DE3434998A1

DE3434998A1 - Verfahren und vorrichtung zum saeubern von insbesondere rotationssymmetrischen werkstuecken

Info

Publication number: DE3434998A1
Application number: DE19843434998
Authority: DE
Inventors: Hans Hermann Dipl.-Ing. 4006 Erkrath Gross
Original assignee: DUEHRING GUENTER
Current assignee: DUEHRING GUENTER
Priority date: 1984-09-24
Filing date: 1984-09-24
Publication date: 1986-04-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Säubern von insbesondere rotationssymmetrischen Werkstücken In der spanabhebenden Fertigung werden zwischen einzelnen Arbeitsgängen (Bohren, Fräsen, Hohnen u.a.) die Werkstücke häufig gereinigt. Aufgabe dieser Reinigung ist es einmal die Bearbeitungsspäne und zum anderen die Kühl- und Schneidflüssigkeit zu entfernen und eventuell zurückzugewinnen.
Die Notwendigkeit des Entfernens von Spänen ergibt sich daraus daß die an dem Werkstück anhaftenden Späne als Fremdkörper ein Verkanten des Werkstückes in weiterbearbeitenden Vorrichtungen bewirken oder bei der Montage stören können. Die Kühl- und Schneidflüssigkeiten müssen entfernt werden, um einmal die Handhabung des Werkstückes zu erleichtern, oder weil diese Flüssigkeit nicht mit nachfolgend benutzten anders gearteten Flüssigkeiten vermischt werden dürfen, um die Sammelbehälter vor einem frühzeitigen Verschmutzen und damit Umkippen zu bewahren.
Oft spielt auch eine Rückgewinnung der Kühl- und Schneidflüssigkeiten, insbesondere der sehr teueren Hohneöle, eine große Rolle, oder es geht darum, Reinigungsbäder soweit wie irgendmöglich von Schadstoffbelastungen freizuhalten, um beispielsweise das Abwasser nicht zu belasten.
Das Reinigen oder Säubern der Werkstücke geschieht heute im allgemeinen dadurch, daß mit Druckluft die Späne abgeblasen und die Kühl- und Schneidflüssigkeiten zerstäubt werden. Diese Methode führt zu einer häufig nicht tolerierbaren Belastung des Arbeitsplatzes, und eine Rückgewinnung der Kühl- und Schneidflüssigkeit ist nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schonenden Säubern von Werkstücken der hier infragestehenden Art zu schaffen, wobei einerseits eine Sicherung des Arbeitsplatzes und zum anderen auch eine einfache Rückgewinnung der Kühl-und/oder Schneidflüssigkeit gewährleistet sein soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäß Ver- fahren zum Säubern von daran anhaftenden Flüssigkeiten und ggfls. Spänen mittels Druckluft dadurch gekennzeichnet, daß man die Druckluft innerhalb einer geschlossenen Kammer gegen die zu säubernden Stellen des Werkstückes richtet. Bei einer derartigen Verfahrensweise sammelt sich die von dem Werkstück abgeblasene Flüssigkeit zusammen mit ggfls. vorhandenen Spänen am Kammerboden und kann von dort vorzugsweise mittels Vakuum in einem Flüssigkeitsabscheider gefördert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Aufnahme des einzelnen Werkstückes eine geschlossene Kammer aufweist, in die eine oder mehrere Druckluftdüsen münden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich insbesondere zum Säubern von rotationssymmetrischen Werkstücken. Ein derartiges Werkstück läßt sich mittels gezielt von unten gegen das Werkstück gerichteter Druckluftströme in einem Schwebezustand und zusätzlich mittels Druckluft in Rotation um seine Drehachse versetzen, was einerseits eine sehr schonende Behandlung des Werkstückes gewährleistet, wobei außerdem durch Ausnutzen der Zentrifugalkräfte ein zusätzlicher Säuberungseffekt eintritt.
Die Säuberung des Werkstückes innerhalb einer geschlossenen Kammer verhindert einerseits das unkontrollierte Herumfliegen von Spänen sowie das unkontrollierte Umspritzen der zu entfernden Flüssigkeit, wobei weiterhin der Geräuschpegel auf einem relativ niedrigen Niveau gehalten wird, während zusätzlich eine Einbindung in eine Fertigungskette möglich ist, da die Säuberungsvorgänge nur im Sekundenbereich liegen und oft nur das Handhaben des Werkstückes das Problem ist, welches zu lösen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und Figur 2 einen Horizontalschnitt.
Die erfindungsgemäße Säuberungsvorrichtung weist eine Kammer auf, die aus einem topfähnlichen Unterteil 1 sowie einem kappenähnlichen Deckelteil 2 zusammengesetzt ist. Die beiden Teile 1 und 2, zwischen die eine Dichtung 9 zwischengelegt ist, werden mittels nicht dargestellten, schnell lösbaren Spanneinrichtungen zusammengehalten.
