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Die
Erfindung betrifft eine Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung mit
einer schwenkbar gelagerten Strahldüse.
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Es
ist bekannt, einen mit Pellets aus Trockeneis angereicherten Druckluftstrahl
durch eine Strahldüse
auf eine Oberfläche
zu richten, um durch die schlagartige expansive Ausdehnung des sublimierenden
Trockeneises Verunreinigungen von der zu reinigenden Oberfläche abplatzen
zu lassen und zu entfernen. Die Reinigung mittels eines derartigen Trockeneisstrahls
kann gleichzeitig gründlich
und schonend für
die zu reinigende Oberfläche
ausgeführt
werden.
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Es
hat sich in der Praxis gezeigt, dass unter anderem Werkzeugformen
zur Reifenherstellung besonders vorteilhaft mit einem Trockeneisstrahl
gereinigt werden können,
da durch die Temperaturdifferenz zwischen dem kalten Trockeneisstrahl
und der oftmals noch warmen bzw. heißen Werkzeugform eine besonders
wirksame Ablösung
von Reifenmaterialresten aus der Werkzeugform erreicht werden kann.
Auf diese Weise können
auch komplexe Oberflächengestaltungen
der Werkzeugform, wie beispielsweise erhabene oder vertiefte Schriftzüge sowie
das Reifenprofil der Werkzeugformen schnell und zuverlässig gereinigt
werden.
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Aus
der Praxis ist es bekannt, derartige Werkzeugformen zur Reifenherstellung
manuell mittels einer Strahldüse
für einen
Trockeneisstrahl zu reinigen, wobei die Strahldüse über flexible Schlauchleitungen
mit einer ortsfesten oder verfahrbaren Einrichtung zur Erzeugung
des Trockeneisstrahls verbunden ist. Die manuelle Reinigung der Werkzeugformen
ist jedoch eine anstrengende und zeitintensive Arbeit. Auf Grund
der erheblichen Geräuschentwicklung
ist die Reinigung der Werkzeugformen mit einem Trockeneisstrahl
mit einer erheblichen Belastung für das Reinigungspersonal sowie die
Umgebung verbunden.
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Bei
einer aus der Praxis bekannten Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung
zur Reinigung von im Wesentlichen kreisförmigen Werkzeugformen, wie sie
beispielsweise zur Reifenherstellung verwendet werden, ist eine
Strahldüse
oberhalb der zu reinigenden Fläche
schwenkbar gelagert. Durch geeignete Schwenkbewegungen der mittig
angeordneten Strahldüse
kann der Trockeneisstrahl die zu reinigende kreisförmige Fläche weitgehend
vollständig überstreichen
und dadurch reinigen.
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Es
hat sich jedoch herausgestellt, dass die Reinigungswirkung mit zunehmendem
Abstand zur Strahldüse
geringer wird, so dass die maximalen Abmessungen einer zuverlässig mit
der Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung zu reinigenden kreisförmigen Fläche begrenzt
sind. Auch ist eine Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung der eingangs
genannten Gattung ausschließlich
für die
Reinigung einer im Wesentlichen ebenen Fläche geeignet, da jede Ausformung
in Richtung der Strahldüse
zu einer Abschattung dahinterliegender Bereiche der zu reinigenden
Fläche
und einer damit einhergehenden Beeinträchtigung der Reinigungswirkung
führt.
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Obwohl
die Reinigung mittels eines Trockeneisstrahls unter anderem vorteilhaft
bei Werkzeugformen für
die Reifenherstellung angewendet werden kann, sind die bekannten
Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtungen für die üblichen Werkzeugformen zur
Reifenherstellung nur bedingt geeignet.
