DE3731410A1 - Verfahren und anlage zum flutwaschen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flutwaschen von Werk­ stücken, bei welchem das Werkstück in ein Bad mit Waschflüs­ sigkeit eingetaucht und eine Werkstückoberfläche mit minde­ stens einem aus einer Düse austretenden Düsenstrahl aus Waschflüssigkeit beaufschlagt wird.

Ferner betrifft die Erfindung eine Flutwaschanlage für Werk­ stücke mit einer Waschkammer, mit einer in der Waschkam­ mer angeordneten Werkstückaufnahme, mit mindestens einer in der Waschkammer angeordneten und auf eine Oberfläche des Werkstücks gerichteten Düse und mit einer Pumpeinrichtung zur Versorgung der Düse mit Waschflüssigkeit.

Aus dem DE-GM 84 37 870.0 sind ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Flutwaschen bekannt. Diesem Verfahren liegt die Idee zugrunde, daß man, um eine möglichst effektive Reini­ gungswirkung zu erzielen, die in die Waschflüssigkeit ein­ getauchte Werkstückoberfläche mit einem Strahl mit möglichst großer Geschwindigkeit beaufschlagen muß. Hierzu sind Düsen vorgesehen, welche vorzugsweise einen Düsenstrahl mit einem inneren Drall erzeugen. Diese Düsen sind vorzugsweise in einem inneren mittleren Abstand von etwa 150 mm von der ihnen zugekehrten Fläche des eingetauchten Werkstücks an­ geordnet.

Bei diesem Verfahren hat es sich gezeigt, daß eine gute Reinigungswirkung lediglich dann erzielt werden kann, wenn mit sehr hohen Düsendrücken im Bereich von 8 bis 20 bar gearbeitet wird.

Diese hohen Düsendrücke haben den Nachteil, daß zu deren Erzielung aufwendige mehrstufige Kreiselpumpen und folglich auch große Leistungen erforderlich sind und daß die Kreisel­ pumpen zum störungsfreien Betrieb über längere Zeit nicht mit ungefilterter Waschflüssigkeit betrieben werden können. Zusätzlich zum Leistungsaufwand zur Erzeugung des hohen Düsendrucks kommt daher als weiterer Nachteil hinzu, daß man, um einen störungsfreien Betrieb über längere Zeit aufrecht erhalten zu können, den gesamten Volumenstrom über eine Filtervorrichtung führen muß, was eine Leistungs­ minderung und daher wiederum zusätzlichen Leistungsaufwand mit sich bringt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß eine möglichst effiziente Reinigungswirkung der Düsenstrahlen bei möglichst geringer Pumpenleistung erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschrie­ benen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Düsen­ strahl ein Freistrahl Verwendung findet und daß die Düse in einem Abstand von der Werkstückoberfläche geführt wird, der maximal ungefähr das Doppelte einer Strahlkernlänge des Freistrahls beträgt. Unter einem Freistrahl im erfin­ dungsgemäßen Sinne ist ein drallfreier Einzelparallelstrahl zu verstehen, dessen Strahlkern als der Strahlbereich de­ finiert ist, in welchem die Geschwindigkeit noch gleich der Strahlaustrittsgeschwindigkeit ist, so daß die Strahl­ kernlänge als derjenige Abstand von der Düse bezeichnet wird, bis zu welchem in dem Düsenstrahl noch Bereiche existie­ ren, deren Geschwindigkeit gleich der Strahlaustrittsge­ schwindigkeit ist. Diese Strahlkernlänge ist mit einem Durch­ messer der Düse korreliert und beträgt in der Regel 5 bis 7 Düsendurchmesser unabhängig von dem Düsendruck.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nun darin zu sehen, daß durch die Verwendung eines drallfreien Düsen­ strahls die Auftreffgeschwindigkeit des Düsenstrahls auf der Werkstückoberfläche in der Nähe einer Strahlachse ungefähr gleich groß oder nur geringfügig kleiner ist als die Strahl­ austrittsgeschwindigkeit beim Verlassen der Düse.

Der Unterschied zu dem DE-GM 84 37 870 ist darin zu sehen, daß die Erfindung im Gegensatz zum Stand der Technik einen drallfreien Strahl fordert und außerdem noch Abstände zwi­ schen der Düse und der Werkstückoberfläche, die geringer sind als die in dem DE-GM 84 37 870.

Neben der verbesserten Reinigungswirkung hat das erfin­ dungsgemäße Verfahren noch den Vorteil, daß mit keinen so hohen Düsendrucken mehr gearbeitet wird, so daß auch keine aufwendigen mehrstufigen Kreiselpumpen mit einem vor­ geschalteten Filter mehr notwendig sind.

