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Stanislaw Konstantinowitsch Uschanow
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Viktor Mironowitsch Fridman Jurij Isaakowitsch Kitajgorodskij Hans
Antonowitsch Kuuzik ULTRASCHALLEINRICHTUNG ZUM REINIGEN VON TEILEN Die Erfindung
betrifft Einrichtungen zum Reinigen von Teilen und bezieht sich konkret auf Ultraschalleinrichtungen
zum Reinigen von Teilen von Schmutz und Fett.
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Die Erfindung läßt sich an zweckmäßigsten zum Reinigen von Ziehdüsen,
welche in verschiedenen Gebieten des .faschinenbaus benutzt werden, ferner für Teile,
die in der Uhrenindustrie Verwendung finden sowie zum Reinigen von Nippeln im Automobilbau
u.dgl.verwenden.
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Bekannt sind Ultraschalleinrichtungen zum Reinigen von Teilen, enthaltend
eine Wanne mit einer Waschflüssigkeit, einen in der Wanne angeordneten Trog mit
den zu reinigenden Teilen und eine Umlaufpumpe für die Zufuhr der Waschflüssigkeit
in
die Wanne. Die Pumpe ist mit Filtern zur fortlaufenden Reinigung der Waschflüssigkeit
versehen.
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In den Boden bzw. in die Seitenwände der Wanne sind magnetostriktive
bzw. piezoelektrische Strahler eingebaut, welche von ltraschallgeneratoien betrieben
werden.
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Während der Arbeit dieser Einrichtung übertragen die Strahler die
Ultraschallschwingungen zur Waschtlüssigkeit.
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Dabei entsteht eine Ultraschallkavitation, welche die Reiniging der
Teile fördert.
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Die Einrichtung kann man zum Beschleunigen des Reinigungsprozesses
mit entsprechenden Heizkörpern ausrüsten.
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Ein wesentlicher Mangel solcher Einrichtungen ist die reichlich lange
Zeit, welche für eine ausreichende Reinigung der Teile erforderlich ist. Außerdem
verläuft der Beinigungsprozeß der Teile nicht immer genügend effektiv.
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Bekannt ist weiter eine Einrichtung, welche eine Beschleunigung des
Reinigungsvorgangs der Teile ermöglicht.
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In dieser Einrichtung ist außer den oben aufgezählten Elementen noch
ein Mittel zum Aufrütteln des Trogs mit den Teilen während ihrer Reinigung vorgesehen.
Dieses mittel enthält eine mit den Trogen starr verbundene Welle, welche mit Hilfe
eines Kurbeltriebs gedreht wird, der mit einem Elektromotor verbunden ist.
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Als Hauptmangel dieser Eihrichtung gilt ihre komplizierte Bauart
sowie der zusätzliche Energieaufwand, was die
Wirtschaftlichkeit
der Reinigung wesentlich beeinträchtigt.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der obengenannten
Mängel.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine - Ultraschalleinrichtung
zum Reinigen von zeilen zu schaffen, in welcher das Mittel zum Aufrütteln des Trogs
mit den Teilen die in die Wanne mit der Waschflüssigkeit zugeführte Energie verwenuet
oder ausnutzt.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist folglich eine Intensiverung
des Reinigungsvorgangs der Teile ohne zusätzlichen Energieaufwand Ein weiteres Ziel
der Erfindung ist eine Steigerung der Arbeitsproduktivität.
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Noch ein Zweck dieser Erfindung ist die Vereinfachung der Konstruktion
des mittels zum Aufrütteln des fljrogs mit den zu reinigenden Teilen.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Ultraschalleinrichtung
zum Reinigen von Teilen, enthaltend eine Wanne mit einem Trog zur Aufnahme der Teile
mit einer Rüttelvorrichtung, ferner ein Mittel für die Zufuhr der Waschflüssigkeit
in die Wanne sowie einen Strahler von Ultraschallschwingungen, welcher an der genannten
Wanne befestigt ist, erfindungsgemäß der Trog abgefedert ist, und die Vorrichtung
zum Aufrütteln des Trogs mit den Teilen durch ein Kittel für eine impulsartige Zufuhr
der Waschflüssigkeit
in die Wanne sowie durch ein Mittel zur Energieübertragung
in den Trog der impulsartig zugeführten Wasonflüssigkeit ausgeführt ist, wodurch
der Trog mit den Teilen schwingende Bewegungen ausfühtt.