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Dies
ist darauf zurückzuführen, dass
eine von zwei Werkzeughälften
für die
Reifenherstellung neben einer Seitenfläche einen verfahrbaren mittigen Stempel
aufweist, der über
einen Balg mit der Seitenfläche
verbunden ist, die beide für
die Herstellung eines Reifens in der Werkzeugform erforderlich sind. Ist
der Stempel nicht ausgefahren und in etwa in der Ebene der Seitenfläche befindlich,
so bedeckt der zwischen dem Stempel und der Seitenfläche befestigte
Balg oftmals einen Teil der zu reinigenden Seitenfläche und
verhindert oder beeinträchtigt
deren Reinigung. Um eine zuverlässige
Reinigung der Seitenfläche
gewährleisten
zu können,
muss der Stempel deshalb teilweise oder nahezu vollständig in
Richtung der mittig angeordneten Strahldüse ausgefahren werden, um den
Balg von der Seitenfläche
abzuheben. Allerdings schirmt dann der Stempel innen liegende Bereiche
der Seitenfläche
gegen die Strahldüse
ab, so dass ebenfalls keine vollständige und zuverlässige Reinigung
der Seitenfläche
gewährleistet werden
kann.
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Üblicherweise
werden deshalb mit den bekannten Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtungen
lediglich die Werkzeughälften
ohne ausfahrbaren Stempel und Balg gereinigt. Die Reinigung dieser Werkzeughälften ist
bislang ausschließlich
manuell möglich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge, eine Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung
so auszugestalten, dass eine wirksame und zuverlässige Reinigung von großen Oberflächen und insbesondere
von Werkzeugformen zur Reifenherstellung möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Strahldüse
an einem im Wesentlichen parallel zu einer reinigenden Fläche verfahrbaren
Haltearm gelagert ist. Der verfahrbare Haltearm ermöglicht eine
Anordnung der Strahldüse
an verschiedenen Positionen relativ zu der zu reinigenden Fläche, so
dass einzelne Bereiche der zu reinigenden Fläche aus verschiedenen Richtungen
mit einem Trockeneisstrahl bestrahlt und dadurch zuverlässig gereinigt
werden können.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass der Haltearm im Wesentlichen mittig zu der
reinigenden Fläche
um eine erste Schwenkachse schwenkbar oder drehbar gelagert ist.
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
dass die Strahldüse
exzentrisch zur Drehachse gelagert ist. Wird der mittig gelagerte
Haltearm mit der im Abstand zur Drehachse exzentrisch angeordneten
Strahldüse
verschwenkt, so wird die Strahldüse
längs eines
konzentrischen Kreisbogens über
die zu reinigende Fläche
geführt.
Durch eine vollständige
Umdrehung des Haltearms wird die Strahldüse einmal kreisförmig über die
zu reinigende Fläche
geführt.
Bei einem geeigneten Abstand der Strahldüse relativ zu der zu reinigenden
Fläche
kann dabei beispielsweise eine Seitenfläche einer Werkzeugform zur
Reifenherstellung in einem Arbeitsgang gründlich und zuverlässig gereinigt
werden. Bei einer geeigneten Ausgestaltung des Haltearms bzw. der Anordnung
der Strahldüse
an dem Haltearm kann auch die Seitenfläche der Werkzeugform bei einem voll
ausgefahrenen Stempel und einem demzufolge angehobenen Balg gereinigt
werden.
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Um
die Reinigungswirkung zu verbessern ist vorgesehen, dass die Strahldüse um eine
zweite Schwenkachse verschwenkbar an dem Haltearm gelagert ist und
die zweite Schwenkachse einen Winkel relativ zur ersten Schwenkachse
aufweist.
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Vorzugsweise
ist die Strahldüse
in einer Ebene verschwenkbar, die senkrecht zu der Ebene steht, in
welcher der Haltearm verschwenkbar oder drehbar bewegt werden kann.
Die Spitze der Strahldüse
kann dann entlang einer Torusfläche
verfahren werden. Eine in den meisten Fällen ausreichende Reinigungswirkung
kann oftmals dadurch erreicht werden, dass die Strahldüse mit Pendelbewegungen
um die zweite Schwenkachse entlang eines Kreisbogens über der
Seitenschale verfahren wird.