Eine verbesserte Verfahrensführung ist dann möglich, wenn der Abstand zwischen den Düsen und der Werkstückober­ fläche maximal ungefähr das 1,5-fache der Strahlkernlänge beträgt, d.h. ungefähr das 10-fache des Düsendurchmessers, noch besser ist es jedoch, wenn der Abstand maximal ungefähr der Strahlkernlänge entspricht, so daß die Werkstückoberfläche im Auftreffbereich des Düsenstrahls von Waschflüssigkeit erreicht wird, welche dieselbe Geschwindig­ keit wie die Düsenaustrittsgeschwindigkeit hat.

Da beim Auftreffen des Düsenstrahls auf die Werkstückober­ fläche eine Stauströmung auftritt, hat es sich als vorteil­ haft erwiesen, wenn der Abstand zwischen den Düsen und der Werkstückoberfläche minimal das 0,5-fache der Strahlkern­ länge, d.h. das 3-fache des Düsendurchmessers, beträgt.

Um bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stets den richtigen Abstand zwischen einer Düse und der Werkstückoberfläche einzuhalten, sind zwei unterschiedliche Verfahrensführungen denkbar.

Die erste Variante sieht vor, daß die Düse und das Werkstück in Strahlrichtung relativ zueinander bewegt werden und somit stets der richtige Abstand eingehalten wird. Hierbei sind alle möglichen Formen einer Relativbewegung denkbar, das heißt translatorische und/oder rotatorische Bewegungen. Die zweite Variante sieht vor, daß mehrere Düsen mit jeweils unterschiedlichen Strahlkernlängen, das heißt unterschied­ lichen Düsendurchmessern, vorgesehen werden und daß jeweils die im richtigen Abstand stehenden Düsen eingeschaltet wer­ den.

Für beide Verfahren ist es vorteilhaft, um eine Reinigungs­ wirkung auf der gesamten Werkstückoberfläche zu vergleich­ mäßigen, daß die Düse und das Werkstück quer zur Strahlrich­ tung relativ zueinander bewegt werden. Bei dieser Relativbewegung wird bei der ersten Variante die Düse entsprechend der jeweiligen Form der Werk­ stückoberfläche durch die Relativbewegung in Strahlrichtung nachgestellt, während bei der zweiten Variante in Abhängig­ keit von der Relativbewegung des Werkstücks zu den Düsen quer zur Strahlrichtung jeweils die Düse eingeschaltet wird, die aufgrund der Werkstückoberflächenform den richtigen Ab­ stand zur Werkstückoberfläche aufweist.

Insbesondere bei kompliziert geformten Werkstücken hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Düse und das Werkstück in Abhängigkeit von der Werkstückoberfläche unterschiedlich schnell relativ zueinander bewegt werden, d.h. daß bei­ spielsweise stark schmutzbehaftete oder kompliziert geformte Bereiche der Werkstückoberfläche langsamer an den Düsen vorbeibewegt werden als glatte, wenig schmutzbehaftete Ober­ flächen.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll vor allem auch bei der Reinigung von Werkstücken mit Hohlräumen und Durchbrüchen eingesetzt werden. Um auch bei diesen Teilen den optimalen Abstand zwischen Düse und Werkstückoberfläche einzuhalten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Düsen bis maximal an die Werkstückoberfläche herangeführt werden, um Durchbrüche und Hohlräume gesondert mit Waschflüssigkeit zu beaufschlagen.

Es ist aber auch denkbar, daß die Düsen auf eine entspre­ chende Bohrung kurzzeitig aufgesetzt werden, so daß der Düsenstrahl dann voll in diese Bohrung eindringen und diese durchspülen kann.

Zur Erhöhung der Tangentialströmungsgeschwindigkeit auf der Werkstückoberfläche hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Werkstückoberfläche mit einem gegenüber dieser geneigten Düsenstrahl beaufschlagt wird. Dabei läßt sich die Reinigungswirkung gleichmäßiger gestalten, wenn der Winkel zwischen dem Düsenstrahl und der Werkstückoberfläche ständig, insbesondere oszillierend, geändert wird.

Um bei Werkstücken, bei denen beispielsweise Sacklöcher in die Werkstückoberfläche münden, auch eine optimale Reini­ gung dieser Sacklöcher oder ähnlicher Ausnehmungen zu er­ reichen, hat es sich ebenfalls als günstig erwiesen, wenn die Werkstückoberfläche mit einem gegenüber dieser ge­ neigten Düsenstrahl beaufschlagt wird. Dieser schräg auf die Werkstückoberfläche auftreffende Düsenstrahl hat den Vorteil, daß er eine optimale Oberflächenströmung auch in den Sacklöchern erzeugt und damit auch eine optimale Rei­ nigungswirkung in diesen hervorruft.

