8 sind mit Düsen 9 versehen, durch welche hindurch ein Reinigungsmedium auf die zu reinigenden Werkstücke 2 aufgesprüht werden kann, wie dies in der Darstellung nach 1 durch strichpunktierte Linien dargestellt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 1 wird über die Düsen 9 das im Vorratsbehälter 11 gespeicherte Reinigungsmedium 5 auf die zu reinigenden Werkstücke mittels Sprühen aufgebracht.
Der erste und der zweite Reinigungsarm 6 bzw. 7 sind jeweils relativ verdrehbar zu den zu reinigenden Werkstücken 2 innerhalb der Behandlungskammer 4 angeordnet. Der Antrieb der Reinigungsarme 6 und 7 erfolgt mittels eines Motors 19, wobei sich die Reinigungsarme um die Drehachsen 20 bzw. 21 drehen. Die Kraftübertragung vom Motor 19 auf die beiden Reinigungsarme 6 und 7 erfolgt beispielsweise mittels eines jeweiligen Zahnriemens 22 bzw. 23.
Die beiden Reinigungsarme 6 und 7 sind vorzugsweise reversierend verdrehbar angeordnet, wie sich dies aus der Darstellung nach 2 ergibt. Befinden sich die beiden Reinigungsarme 6 und 7 in einer Drehbewegung, so beschreiben ihre der jeweiligen Drehachse 20 bzw. 21 gegenüberliegenden Endpunkte 24 bzw. 25 eine teilkreisförmige Bahn 26 bzw. 27.
Der dritte Reinigungsarm 8, der unterhalb der zu reinigenden Werkstücke 2 innerhalb der Reinigungskammer 4 angeordnet ist, ist vorzugsweise feststehend ausgebildet, wie sich insbesondere aus 1 erkennen läßt. Selbstredend ist es aber auch möglich, den dritten Reinigungsarm relativ bewegbar zu den zu reinigenden Werkstücken 2 auszubilden.
Zur Anordnung der zu reinigenden Werkstücke 2 innerhalb der Reinigungskammer 4 dient eine Chargenauflage 28. Die Chargenauflage 28 ist mittels eines Pleulantriebes 29 in der Horizontalen, das heißt mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 3 verschwenkbar ausgebildet, wobei eine Verschwenkbewegung in beide Richtungen A bzw. B um jeweils einen Winkel α bzw. β möglich ist. Der Verschwenkwinkel α bzw. β beträgt vorzugsweise 15°, kann aber in Abhängigkeit der zu reinigenden Werkstücke 2 auch größer sein.
Zum Zwecke der Trocknung gereinigter Werkstücke 2 verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 über ein Luftzuführungssystem 10. Das Luftzuführungssystem 10 stellt einen geschlossenen Kreislauf dar, wobei die zur Trocknung eingesetzte Luft aus dem Innenraum der Reinigungskammer 4 abgesogen und zwecks Entfeuchtung durch einen Kondensator 30 geführt werden kann. Über die Anschlußstutzen 31 wird die Luft in die Reinigungskammer 4 eingebracht. Zur Luftführung innerhalb der Reinigungskammer 4 dienen Verteilerrohre 32, die über düsenförmige Austrittsöffnungen 33 verfügen. Über die Austrittsöffnungen 33 gelangt die Trocknungsluft auf die bereits gereinigten und noch zu trocknenden Werkstücke 2, wie dies in 2 anhand der schematisch eingezeichneten Luftkegel 34 zu erkennen ist. Das Luftzuführungssystem 10 verfügt über zwei Kreisläufe, ein erster Kreislauf für das Ablassen der Werkstücke durch Absaugen der Luft aus der Reinigungskammer 4 und Wiedereinblasen durch die Düsen und einen zweiten Kreislauf für das Kondensieren im Kondensator 30 durch Absaugen der Luft aus der Reinigungskammer 4 durch den Kondensator 30 mit gleichfalls stattfindendem Einsaugen trockener Luft.
Das in die Reinigungskammer 4 eingeleitete Reinigungsmedium wird über eine Rücklaufleitung in den Vorratsbehälter 11 zurückgeführt. Die Rücklaufleitung 35 ist vorratsbehälterseitig an den schon vorbeschriebenen Rücklauftilter 18 angeschlossen. Die Rücklaufleitung 35 kann mittels eines Schiebers 36 gesperrt werden.
Die Reinigungskammer 4 ist des weiteren an eine Überlaufleitung 37 angeschlossen, die einendseitig gleichfalls an den schon vorbeschriebenen Rücklauffilter 18 angeschlossen ist, wie aus 1 ersichtlich.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist die folgende:
Das sich im „sauberen" Bereich 12 des Vorratsbehälters 11 befindliche Reinigungsmedium 5 wird mittels der Heizung 16 erwärmt, beispielsweise auf eine Temperatur von 60°C bis 80°C. Sobald das Reinigungsmedium 5 die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird dieses mittels einer vorzugsweise als Tauchpumpe ausgebildeten Pumpe 38 in die innerhalb der Reinigungskammer 4 angeordneten Reinigungsarme 6, 7 und 8 gefördert.