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Um
die Reichweite der Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung zu erweitern
und das Besprühen der
zu reinigenden Fläche
aus unterschiedlichen Richtungen zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass
die Strahldüse
längs verfahrbar
an dem Haltearm gelagert ist. Insbesondere bei einer komplexen Formgebung
der zu reinigenden Oberflächen,
wie sie beispielsweise bei reliefartig erhabenen oder vertieften Schriftzügen längs der
Seitenfläche
eines Reifens gegeben ist, kann die Reinigungswirkung dadurch verbessert
werden, dass der Trockeneisstrahl aus verschiedenen Richtungen auf
den entsprechenden Bereich der zu reinigenden Fläche gerichtet wird und Abschattungseffekte
vorspringender Kanten vermieden werden können, welche die Reinigung
nachteilig beeinträchtigen.
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Einer
Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass
die Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung eine Einrichtung zur zentrischen
Ausrichtung der ersten Schwenkachse des Haltearms relativ zu einer
im Wesentlichen kreisförmigen,
zu reinigenden Fläche
aufweist. Insbesondere bei Verwendung einer weitgehend automatisierten Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung,
die nacheinander eine große
Anzahl im Wesentlichen identischer Werkzeugformen reinigen soll,
ist es vorteilhaft, wenn die Position des Haltearms relativ zu der
zu reinigenden Fläche
durch geeignete Einrichtungen automatisch vorgegeben und optimiert
werden kann.
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Eine
geeignete Einrichtung zum zentrischen Ausrichten der ersten Schwenkachse
des Haltearms weist beispielsweise mehrere Anschläge auf,
die konzentrisch entlang eine r gedachten Umfangslinie angeordnet
sind. Die Anschläge
sind dabei zweckmäßigerweise
so ausgestaltet und ausgerichtet, dass sie den Rand der zu reinigenden
kreisförmigen
Fläche
umgreifen und dadurch die gewünschte
Position des in der Mitte schwenkbar gelagerten Haltearms vorgeben.
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Die
Anschläge
können
mit einem Hebelmechanismus miteinander in Wirkverbindung stehen,
so dass bei einer Betätigung
des Hebelmechanismusses der radiale Abstand der Anschläge gleichermaßen veränderbar
ist. In einer geöffneten
Stellung der Anschläge
kann die Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung schnell und ohne
besondere Sorgfalt in die Nähe
der gewünschten
Position relativ zu der zu reinigenden Fläche verfahren werden. Die Anschläge sollten
dabei seitlich neben dem Rand der zu reinigenden Fläche zu liegen
kommen. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass alle oder bereits
einige Anschläge bereits
eng an dem Rand der zu reinigenden Fläche anliegen müssen.
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Durch
eine Betätigung
des Hebelmechanismusses wird der radiale Abstand der Anschläge verringert
und die Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung mittig über der
zu reinigenden Fläche
ausgerichtet.
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Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 schematische
Darstellung einer Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung mit einem schwenkbar
gelagerten Haltearm und einer ebenfalls schwenkbar an dem Haltearm
gelagerten Strahldüse,
die sich oberhalb einer zu reinigenden Seitenfläche einer Werkzeugform zur
Reifenherstellung befindet,
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2 eine
Draufsicht auf die in 1 schematisch dargestellte Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung
und
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3 eine
Ansicht einer Unterseite einer Einrichtung zum zentrischen Ausrichten
der Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung relativ zu einer kreisförmigen zu
reinigenden Fläche
einschließlich
einer umgebenden Lärmschutzhaube.
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In
den 1 und 2 sind lediglich schematisch
die wesentlichen Komponenten einer erfindungsgemäßen Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung 1 dargestellt.
Ein radial abstehender Haltearm 2 ist schwenkbar um eine
strichpunktiert dargestellte Drehachse 3 gelagert, die
im Wesentlichen senkrecht zu einer zu reinigenden Fläche 4 ausgerichtet
ist. Ein Schwenklager 5 sowie eine Halterung 6,
welche das Schwenklager 5 und damit den Haltearm 2 mit
einem nicht dargestellten Gehäuserahmen
der Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung 1 verbinden,
sind ebenfalls lediglich schematisch angedeutet.
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An
dem Haltearm 2 ist im Abstand zur Drehachse 3 eine
Strahldüse 7 angeordnet.
Die Strahldüse 7 ist
um eine zweite Drehachse 8 schwenkbar gelagert. Ein mittels
nicht dargestellter Verbindungsleitungen zugeführter Trockeneisstrahl kann
durch die Strahldüse 7 hindurch
auf eine darunter angeordnete zu reinigende Fläche 4 gerichtet werden.