Da bei dem Verfahren nicht die zwingende Notwendigkeit be­ steht, die Waschflüssigkeit im Hauptstrom zu reinigen, kann die Reinigung der Waschflüssigkeit im Nebenstrom er­ folgen. Dies hat zur Folge, daß nicht bei jedem Umlauf die gesamte Waschflüssigkeit gereinigt wird, sondern daß hierzu eine wesentlich größere Zahl von Umläufen notwen­ dig ist, aber den Nachteil, daß bei Abpumpen der Waschflüssigkeit das Werkstück teilweise noch mit ver­ schmutzter Waschflüssigkeit benetzt ist. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn nach dem Abpumpen der Waschflüs­ sigkeit das Werkstück mit gereinigter Waschflüssigkeit abgespült wird.

Dieses Abspülen der Waschflüssigkeit erfolgt dann in mög­ lichst effektiver Weise, wenn während des Abpumpens die nicht mehr eingetauchten Werkstückoberflächen mit gerei­ nigter Waschflüssigkeit gespült werden, wobei hier ins­ besondere fein gefilterte Waschflüssigkeit Verwendung findet, welche im wesentlichen frei von sämtlichen Schmutz­ rückständen ist.

Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Flutwaschanlage der gattungsgemäßen Art derart zu ver­ bessern, daß mit dieser eine möglichst effektive Reini­ gungswirkung erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Flutwaschanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düse eine Freistrahldüse ist und daß die Düse in einem Abstand von der Oberfläche des Werkstücks ange­ ordnet ist, welcher maximal ungefähr das Doppelte einer Strahlkernlänge der Düse beträgt.

Hinsichtlich der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung wird auf die im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren genannten Vorteile verwiesen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat es sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, wenn der Abstand maximal unge­ fähr das 1,5-fache der Strahlkernlänge der Düse beträgt, noch besser, wenn der Abstand maximal der Strahlkernlänge entspricht.

Ferner ist ein zu nahes Heranführen der Düse an die Ober­ fläche des Werkstücks aufgrund der auftretenden Stau­ strömung ebenfalls nicht allzu günstig, so daß es wün­ schenswert ist, wenn der Abstand minimal das 0,5-fache der Strahlkernlänge beträgt.

Um den vorstehend genannten Abstand auch bei kompliziert geformten Werkstücken einhalten zu können, ist es zweck­ mäßig, wenn die Düse und das Werkstück in Richtung eines Düsenstrahles relativ zueinander bewegbar sind, wobei diese Bewegbarkeit sowohl bei der Düse als auch beim Werk­ stück eine translatorische und/oder eine rotatorische Komponente aufweisen kann. Diese Bewegungen sind erfin­ dungsgemäß sowohl als gleichförmige als auch als oszillie­ rende Bewegungen durchführbar.

Da es jedoch nicht ausreichend ist, die Düse stets im op­ timalen Abstand zur Werkstückoberfläche zu halten, son­ dern um eine gleichmäßige Reinigung der gesamten Werkstück­ oberfläche zu erzielen, auch die gesamte Werkstückober­ fläche von einem Düsenstrahl aus einer im richtigen Ab­ stand angeordneten Düse beaufschlagbar sein sollte, ist es zweckmäßig, wenn die Düse und das Werkstück quer zur Richtung des Düsenstrahls relativ zueinander bewegbar sind, wobei auch hier translatorische und/oder rotatorische Bewegungen vorzugsweise als gleichförmige oder oszillierende Bewegungen denkbar sind.

Um die Reinigung des Werkstücks möglichst schnell durchfüh­ ren zu können, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn mehrere Düsen vorgesehen sind.

Bei der Anordnung dieser Düsen bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten. So ist es bei einem Ausführungsbeispiel denkbar, daß mehrere an Düsenrohren angeordnete Düsen vor­ gesehen sind, die alle dieselbe Strahlkernlänge, d.h. den­ selben Durchmesser aufweisen. In diesem Fall sind die Düsenrohre selbst relativ zur Werkstückoberfläche ver­ schieblich anzuordnen, um den optimalen Abstand stets ein­ zuhalten.

Es ist aber auch denkbar, daß mehrere Düsen mit unterschied­ licher Strahlkernlänge vorgesehen sind. In diesem Fall wird bei der Relativbewegung der Werkstückoberfläche quer zur Strahlrichtung immer jeweils die Düse zugeschaltet, die gerade den optimalen Abstand zur Werkstückoberfläche hat.

Insbesondere bei dem letzten Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, jeweils mehrere Düsen mit gleicher Strahl­ kernlänge vorzusehen. In diesem Falle ist es zweckmäßig, wenn die Düsen mit gleicher Strahlkernlänge gemeinsam zuschaltbar sind.