Das an die Reinigungsarme 6, 7 und 8 geförderte Reinigungsmedium 5 tritt aus den Düsen 9 der Reinigungsarme 6, 7 und 8 aus und wird unter einem Druck von ca. 2 bar bis 5 bar, vorzugsweise ca. 3 bar bis 4 bar auf die zu reinigenden Werkstücke 2 aufgesprüht. Während dieses Aufsprühvorganges werden der erste Reinigungsarm 6 und der zweite Reinigungsarm 7 reversierend um die zu reinigenden Werkstücke 2 herum bewegt, wie dies aus 2 zu erkennen ist. Die Reinigungsarme 6 und 7 drehen sich dabei um die Drehachsen 20 bzw. 21 und werden vom Motor 19 angetrieben.
Das auf die zu reinigenden Werkstücke 2 aufgesprühte Reinigungsmedium 5 reißt die daran anhaftenden Verschmutzungen und Ölrückstände mit sich und sammelt sich im unteren Bereich der Reinigungskammer 4 an, von wo aus es über den Rücklauf 35 in den „schmutzigen" Bereich 13 des Vorratsbehälters 11 zurückgelangt.
Das mit Verschmutzungen versehene Reinigungsmedium gelangt in den „schmutzigen" Bereich 13 des Vorratsbehälters 11 unter Passieren des Reinigungsfilters 18, wodurch Schmutzpartikel entfernt werden. Mit der innerhalb des „schmutzigen" Bereichs 13 des Vorratsbehälters 11 angeordneten Entölungseinrichtung 17 wird das aus der Reinigungskammer 4 in den Vorratsbehälter 11 zurückströmende Reinigungsmedium 5 entölt.
Das gefilterte und entölte Reinigungsmedium 5 gelangt sodann aus dem „schmutzigen" Bereich 13 des Vorratsbehälters 11 in den „sauberen" Bereich 12 des Vorratsbehälters 11, wo es mittels der Heizung 16 wieder erwärmt und in der vorbeschriebenen Weise in die Sprühkammer 4 geführt werden kann.
Das Besprühen der zu reinigenden Werkstücke 2 mit dem Reinigungsmedium 5 kann als sogenannte Vorreinigung bezeichnet werden. Sobald die Vorreinigung abgeschlossen ist, wird die Rücklaufleitung 35 mittels des darin befindlichen Schiebers 36 verschlossen, so daß das Reinigungsmedium 5 nicht weiter in den „schmutzigen" Bereich 13 des Vorratsbehälters 11 zurückströmen kann.
Infolge der Sperrung der Rücklaufleitung 35 durch den Schieber 36 wird die Reinigungskammer 4 mit dem Reinigungsmedium 5 geflutet. Während des Flutvorganges oder nach Beendigung desselben werden der erste Reinigungsarm 6 und der zweite Reinigungsarm 7 abgestellt. Das Reinigungsmedium 5 tritt dann nur noch aus dem unterhalb der zu reinigenden Werkstücke 2 innerhalb der Reinigungskammer angeordneten, dritten Reinigungsarm 8 aus.
Das aus dem dritten Reinigungsarm 8 ausströmende Reinigungsmedium 5 spült die sich infolge der Flutung der Reinigungskammer 4 von den zu reinigenden Werkstücken 2 ablösenden Verschmutzungen nach oben, wo sie sich an der Flüssigkeitsoberfläche 39 des in der Reinigungskammer 4 stehenden Reinigungsmediums 5 ansammeln. Oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche 39 befinden sich in Türnähe weitere Austrittsdüsen 40 für das Reinigungsmedium 5, welches mittels der Austrittsdüsen 15 unter einem vorzugsweise einstellbaren Winkel auf die Flüssigkeitsoberfläche 39 des in der Reinigungskammer 4 stehenden Reinigungsmediums 5 auftrifft. Die sich an der Flüssigkeitsoberfläche 39 ansammelnden Verschmutzungen werden durch das schräg aus den Austrittsdüsen 40 auf die Oberfläche 39 auftreffenden Flüssigkeitsmedium 5 mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 1 nach rechts in Richtung auf die Überlaufleitung 37 geschwemmt. Die so abgeschwemmten oder auch abgeschäumten Verschmutzungen gelangen alsdann über die Überlaufleitung 37 und den Reinigungsfilter 18 in den „schmutzigen" Bereich 13 des Vorratsbehälters 11.