Die Spitze 9 der Strahldüse 7 kann entlang
einer torusförmigen Fläche verfahren
werden, deren charakteristische Abmessungen durch die Abstände der
zweiten Drehachse 8 relativ zur ersten Drehachse 3 sowie
der Spitze 9 der Strahldüse 7 relativ zur zweiten
Drehachse 8 vorgegeben sind.
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Es
hat sich herausgestellt, dass bereits wenige vollständige Umdrehungen
der Strahldüse 7 um die
Drehachse 3 in Verbindung mit gleichzeitigen Pendelbewegungen
der Strahldüse 7 um
die zweite Drehachse 8 ausreichen, um die lediglich beispielhaft in
Form einer Seitenfläche
eines Werkzeugs zur Reifenherstellung dargestellten zu reinigenden
Fläche 4 vollständig und
zuverlässig
zu reinigen. Ein gegebenenfalls vollständig ausgefahrener mittiger
Stempel 10 mit einem daran befestigten Balg 11,
der eine mittige Erhebung der zu reinigenden Fläche 4 bildet, kann
die Reinigung der Fläche 4 nicht
nachteilig beeinflussen, da die Strahldüse 7 entlang eines
Kreisbogens um diese mittig angeordnete Erhebung herum verfahren
wird und die zu reinigende Fläche 4 von allen
Seiten aus bestrahlen kann.
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In 3 ist
eine Einrichtung 12 zum zentrischen Ausrichten der ersten
Drehachse 3 des Haltearms 2 dargestellt. Zur Veranschaulichung
sind bei der Ansicht von unten die in den 1 und 2 schematisch
dargestellten Komponenten der Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung 1 nicht
dargestellt, die in der Mitte der Einrichtung 12 zum zentrischen
Ausrichten angeordnet sind. Die Einrichtung 12 weist drei
Anschläge 13 auf,
die jeweils schwenkbar an einem konzentrisch angeordneten Befestigungsring 14 gelagert
sind. Im Abstand zu dem Befestigungsring 14 ist ein Betätigungsring 15 drehbeweglich
gelagert, der über
Betätigungshebel 16 mit den
Anschlägen 13 in
Wirkverbindung steht. Bei einem geringfügigen Verdrehen des Betätigungsrings 15 relativ
zu dem in seiner Lage fixierten Befestigungsring 14 erzwingen
die Betätigungshebel 16 ein übereinstimmendes
Verschwenken der Anschläge 13,
so dass nach unten (bei der in 3 dargestellten
Ansicht nach oben) vorspringenden Anschlagsflächen 17 in Richtung
der konzentrischen Drehachse 3 bzw. von dieser Drehachse 3 weg
bewegt werden.
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Sofern
die Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung 1 so oberhalb
bzw. unterhalb einer zu reinigenden Fläche 4 angeordnet wird,
dass die zu reinigende kreisförmige
Fläche 4 zwischen
den senkrecht dazu vorspringenden Anschlagsflächen 17 zu liegen kommt,
kann durch eine anschließende
Betätigung des
Betätigungsrings 15 und
das radial nach innen Verschwenken der Anschlagsflächen 17 eine
automatisierte Zentrierung der Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung 1 bzw.
der Drehachse 3 des Haltearms 2 relativ zu der
zu reinigenden kreisförmigen Fläche 4 erzwungen
werden.
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Die
Einrichtung 12 zur zentrischen Ausrichtung einschließlich der
in 3 nicht dargestellten Komponenten Haltearm 2 und
Strahldüse 7 der Trockeneisstrahlreinigungsvorrichtung 1 werden
von einer Lärmschutzabdeckung 18 umgeben.
Die einseitig offene Lärmschutzabdeckung 18 ist
dabei hinsichtlich ihrer Abmessungen zweckmäßigerweise an die Abmessung
der zu reinigenden kreisförmigen Fläche 4 angepasst
und sollte eng anliegen bzw. die zu reinigende Fläche 4 möglichst
vollständig
abdecken, um eine gute Lärmdämmung zu
bewirken.