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Die Erfindung ermöglicht eine effektive Reinigung der verschiedenartigsten
Teile. Zum Aufrütteln des Trogs mit den Teilen wird die Energie der Waschflüssigkeit
verwendet, welche in die Wanne zugeführt wird,d.h.,es erübrigen sich dazu irgendwelche
zusätzliche Energiequellen, was letzten Endes den gesamten Energieaufwand herabsetzt,
der zum Reinigen der Teile erforderlich ist. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäf3e
Einrichtung eine bedeutend gesteigerte Arbeitsleistung dank der gekürzten Reinigungsdauer
und der höheren Reinigungsqualität.
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Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung dient als Mittel zum
Aufrütteln des Trogs mit den zu reinigenden Teilen eine pulsierende Umlaufpumpe,
welche die Waschflüssigkeit in die Wanne impulsartig zuführt, wobei das Ubertragungsmittel
der Energie der impulsartig zugeführten Waschflüssigkeit an den Trog durch Düsen
der Pumpe gebildet wird, die in den Boden der Wanne eingebaut sind, sowie durch
in der Wanne starr befestigte Büchsen, die mit ihrer offenen Seite gegen die Düsen
gerichtet sind.
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sinne derartige Konstruktion des mittels zum Aufrütteln des trogs
mit den Teilen ist am einfachsten und kann praktiscn
in den bekannten
Ultraschalleinrichtungen ohne irgendwelche hinderung ihrer Bauart verwendet werden.
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Sine andere Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, daß
als Mittel zum Aufrutteln des Trogs mit den Teilen das Mittel für die impulsartige
Zufuhr der TWaschflüssigkeit in die spanne dient, ausgeführt als Umlaufpumpe, die
die Waschflüssigkeit über ein Impulsventil zuführt, wobei als Ubertragungsmittel
der Energie der imimpulsartig zugeführten Waschflüssigkeit an den Trog mindestens
ein Hydraulikventil mit einem Schaft dient, das am Boden der Wanne angeordnet und
mit der Pumpe verbunden ist, wobei der Ventilschaft mit dem Trog starr verbunden
ist.
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Eine solche Ausführungsvariante des Mittels zum Aufrütteln des Trogs
mit den Teilen ermöglicht die Verwendung einer serienweise hergestellten Pumpe von
praktisch beliebiger Konstruktion bei gleichmäßiger Zufuhr der Waschflüssigkeit
in die Wanne.
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Der Einsatz solcher Pumpen, beispielsweise einer Zentrifugalpumpe,ermöglicht
eine Erhöhung der Zirkulationsgeschviindigkeit der Waschflüssigkeit, wodurch eine
gesteigerte Reinigungseffektivität der Teile erreicht werden kann.
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Außerdem bewirkt die Zirkulationsbeschleunigung der Waschflüssigkeit
eine Steigerung deren Reinigungsgrades im Laute der Arbeit der Einrichtung.
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Weitere Zwecke und Vorzüge der vorliegenden Erfindung
erhellen
aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele. Es zeigen: Fig.1 eine erfindungsgemäße Einrichtung im Längsschnitt:
Fig.2 den Schnitt II-II der Fig. 1; Fig.3 eine zweite Ausführungsform der Einrichtung
im Längsschnitt; Fig.4 den Schnitt IV-IV der Fig. 3; -und Fig.5 ein elektrisches
Ventil im Längsschnitt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält ein Metallgehäuse 1 (Fig.1,
2), yzelches auf der Innenseite mit einem-Uberzug 2 aus einem schalldichten IiSaterial
versehen ist. Im oberen Teil des Gehäuses 1 ist eine Wanne 3 montiert, in die die
Waschflüssigkeit 4 eingefüllt wird. Als Waschflüssigkeit kann man beispielsweise
10%-ige wäßrige Lösung von Natriumlauge verwenden.
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Am Boden 5 der Wanne 3 ist in der Nähe einer der Seitenwände 6 eine
senkrechte Zwischenwand 7 angeordnet, welche mit den Seitenwänden 6 und dem Boden
5 der Wanne 3 eine Ablaufkammer 8 für den Fettfilm von der Oberfläche der aschflüssigkeit
4 bildet. Die Höhe der Zwischenwand 7 bestimmt das Niveau der Waschflüssigkeit 4
in der Wanne 3.