In das Bodenteil des Unterteil 1 mündet eine Entleerungs-und Absaugleitung 3, die zu einem nicht dargestellten Flüssigkeitsabscheider führt, und an die eine nicht dargestellte Vakuumquelle angeschlossen ist. In dem Unterteil 1 sind drei Druckluftdüsen 6 angeordnet, die über Anschlußleitungen 16, 16a an eine Druckluftquelle anschließbar sind. Diese Druckluftdüsen 6 bilden ein erstes Druckluftdüsensystem und sind in gleichmäßigen Winkelabständen auf einem Kreisbogen verteilt. Die Druckluftdüsen 6 sind derart ausgerichtet, daß aus ihnen Druckluftstrahlen mit einer in wesentlichen vertikal nach oben gerichteten Strömungskomponente austreten. Anstelle von drei können auch mehrere in gleichmäßigen Winkelabständen auf einem Kreisbogen verteilte Druckluftdüsen 6 vorgesehen sein. Die Druckluftdüsen können in nicht dargestellter Weise mit ihren unteren Enden an eine gemeinsame Ringleitung angeschlossen sein und in ebenfalls in nicht zur Erfindung gehörender Weise innerhalb des Unterteils 1 befestigt sein.
In das Deckelteil 8 münden drei in gleichmäßigen Winkelabständen über den Kammerumfang verteilte Druckluftdüsen 4, die so ausgerichtet sind, daß aus ihnen eine tangential gerichtete Strömungskomponente aufweisende Druckluftstrahlen austreten.
Durch die Oberseite des Deckelteiles ist eine im wesentlichen zentral angeordnete Druckluftleitung 7 hindurchgeführt, an deren unteres Ende ein mehrere Druckluftdüsen 5 aufweisenden Druckluftdüsensystem angeschlossen ist. Diese Druckluftdüsen sind so ausgerichtet daß die aus ihnen austretenden Druckluftstrahlen eine radial und eine tangential gerichtete Strömungskomponente haben.
Die Druckluftdüsen 5 können gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung auch im Bereich des Kammerunterteils 1 befestigt und mit der Druckluftleitung 7 kuppelbar sein, wenn das Deckelteil auf das Unterteil aufgesetzt wird.
In Figur 1 ist gestrichtelt ein rotationssymmetrisches Werkstück A während des Betriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
In der Praxis wird das einzelne Werkstück von einer Fertigungsmaschine in die Vorrichtung übergeben. Diese übergabe erfolgt entweder durch Schwerkraft (Rutschen, Rollen u.ä.) durch Einlegen von F.and oder bei höheren Stückzahlen durch ein automatisches Einlegegerät. Nach dem Einlegen des Werkstückes wird die Kammer geschlossen.
Das Schließen kann gleichzeitig das Startkommando für die Freigabe der Druckluft sein, die einerseits aus den Düsen 6 austritt und dadurch das Werkstück A in einen Schwebezustand anhebt, während durch die aus dem äußeren Düsenkranz 4 austretende Druckluft das Werkstück in Rotation versetzt wird. Die durch die inneren Düsen 5 austretende Druckluft hat in erster Linie einen Säuberungseffekt, wobei sie jedoch bei entsprechender Anstellung der Düsen ebenfalls dazu benutzt werden kann, das Werkstück um seine Drehachse in Rotation zu versetzen. Die Zentrierung des Werkstückes beim Anlauf und während der Rotation kann entweder dadurch erreicht werden, daß in der in Figur 2 dargestellten Weise die Druckluftdüsen 4 jeweils gleiche Winkelabstände voneinander haben, und/oder indem mindestens drei in gleichmäßigen Winkelabständen über den Innenumfang der Kammer verteilte, radial gerichtete Stützorgane 8 vorgesehen sind.
Da auch die Düsen 5 in gleichmäßigen Winkelabständen voneinander angeordnet sind, wird auch dadurch eine Zentrierung des Werkstückes innerhalb der Vorrichtung gewährleistet.
Bei der Rotation des Werkstückes A werden die an der Außenseite des Werkstückes anhaftenden Flüssigkeitsteile und Späne durch die kombinierte Wirkung der Zentrifugalkraft und der gegen die Außenseite gerichteten Druckluftstrahlen abgeschleudert, während die am Innenumfang anhaftenden Flüssigkeitsteilchen und Späne durch die aus den Düsen 5 austretende Druckluft aufgewirbelt werden und zum unteren Ende des Werkstückes wandern. Mit der Rotation ist ein Absaugevorgang durch die Absaugeleitung 3 gekoppelt, wodurch die Antriebs- und Reinigungsluft sowie die Tragluft, durch die das Werkstück A im Schwebezustand gehalten wird, mit den aufgewirbelten Spänen und den Flüssigkeitspartikeln abgesaugt werden. Die abgesaugten Teile werden in einem Sammelbehälter aufgefangen, der mit einem Flüssigkeitsabscheider gekoppelt ist.