Im gefluteten Zustand der Reinigungskammer 4 kann ein Ablösen der an den zu reinigenden Werkstücke 2 anhaftenden Verschmutzungen noch dadurch verbessert werden, daß unterhalb der Werkstücke 2 Druckluft in die mit dem Reinigungsmedium 5 geflutete Reinigungskammer 4 eingebracht wird. Die infolge des Drucklufteintrages an den zu reinigenden Werkstücken 2 vorbeistreichenden Luftblasen bewirken eine Art Perleffekt, wodurch in erheblich verkürzter Zeit ein vollständiges Ablösen sämtlicher an den Werkstücken 2 anhaftenden Verschmutzungen erreicht werden kann. Das Einbringen von Druckluft hat zudem den Vorteil, daß die sich von den zu reinigenden Werkstücken 2 lösenden Schmutzpartikel bedeutend schneller zur Flüssigkeitsoberfläche 39 gespült werden können, wo sie dann mittels der vorbeschriebenen Abschäumvorrichtung abgeschäumt und mittels der Überlaufleitung 37 entsorgt werden können.
Nach vollendetem Reinigungszyklus wird die Rücklaufleitung 35 durch Öffnung des Schiebers 36 wieder geöffnet und die Reinigungskammer 4 durch Ablauf des Reinigungsmediums 5 in den „schmutzigen" Bereich 13 der Vorratskammer 11 wieder entleert.
Während des Entleerungsvorganges der Reinigungskammer 4 und/oder nach Beendigung des Entleerungsvorganges der Reinigungskammer 4 können die Werkstücke 2 mittels sämtlicher Reinigungsarme 6, 7 und 8 nochmals abgesprüht werden.
Nach einer erfolgten Reinigung der Werkstücke 2 werden diese mittels des schon vorbeschriebenen Luftzuführungssystems 10 getrocknet.
Sobald der Trocknungsvorgang abgeschlossen ist, kann die die Reinigungskammer 4 verschließende Tür 15 geöffnet und die gereinigten und getrockneten Werkstücke 2 der Reinigungskammer 4 entnommen werden.

1: Vorrichtung
2: Werkstück
3: Charge
4: Reinigungskammer
5: Reinigungsmedium
6: erster Reinigungsarm
7: zweiter Reinigungsarm
8: dritter Reinigungsarm
9: Düse
10: Luftzuführungssystem
11: Vorratsbehälter
12: erster Bereich
13: zweiter Bereich
14: Tür
15: Durchdruck
16: Heizung
17: Ölabscheidung
18: Rücklauffilter
19: Motor
20: Drehachse
21: Drehachse
22: Zahnriemen
23: Zahnriemen
24: Endpunkt
25: Endpunkt
26: teilkreisförmige Bahn
27: teilkreisförmige Bahn
28: Chargenauflage
29: Pleulantrieb
30: Kondensator
31: Anschlußstutzen
32: Verteilerrohr
33: Öffnung
34: Luftkegel
35: Rücklaufleitung
36: Schieber
37: Überlaufleitung
38: Pumpe
39: Flüssigkeitsoberfläche
40: Austrittsdüse
A: Richtung
B: Richtung
α: Winkel
β: Winkel

Claims

Vorrichtung zur Reinigung von metallischen Werkstücken (2) mit einer Reinigungskammer (4) zur Aufnahme der zu reinigenden Werkstücke (2), wobei in der Reinigungskammer (4) eine relativ zu den zu reinigenden Werkstücken (2) bewegbare Reinigungseinrichtung für das Einbringen eines Reinigungsmediums (5) in die Reinigungskammer (4) angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine weitere innerhalb der Reinigungskammer (4) relativ zu den zu reinigenden Werkstücken (2) bewegbar angeordnete Reinigungseinrichtung.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtungen jeweils als Reinigungsarme (6, 7) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsarme (6, 7) Düsen (9) für das Reinigungsmedium (5) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsarme (6, 7) jeweils relativ zu den zu reinigenden Werkstücken (2) verdrehbar innerhalb der Reinigungskammer (4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsarme (6, 7) reversierend verdrehbar innerhalb der Reinigungskammer (4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere, vorzugsweise in Form eines Reinigungsarmes (8) ausgebildete Reinigungseinrichtung, die innerhalb der Reinigungskammer (4) unterhalb der zu reinigenden Werkstücke (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Luftzuführungssystem (10) zum Einblasen von Luft in die Reinigungskammer (4).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen unterhalb der Reinigungskammer (4) angeordneten Vorratsbehälter (11) für das Reinigungsmedium.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (11) in zwei Bereiche (12, 13) unterteilt ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Werkstücke (2) relativ zu den Reinigungseinrichtungen bewegbar, vorzugsweise verschwenkbar innerhalb der Reinigungskammer (4) anordbar sind.