Des weiteren liegt es ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die Düsen sowohl in Strahlrichtung auf die Werkstückoberfläche relativ zu dieser verschieblich sind als auch gleichzeitig jeweils unterschiedliche Strahlkern­ längen aufweisen und außerdem je nach dem vorliegenden Ab­ stand zu der Werkstückoberfläche einschaltbar sind.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Waschanlage sieht vor, daß die Düsen ver­ setzt zueinander angeordnet sind und somit ein Düsenfeld bilden, welches eine flächenhafte Beaufschlagung der Oberfläche des Werkstücks erlaubt. Allerdings ist auch hierbei zu beachten, daß trotz dieser flächenhaften Beaufschlagung der Werkstückoberfläche vorteilhafterweise noch eine Relativbewegung zwischen den Düsen und der Werkstückoberfläche erfolgt, um diejenigen Bereiche der Werkstückoberfläche, die in Stauzonen liegen, in stark angeströmte Zonen, und umgekehrt, zu überführen, so daß eine gleichmäßige Reinigungswirkung auf der Werkstück­ oberfläche erzielbar ist.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die versetzt zueinander angeordneten Düsen in einem gleichen Querabstand relativ zueinander angeordnet sind, so daß die Düsen in den Eckpunkten gleichschenk­ liger Dreiecke liegen.

In Ergänzung zu dieser Anordnung ist es vorteilhaft, wenn der Querabstand ungefähr gleich groß ist wie der Abstand zwischen den Düsen und der Werkstückoberfläche. In diesem Fall ist eine optimale flächenhafte Beauf­ schlagung der Werkstückoberfläche möglich.

Um zu verhindern, daß beim Entfernen der Reinigungsflüs­ sigkeit die Düsen noch nachtropfen und diese nachtropfen­ de Waschflüssigkeit auf die Werkstückoberfläche gelangt, ist es vorteilhaft, wenn die Düsen seitlich des Werk­ stücks angeordnet sind.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen, bei welchen unter­ schiedliche Düsen zum Einsatz kommen, hat es sich, um die Pumpenleistung optimal ausnützen zu können, als vor­ teilhaft erwiesen, wenn die jeweils eingeschaltete effek­ tive Düsengesamtfläche, das heißt die Summe der Quer­ schnitte aller zugeschalteten Düsen, stets ungefähr gleich groß ist.

Im vorstehenden wurde zwar bereits erläutert, daß eine Rela­ tivbewegung des Werkstücks zu den Düsen im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung äußerst vorteilhaft ist. Es wurde jedoch nicht angegegeben, wie eine derartige Relativbewegung erreich­ bar ist. So sieht die konstruktiv einfachste Lösung vor, daß die Werkstückaufnahme drehbar ist.

Im Falle eines in der Waschkammer rotierenden Werkstücks hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Düsenstrahlen mit einer Tangentialkomponente zu einer Drehachse des Werkstücks austreten, damit eine Wirbelströmung in der Waschkammer indu­ ziert wird, welche in vorteilhafter Weise zur Erhöhung der Tangentialströmung auf der Werkstückoberfläche und damit zur Erhöhung der Reinigungswirkung beiträgt.

Ferner hat es sich, insbesondere bei der Reinigung kleiner Werkstücke als vorteilhaft erwiesen, wenn zur Verstärkung einer Wirbelströmung um die Drehachse des Werkstücks ver­ stellbare Strömungsleitbleche vorgesehen sind.

Wie bereits eingangs im Zusammenhang mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren erwähnt, ist es bei der vorliegenden Erfin­ dung nicht mehr erforderlich, daß die Pumpeinrichtung eine im Hauptstrom arbeitende und die Pumpenleistung nach­ teilig beeinflussende Filtereinrichtung aufweist, da keine mehrstufigen Kreiselpumpen mehr erforderlich sind. Aus diesem Grund hat es sich im Rahmen der vorliegenden Erfin­ dung als vorteilhaft erwiesen, wenn die Pumpeinrichtung eine im Hauptstrom arbeitende Umwälzpumpe und eine im Ne­ benstrom arbeitende Filtereinrichtung aufweist, so daß die Pumpenleistung nicht mehr nachteilig durch die Filterein­ richtung beeinflußt wird und die Filtereinrichtung unab­ hängig vom Hauptstrom entsprechend dem jeweiligen Verschmut­ zungsgrad der Waschflüssigkeit betrieben werden kann.

Um die Filtereinrichtung völlig autark zu gestalten und gegebenenfalls auch noch ein abschließendes Waschen der Werkstücke nach Abpumpen der Waschflüssigkeit zu ermögli­ chen, ist es von Vorteil, wenn die Filtereinrichtung mit einer separaten Pumpe versehen ist. In diesem Fall und bei Werkstückbeaufschlagung im Hauptstrom entfallen auch andernfalls erforderliche komplizierte Einrichtungen zur Einhaltung des erforderlichen Flüssigkeitsstandes im Tauchbad, da die im Hauptstrom arbeitende Pumpe immer genau den Volumenstrom aus dem Tauchbad ansaugt, der mit den Düsenstrahlen dem Bad wieder zugeführt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische teilweise aufgebrochene Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Flutwaschanlage;

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 1;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 1 und

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen im einzelnen ein erstes Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Flutwaschanlage.