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Im oberen Teil der Ablaufkammer 8 ist ein Rohrstutzen 9 mit einem
Ventil 10 zum Entfernen des Fettfilms aus der Ablaufkammer 8 vorgesehen. In der
Wanne 3 ist ein Trog 11
zur Aufnahme der Teile 12 angeordnet.
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Der Trog 11 hat ein geschweißtes Gestell mit Stangen 13, an welche
ein Lietallnetz 14 angeschweißt ist, das die Seitenwände 15 und den Boden 16 des
Trogs 11 bildet.
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Die Stangen 13 sind mit einer Querstrebe 17 verbunden. Der Trog 11
stützt sich auf Büchsen 18 ab, welche an seinem Boden 16 angeschweißt und mit ihrer
offenen Seite gegen den Boden 5 der Wanne 3 gerichtet sind. Oben ist die Wanne 3
mit einem abnehmbaren Deckel 19 verstehen, an dessen Innenseite aletallhülsen 20
angeschweißt sind. In den Hülsen 20 sind Federn 21 angeordnet, welche sich an die
Abschnitte 22 der Stangen 13 abstützen, um ein Herandrücken des Trogs 11 an den
Boden 5 der Wanne 3 zu gewährleisten. Die in der Wanne 3 zu reinigenden Teile 12
können eine beliebige Form haben und aus verschiedenen Stoffen (Metall, Plaste u.dgl)
hergestellt sein.
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Der Trog 11 kann verschiedenartig gestaltet sein, je nach der Form
der Wanne 3 und der Anordnungsart der Ultraschallstrahler 23, welche im Boden 5,
in den Seitenwänden 6 sowie im Deckel 19 der Wanne 3 angeordnet sein konnen.Als
Ultraschallstrahier 23 können beispielsweise Magnetostriktionswandler mit einer
Schwingungsfrequenz von 1SkHz verwendet werden.
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Die Einrichtung enthält ein Mittel zur impuls artigen Zufuhr und
Zirkulation der Waschflüssigkeit 4, ausgeführt
als eine impulsartig
wirkende Pumpe 24, welche im unteren Teil des Hohlraum des Gehäuses 1 angeordnet
ist.
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Als Pumpe 24 wird eine Dosierpumpe 24 von einer Stundenleistung Q
= 3001/h; P = 10/kg/cm2; N = 0,6 kW benutzt, wobei die frequenz der Dosislieferung
100 Dosen/min beträgt.
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Die Pumpe 24 ist mit einer Druckrohrleitung 25 und Düsen 26 an deren
Enden ausgerüstet, welche im Boden 5 der wanne 3 gegenüber den Büchsen 18 des Trogs
11 eingebaut sind.
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Die Pumpe 24 enthält eine Saugrohrleitung 27 mit einem Klärfilter
28, das zum Reinigen der Waschflüssigkeit 4 von Schmutz dient, der sich am Boden
der Wanne 3 absetzt. Im unteren Teil des Filters 28 ist ein Rohrstutzen 29 mit einem
Ablaufventil 30 für die Schmutzfraktion aus dem Filter 28 in die unter dem Filter
28 angeordnete Fangschale 31 vorhanden. Außerdem ist zum Ablauf der gereinigten
\Vaschflüssigkeit 4 aus der Ablaufkammer 8 eine Rohrleitung 32 vorhanden, welche
diese Kammer 8 mit der Pumpe 24 verbindet.
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Die Einrichtung kann man mit Heizkörpern bzw. mit einer Rohrschlange
(nicht gezeigt) zum Anwärmen oder Abkühlen der Waschflüssigkeit 4 in der Wanne 3
ausrüsten. In der Einrichtung ist ein Steuerblock (nicht gezeigt) zur manuellen
bzw. automatischen Betätigung der verschiedenen Baugruppen und Elemente aer Dinrichtung
(dxr rumpe 24, der Ultraschallschwingungsstrahler 23 u.a.) vorgesehen.
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Vor Arbeitsbeginn wird der Deckel 19 der Wanne 3 geöffnet, und in
die Wanne 3 wird die Waschflüssigkeit 4 bis zum oberen Rand der Zwischenwand 7 eingefüllt.