Die Druckluftstrahlen werden so reguliert, daß eine Drehzahl des Werkstückes innerhalb der Vorrichtung in der Größenordnung von vorzugsweise mehreren tausend Umdrehungen, vorzugsweise etwa 5000-10000 U/min, erreicht wird.
Nach einigen Sekunden kann die Druckluft abgeschaltet werden. Anschließend wird das Absaugen beendet, und die Vorrichtung kann geöffnet werden und das Werkstück kann wieder aus der Kammer entnommen werden, so daß ein neuer Arbeitstakt beginnen kann.
Wenn die Taktzeiten der Bearbeitungskette sehr kurz sind, kann es vorteilhaft sein, eine weitere Druckluftdüse als Bremsdüse vorzusehen, die anschließend an den Säuberungstakt gegen die Rotation des Werkstückes arbeitet und das Werkstück schneller wieder zum Stillstand bringt.
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Claims

Pa tenta nmeldung 1. Verfahren zum Säubern von Werkstücken von daran anhaftenden Flüssigkeiten und ggfls. Spänen mittels Druckluft, dadurch gekennzeichnet, daß man die Druckluft innerhalb einer geschlossenen Kammer gegen die zu säubernden Stellen des Werkzeuges richtet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer an eine Vakuumquelle angeschlossen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zum Säubern von rotationssymmetrischen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß man das Werkstück innerhalb der Kammer mittels Druckluft in einen Schwebezustand versetzt und auf das Werkstück mindestens einen das Werkstück in Rotation versetzenden Druckluftstrahl richtet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Druckluftstrahl gegen die Innen-und/oder Außenwand des Werkstückes richtet.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Werkstück innerhalb der Kammer in einem zu seiner Drehachse symmetrischen Zustand hält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens drei Druckluftstrahlen gleichmäßig über den Umfang des Werkstückes verteilt gegen dieses richtet.
7. Vorrichtung zum Säubern von Werkstücken von daran anhaftenden Flüssigkeiten und ggfls. Spänen mittels Druckluft, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Aufnahme des einzelnen Werkstückes (A) eine geschlossene Kammer (1, 2) aufweist, in die eine oder mehrere Druckluftdüsen münden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1, 2) an eine Vakuumquelle anschließbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 zum Säubern von rotationssymmetrischen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kammer (1, 2) ein erstes Druckluftdüsensystem, um das Werkstück (A) in einen Schwebezustand zu versetzen, und mindestens ein zweites Druckluftdüsensystem angebracht ist, um das Werkstück mittels Druckluft in Rotation zu versetzen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft gegen den Innenumfang und/oder den Außenumfang des Werkstückes gerichtet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Druckluftsystem mindestens drei in gleichmäßigen Winkelabständen auf einem Kreisbogen verteilte Druckluftdüsen (6) aufweist, aus denen die Druckluftstrahlen mit einer im wesentlichen vertikal nach oben gerichteten Strömungkoponente austreten.
12. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes zweite Druckluft- düsensystem mindestens drei in gleichmäßigen Winkelabständen auf einem Kreisbogen verteilte Druckluftdüsen (5 bzw. 4) aufweist, durch die eine tangential gerichtete Strömungskomponente aufweisende Druckluftstrahlen auftreten.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer ein topfähnliches Unterteil (1) und ein abnehmbares kappenförmiges Deckelteil (2) aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Unterteil (1) die Druckluftdüsen (6) des ersten Druckluftdüsensystems untergebracht sind, das dazu dient, das zu säubernde Werkstück in einen Schwebezustand zu versetzen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß in das Unterteil und/oder das Deckelteil (2) die gegen den Außenumfang des Werkstückes (A) gerichteten Druckluftdüsen (4) einmünden.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil eine im wesentlichen zentral angeordnete Druckluftleitung (7) für die Versorgung der gegen den Innenumfang des Werkstückes (A) gerichteten Druckluftdüsen (5) trägt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftdüsen (5) unmittelbar an das untere Ende der Druckluftleitung (7) angeschlossen sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftdüsen (5) im Bereich des Kammerunterteils (1) befestigt und mit der Druckluftleitung (7) kuppelbar sind.
19. Vorrichtung nach einen oder mehreren der Anspüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kammer (1, 2) mindestens eine weitere Druckluftdüse zum Abbremsen des mittels des zweiten Druckluftdüsensystems in Rotation versetzten Werkstückes (A) mündet.
20. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kammer (1, 2) ein Flüssigkeitsabscheider angeschlossen ist.
21. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 7 bis 20, gekennzeichnet durch mindestens drei in gleichmäßigen Winkelabständen über den Innenumfang der Kammer (1, 2) verteilte, radial gerichtete Stützorgane (8) zum Zentrieren des Werkstückes (A)