Diese umfaßt eine Flutwaschkammer 10 mit einem beispiels­ weise sechseckigen Querschnitt, in welche durch eine mit einer Tür 12 verschließbare Frontöffnung 14 ein zu reini­ gendes Werkstück 16 einführbar ist.

Dieses Werkstück 16 ist seinerseits innerhalb der Flut­ waschkammer 10 in einer Werkstückaufnahme 18 gehalten, welche eine parallel zu einer der Frontöffnung 14 gegen­ überliegenden Rückwand 20 in der Flutwaschkammer 10 ange­ ordnete rechteckige Halteplatte 22 aufweist, von deren Ecken ausgehend sich vier Haltearme 24 in Längsrich­ tung der Flutwaschkammer 10 zur Frontöffnung 14 hin er­ strecken. An diesen vier Haltearmen ist das Werkstück 16 beispielsweise durch Halteleisten 26 fixiert.

Die gesamte Werkstückaufnahme 18 ist ihrerseits durch eine zentrisch zur Halteplatte 22 angeordnete und sich von dieser durch die Rückwand 20 hindurch erstreckende Welle 28 gehalten, die durch einen Antriebsmotor 30 dreh­ bar ist, so daß die gesamte Werkstückaufnahme 18 inner­ halb der Flutwaschkammer 10 drehbar angeordnet ist. Zu­ sätzlich ist der Antriebsmotor 30 noch selbst auf zur Welle 28 parallelen Führungen 32 gehalten und auf die­ sen durch ein Verschiebeelement 34 parallel zur Längs­ richtung der Welle 28 verschiebbar, so daß insgesamt die Werkstückaufnahme 18 in der Flutwaschkammer 10 nicht nur drehbar, sondern auch in deren Längsrichtung ver­ schiebbar ist.

In der Flutwaschkammer 10 sind ferner beidseitig der Werkstückaufnahme 18, beispielsweise im Bereich von ver­ tikalen Wandflächen 36 und 38, Düsenrohre 40 und 42 gehal­ ten, welche auf ihren dem Werkstück 16 oder der Werkstück­ aufnahme 18 zugewandten Seiten mit Düsen 44 und 46 ver­ sehen sind.

Diese Düsen 44 bzw. 46 sind als Freistrahldüsen ausgebildet, das heißt also als Düsen, die einen ungefähr parallel und gerade gerichteten Düsenstrahl 48 bzw. 50 bilden.

Die Düsenrohre 40 und 42 sind insbesondere bei Waschein­ richtungen für Werkstücke mit Durchbrüchen und durchge­ henden größeren Öffnungen in der Höhe derart gegeneinander versetzt, daß sich nicht durch annähernd koaxial angeord­ nete gegengerichtete Strahlen im Werkstück Stauzonen mit reduzierter Strömungsgeschwindigkeit ausbilden.

Die Düsenrohre 40 bzw. 42 besitzen jeweils ein Zuflußrohr 52 bzw. 54, das jeweils durch die Seitenwand 36 bzw. 38 vom Innern der Flutwaschkammer 10 nach außen geführt ist.

Jedes dieser Zuflußrohre 52 bzw. 54 ist seinerseits an einer Verschiebeeinrichtung 56 bzw. 58 gehalten, welche somit über die Zuflußrohre 52 bzw. 54 eine Verschiebung der Düsenrohre im Innern der Flutwaschkammer 10 ermög­ licht.

Die den Düsenrohren 40 bzw. 42 abgewandten Enden der Zu­ flußrohre 52 bzw. 54 sind über Schlauchleitungen 60 bzw. 62 mit einem Ausgang einer Pumpe 64 verbunden, welche eingangsseitig über ein Saugrohr 66 mit einer Abflußöff­ nung 68 der Flutwaschkammer 10 in Verbindung steht. Von dem Saugrohr 66 zweigt außerdem noch eine im Nebenstrom betriebene Filteranlage 70 ab, welche ein Filter 72 sowie eine diesem nachgeschaltete Filterpumpe 74 umfaßt. Durch ein am Pumpenausgang der Filterpumpe 74 angeordnetes Ven­ til 76 ist der Pumpenausgang der Filterpumpe 74 entweder mit dem Pumpeneingang der Pumpe 64 oder mit den Schlauchlei­ tungen 60 bzw. 62 direkt verbindbar.