Außerdem wird auch die Waschflüssigkeit 4 bis zu drei Viertel Höhe der Ablaufkammer
8 eingegossen. Dann wird der Trog 11 mit den zu reinigen den Teilen 12 in die Wanne
3 eingetaucht. Beim Schließen des Deckels 19 stützen sich die ledern 21 an den Abschnitten
22 der Stangen 13 ab und drücken damit den Trog 11 an den Boden 5 der Wanne 3 heran.
Daraufhin schaltet man die Heizkörper zum Anwärmen der Waschflüssigkeit 4 ein'bzw.
in die Rohrschlangen wird ein Kühlmittel zum Abkühlen der Viaschflüssigkeit 4 bis
zur erforderlichen Temperatur zugeführt. Dann werden die Strahler 13 und die Pumpe
24 für einen Zeitabschnitt eingeschaltet, welcher zur vollständigen Reinigung der
Teile 12 benötigt wird. Bei der Zirkulation wird die Waschflüssigkeit 4 mit Hilfe
des Filters 28 vom Schmutz gereinigt, während der Fettfilm von der Oberfläche der
Flüssigkeit 4 in die Ablaufkammer 8 dauernd abgegossen wird, wo sich das Bett ansammelt
und durch den Rohrstutzen 9 periodisch ausgetragen wird. Die Waschflüssigkeit 4
wird in bestimmten Dosen unter einem Druck von etwa 10 kg/cm2 durch die Düsen 26
in die Wanne 3 zugeführt. Dabei gelangt die Flussigkeit 4 in aen hohlraum der Büchsen
18 und übt auf sie sowie auf den mit den Büchsen 18 starr verbundenen Trog 11 mit
den Teilen 12 eine Stoßwirkung aus. Der Trog 11 überwindet
die
Widerstandskraft der Federn 21 und schnellt aufwärts.
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Nach der Zufuhr einer bestimmten Port-ion der Flüssigkeit 4 wird in
der Pumpe 24 das Reduktionsventil dieser Pumpe 24 (nicht gezeigt) geschlossen,und
die Zufuhr der Flüssigkeit 4 in die Druckrohrleitung 25 wird unterbrochen. Die ledern
21 bringen den Trog i1 mit den Teilen 12 in seine Ausgangsstellung zurück. Auf diese
Weise werden die sich im Trog 11 befindenden Teile 12 gleichzeitig der Hochfrequenzwirkung
der Ultraschallschwingungen und der Niederfrequenzaufrüttelung ausgesetzt, wobei
als Aufruttelungsmittel des rl'rogs 11 mit den Teilen 12 die Pumpe 24 dient, und
das Mittel zur Energieübertragung der impulsartig zugeführten Waschflüssigkeit 4
an den Trog 11 durch die Düsen 26 der Rohrleitung 25 und die Büchsen 18 des Trogs
11 gebildet wird. Nach der Reinigung der Teile 12 werden die Strahler 23 und die
Pumpe 24 abgeschaltet. Der Deckel 19 wird geöffnet, und der Trog 11 mit den Teilen
12 aus der Wanne 3 erausgeholt. In die Wanne 3 wird nun der folgende Trog 11 mit
den zu reinigenden Teilen 12 eingebracht, und das beschriebene Arbeitsspiel der
Einrichtung wird von neuem wiederholt.
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Sobald sich in der Ablaufkammer 8 eine genügende enge des Fettfilms
angesammelt hat, wird sie durch den Rohrstutzen 9 abgegossen. außerdem wird das
Filter 28 Periodisch vom Schmutz gereinigt, welcher dann in die Pangschale 31 abgeleitet
wird.
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Nach beendeter Arbeit wird die verbrauchte Blüssigkeit 4 aus der
Wanne 3 abgegossen, welche dann ausgewaschen wird.
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Auf Fig.3 und 4 ist eine Konstruktionsvariante der erfindungsgemäßen
Einrichtung dargestellt, in welcher als Mittel zum Aufrütteln des 'Trogs 11 mit
den Teilen 12 das Mittel für die Zufuhr der Waschflüssigkeit 4 in die Wanne 3 dient,
ausgeführt als Umlaufpumpe 33, welche die Flüssigkeit 4 in die Wanne 3 durch das
Ventil 34 von impulsartiger Wirkung zuführt, welches am Rohrstutzen 35 der Druckrohrleitung
36 angeordnet ist. Als Pumpe 33 kann eine beliebige bekannte Pumpe angewandt werden,
welche eine gleichmäßige Zufuhr der Waschflüssigkeit 4 gewährleistet. Es wurde eine
Zentrifugalpumpe mit folgenden Kennwerten benutzt: Q = 300 l/min; P = 2,5 kg/cm²;
N = 1 kW.