Ferner ist noch ein Flüssigkeitsreservoir 78 vorgesehen, wel­ ches durch ein zwischen dem Ausgang der Pumpe 64 und dem An­ schluß der Schlauchleitungen 60 bzw. 62 angeordnetes Um­ schaltventil 80 befüllbar ist. Dieses Reservoir 78 ist über eine Abflußleitung 82 mit einem im Saugrohr 66 angeordneten Umschaltventil 84 verbunden, so daß mittels der Pumpe 64 das Reservoir 78 entleert werden kann.

Das erste Ausführungsbeispiel funktioniert nun folgender­ maßen. Nach Öffnen der Tür 12 und Einführen des Werkstücks 16 in die Werkstückaufnahme 18 wird die Tür 12 geschlossen und das Innere der Flutwaschkammer 10 dadurch geflutet, daß aus dem Reservoir 78 durch eine entsprechende Stellung des Umschaltventils 84 über die Pumpe 64 Waschflüssigkeit beispielsweise durch die Düsen 44 und 46 auf das Werk­ stück 16 gespritzt wird.

Der eigentliche Waschvorgang beginnt erst dann, wenn die Flutwaschkammer so weit gefüllt ist, daß das Werkstück 16 vollständig in die Waschflüssigkeit eingetaucht ist. In diesem Falle wird das Umschaltventil 84 so gestellt, daß die Pumpe 64 aus der Abflußöffnung 68 über das Saugrohr 66 Waschflüssigkeit ansaugt und über die Schlauchleitungen 60 bzw. 62 den Zuflußrohren 52 bzw. 54 zuführt. Von dort wird die Waschflüssigkeit in den Düsenrohren 40 bzw. 42 ver­ teilt und über die getaucht in dem Waschflüssigkeitsbad liegenden Düsen 44 bzw. 46 das Werkstück 16 beaufschlagt.

Durch eine Steuerung 90 werden dabei die Verschiebeein­ richtungen 56 bzw. 58 in Abhängigkeit von der Drehung des Werkstücks 16 durch den Antriebsmotor 30 so in Rich­ tung auf das Werkstück 16 oder entgegengesetzt dazu ver­ schoben, daß der Abstand zwischen einer Werkstückoberfläche und den Düsen 44 bzw. 46 ungefähr der Strahlkernlänge der Düsenstrahlen 48 bzw. 50 entspricht, so daß auch diese Strahlen 48 bzw. 50 auf der Werkstückoberfläche mit der maximal möglichen Geschwindigkeit auftreffen und dadurch eine maximal mögliche Reinigungsleistung bewirken.

Zusätzlich besteht auch noch die Möglichkeit, durch das Ver­ schiebeelement 34 die gesamte Werkstückaufnahme 18 und somit auch das Werkstück 16 in Längsrichtung der Flutwaschkammer 10, d.h. parallel zur Welle 28, zu verschieben, so daß die zwi­ schen den Düsen 44, 46 liegenden Bereiche der Werkstückober­ fläche ebenfalls von den Düsenstrahlen 48 bzw. 50 beaufschlagt werden können und damit während des gesamten Waschvorgangs eine flächendeckende Beaufschlagung der Werkstückoberfläche erfolgt.

Da eine vorteilhafte Reinigungsleistung auch in einem Ab­ stand eintritt, der zwischen dem 0,5-fachen der Strahl­ kernlänge und dem 1,5-fachen der Strahlkernlänge liegt, ist es nicht notwendig, daß die Steuerung 90 die Düsenrohre 40 bzw. 42 genau entsprechend einer Außenkontur des Werk­ stücks 16 nachfährt, sondern es ist ausreichend, wenn mit den Düsenrohren 40 der vorstehend genannte Abstand­ bereich zwischen der Werkstückoberfläche und dem Werk­ stück 16 eingehalten wird.

Während des Waschvorgangs wird gleichzeitig im Nebenstrom aus dem Saugrohr 66 Waschflüssigkeit entnommen und über die Filteranlage 70 geführt, in welcher eine kontinuier­ liche Reinigung der Waschflüssigkeit stattfindet, wobei diese gefilterte Waschflüssigkeit dann durch eine entspre­ chende Stellung des Ventils 76 der Pumpe 64 wiederum saug­ seitig zugeleitet wird.

Nach Beendigung des Waschvorgangs wird das Umschaltventil 80 so gestellt, daß die Pumpe 64 die Waschflüssigkeit nicht mehr den Schlauchleitungen 60 und 62 zuführt, son­ dern nur noch dem Reservoir 78, so daß ein Flüssigkeits­ spiegel 93 der Waschflüssigkeit im Innern der Flutwasch­ kammer 10 sukzessive abnimmt und das Werkstück 16 aus der Waschflüssigkeit auftaucht. Durch Umschalten des Ven­ tils 76 kann nun gefilterte Waschflüssigkeit über die Filterpumpe 74 den Düsen 44 bzw. 46 zugeführt werden, welche die gefilterte Waschflüssigkeit auf den aufge­ tauchten Bereich des Werkstücks 16 spritzen und dadurch das Werkstück 16 abschließend abwaschen.

Sollten allerdings Düsen 44 bzw. 46 diesbezüglich bei­ spielsweise wegen der geringen Pumpenleistung der Filter­ pumpe 74 nicht geeignet sein, so ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß beispielsweise oberhalb des Werkstücks 16 zusätzliche Waschdüsen angeordnet sind, welchen dann durch die Filterpumpe 74 gefilterte Waschflüssigkeit zum abschließenden Abwaschen des Werkstücks 16 zugeführt wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 3, ist insoweit, als es dieselben Teile wie das erste Aus­ führungsbeispiel zeigt, mit denselben Bezugszeichen ver­ sehen, so daß bezüglich der Beschreibung dieser Teile auf die Beschreibung zum ersten Ausführungsbeispiel ver­ wiesen wird.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel sind die Düsen 92, 92′, 92′′, 92′′′ nicht an einem gemeinsamen Düsen­ rohr gehalten, sondern besitzen ihr eigenes Zuflußrohr 94, 94′, 94′′, 94′′′, wobei jedes dieser Zuflußrohre 94′ bis 94′′′ eine eigene Verschiebeeinrichtung 96, 96′, 96′′, 96′′′ aufweist. Somit besteht die Möglichkeit, insbesondere bei Werkstücken 16, welche in Längsrichtung des Werkstücks variierende Oberflächengeometrien aufweisen, die Düsen 92 bis 92′′′ einzeln in Richtung auf das Werkstück 16 zu ver­ schieben, um jeweils den optimalen Abstand zwischen der Werkstückoberfläche und der jeweiligen Düse 92 bis 92′′′ einzuhalten.

Der Steuerung 90 ist dann, genau wie beim ersten Ausfüh­ rungsbeispiel, die jeweilige Form des Werkstücks 16 einzu­ geben, so daß diese dann in Abhängigkeit der Drehstellung der Werkstückaufnahme 18 die Düsen 90 bis 90′′′ entspre­ chend ansteuert. Somit ist es beispielsweise auch möglich, einen oder mehrere Durchbrüche 98 im Werkstück dadurch effizient zu reinigen, daß dann, wenn dieser Durchbruch 98 beim Drehen eine der Düsen 92 bis 92′′′ passiert, diese Düse auf diesen Durchbruch 98 zugefahren wird und damit auch bezüglich der Werkstückoberfläche innerhalb des Durchbruchs 98 der optimale Abstand zwischen der jewei­ ligen Düse 92 bis 92′′′ und der Werkstückoberfläche ein­ gehalten wird.

Eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels sieht außerdem noch vor, daß die Düsen 92 bis 92′′′ mit einer zusätzlichen Verdreheinrichtung 100 versehen sind, welche zusätzlich zum Verschieben noch ein Verdrehen der Düsen 92 bis 92′′′ als Ganzes erlaubt, so daß der Durchbruch 98 noch effektiver gereinigt werden kann, wobei der Düsen­ strahl 102 dann vorzugsweise einen Winkel mit einer Drehachse 104 einschließt.

Bei einer derartigen Ausbildung des zweiten Ausführungs­ beispiels kann dann beispielsweise in dem Fall, in dem der Durchbruch 98 vor einer der Düsen 92 bis 92′′′ zu lie­ gen kommt, die Drehbewegung angehalten, die jeweilige Düse 92 bis 92′′′ in Richtung auf den Durchbruch 98 so lange zubewegt werden, bis ein optimaler Abstand eingehalten ist, und anschließend noch gedreht werden, um sämtliche Wand­ bereiche des Durchbruchs 98 zu beaufschlagen.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor­ richtung, dargestellt in Fig. 4, ist insoweit als es mit den vorstehenden Ausführungsbeispielen identisch ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.

Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispielen zeigt dieses dritte Ausführungsbeispiel zwei fest installierte Sätze von Düsen 106 und 108, die aller­ dings einen unterschiedlich großen Düsendurchmesser haben. Da der Düsendurchmesser proportional zur Länge des Kern­ strahls ist, welcher ungefähr 5 bis 7 Düsendurchmesser be­ trägt, haben folglich auch die Düsenstrahlen 110 und 112 eine unterschiedliche Kernstrahllänge.

Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispielen brauchen bei diesem Ausführungsbeispiel die Düsen 106 und 108 nicht bewegt zu werden, sondern es wird in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Werkstücks 16 stets der Satz von Düsen 106 oder 108 eingeschaltet, des­ sen Düsen 106 bzw. 108 den optimalen Abstand, also bei­ spielsweise einen Abstand von 3 bis 10 Düsendurchmessern, zur Werkstückoberfläche aufweisen. Liegt die Werkstück­ oberfläche beim Drehen nicht mehr in diesem Abstandsbereich, so wird der jeweilige Düsensatz, um Pumpleistung zu sparen, abgeschaltet.