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Das Ventil 24 (Fig.5) kann man mit einer elektrischen Steuerung versehen.
In diesem Falle hat das Ventil 34 ein Gehäuse 36, in dessen Hohlraum ein Ventilschaft
37 untergebracht ist, welcher die Uffnung 38 überdeckt. Das andere Ende des Ventilschafts
37 ist mit einem elektromagnetischen Kern 39 verbunden, welcher in ein Solenoid
40 eintritt.
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Das Ventil 34 ist mit einem selbsttätig wirkenden Unterbrecherrelais
sicht gezeigt) verbunden.
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Die Pumpe 33 ist auch mit H-draulikventilen 41 ausgerüstes, welche
in den Boden 5 der Wanne 3 eingebaut und
mit der Pumpe 33 durch
die Rohrstutzen 42 der Druckrohrleitung 36 verbunden sind.
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Jedes Ventil 41 (Fig.4) hat ein Gehäuse 42, in welchem ein Ventilschaft
43 angeordnet ist, der durch eine Feder 44 genen eine Membrane 45 belastet ist.
Ein Ende des Ventilschafts 43 ist mit dem Rahmen 46 starr verbunden, auf welchem
der Trog 11 mit den Teilen 12 aufgestellt wird.
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Um den Ablauf der Flüssigkeit 4 aus der Wanne 7; zu erleichtem, ist
der Boden 5 der Wanne 3 gegen den Rohrstutzen 47 (Big.3) geneigt ausgeführt. Zum
Herandrücken des Trogs 11 an den Rahmen 46 ist eine Sperrklinke 48 vorhanden. Die
Sperrklinke 48 ist als Platte 49 ausgeführt, welche mit einem Ende am Rahmen 46
gelenkig befestigt ist.
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Das andere umgebogene Ende. der Platte 49 wird vor dem Arbeitsbeginn
auf die Querstrebe 17 des Trogs 11 eingeschwenkt, wodurch ein Herandrücken des Trogs
11 an den Rohmen 46 gewährleistet werden kann.
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Die Arbeit der erfindungsgemäßen Einrichtung (Fig.3, 4) verläuft
folgendermaßen: Nach dem Füllen der Wanne 3 mit der Waschflüssigkeit 4 wird in der
Wanne 3 auf dem Rahmen 46 der Trog 11 mit den zu reinigenden Teilen 12 angeordnet,
welcher an den Rahmen 46 mit Hilfe der Sperrklinke 48 herangedrückt wird.
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Dann wird der Deckel 19 geschlossen und die Strahler 23, die Pumpe
33 und das Ventil 34 werden eingeschaltet. Das Unterbrecherrelais
nicht
gezeigt unterbricht periodisch den Strom, welcher durch das Solenoid 40 des Ventils
34 fließt. Dabei wird der elektromagnetische Kern 39 zum Schwingen gebracht, und
die Öffnung 38 im Rohrstutzen 35 wird durch den -Ventilschaft 37 abwechselnd geöffnet
und geschlossen. Wenn das Ventil 34 geöffnet ist, so wird die mit Hilfe der Pumpe
33 geförderte Flüssigkeit 4 durch den Rohrstutzen 35 in die Wanne 3 zugeführt.
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Bei geschlossenem Ventil 34 entsteht unter der Membnane 45 jedes
Ventils 41 eine bestimmte Druckkraft. Die Membrane 45. überwindet den Widerstand
der Beder 44 und betätigt den Ventilschaft 43, welcher mit dem Rahmen 46 starr verbunden
ist. Auf diese Weise wird der Trog ii mit den Teilen 12 angehoben, welcher auf dem
Rahmen 46 angeordnet ist.
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Beim Öffnen des Ventils 34 fallt der Druck unter der Membrane 45,
und die Feder 44 bringt den Ventilschaft 43 in seine ursprüngliche Lage zurück,d.h.,
daß der Trog 11 mit den Teilen 12 ebenfalls gesenkt wird. Somit führt der Trog 11
mit den Teilen 12 Schwingungsbewegungen in der vertikalen Ebene aus.
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L e e r s e i t e