Erfindungsgemäß können bei diesem Ausführungsbeispiel nicht nur zwei Sätze von Düsen 106, 108 Verwendung finden, son­ dern eine Vielzahl von Sätzen mit unterschiedlichen Düsen­ durchmessern, wobei dann jeweils von der Steuerung 90 in Ab­ hängigkeit von der Drehbewegung des Werkstücks 16 derjenige Satz von Düsen zugeschaltet wird, dessen Düsen den optimalen Abstand zur Werkstückoberfläche aufweisen.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 5, sind an beiden senkrechten Wänden 36 bzw. 38 der Flutwasch­ kammer 10 zwei Reihen von versetzt gegeneinander angeord­ neten Düsen 116 vorgesehen, wobei jeweils die Abstände zwischen den Düsen 116 gleich groß sind, so daß jeweils drei Düsen miteinander ein gleichschenkliges Dreieck bil­ den. Vorzugsweise werden diese Abstände zwischen den Dü­ sen so gewählt, daß sie ungefähr einem Abstand zwischen diesen Düsen und der Werkstückoberfläche entsprechen.

Beim Waschvorgang werden sämtliche Düsen 116 gleichzeitig eingeschaltet und ermöglichen somit eine flächenhafte Be­ aufschlagung des Werkstücks mit Düsenstrahlen 118 und erzeugen dadurch eine flächenhafte Reinigungswirkung. Um die Rei­ nigungswirkung auf der gesamten angestrahlten Fläche mög­ lichst gleichmäßig zu gestalten, ist es bei diesem Aus­ führungsbeispiel wichtig, daß das Werkstück 16 in Längs­ richtung der Flutwaschkammer 10 hin- und herbewegbar ist, was beispielsweise über die Verschiebung des Antriebsmo­ tors 30 durch das Verschiebeelement 34 möglich ist, so daß die zwischen den von den einzelnen Düsenstrahlen 118 zu beaufschlagenden Bereichen liegenden Stauzonen, in denen keine effektive Reinigungswirkung auftritt, über die Werk­ stückoberfläche wandern und daher jeder Teil der Werkstück­ oberfläche einmal in einer Zone mit effektiver Reinigungs­ wirkung liegt.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, die versetzt zueinander angeordneten Düsen 116 auf einem Träger zu lagern und somit relativ zum Werkstück 16 ver­ schieblich anzuordnen. Es ist aber auch möglich, unter­ schiedliche Sätze versetzt gegeneinander angeordneter Düsen mit unterschiedlichen Durchmessern vorzusehen, so daß jeweils der Satz versetzt zueinander angeordneter Düsen mit dem Durchmesser eingeschaltet wird, der gerade den optimalen Abstand zur Werkstückoberfläche aufweist.

Zusätzlich kann beispielsweise das vierte Ausführungs­ beispiel noch mit tangential zu einer Drehachse des Werkstücks 16 angeordneten Strömungsleitblechen 120 ver­ sehen sein, welche eine Wirbelströmung um das Werkstück 16 erzeugen.

Claims (36)

1. Verfahren zum Flutwaschen von Werkstücken, bei welchem das Werkstück in ein Bad mit Waschflüssigkeit eingetaucht und eine Werkstückoberfläche mit mindestens einem aus einer Düse austretenden Düsenstrahl aus Waschflüssigkeit beauf­ schlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Düsenstrahl ein Freistrahl Verwendung findet, und daß die Düse in einem Abstand von der Werkstückoberfläche geführt wird, der maximal ungefähr das Doppelte einer Strahlkernlänge des Freistrahls beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand maximal ungefähr das 1,5-fache der Strahl­ kernlänge beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand maximal ungefähr der Strahlkernlänge ent­ spricht.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand minimal ungefähr das 0,6-fache der Strahlkernlänge beträgt.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Düse und das Werkstück in Strahlrichtung relativ zueinander bewegt werden.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei mehreren Düsen die im richtigen Abstand stehenden Düsen zugeschaltet werden.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Düse und das Werkstück quer zur Strahlrichtung relativ zueinander bewegt wer­ den.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Düse und das Werkstück in Abhängigkeit von der Werkstückoberfläche unterschied­ lich schnell relativ zueinander bewegt werden.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen maximal bis an die Werkstückoberfläche herangeführt werden.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Werkstückoberfläche mit einem gegenüber dieser geneigten Düsenstrahl beauf­ schlagt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen dem Düsenstrahl und der Werkstück­ oberfläche kleiner als 45° ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen dem Düsenstrahl und der Werkstück­ oberfläche kleiner als 30° ist.

13. Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen dem Düsenstrahl und der Werkstück­ oberfläche ständig zwischen zwei Extremwerten verändert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Extremwerten oszilliert.

15. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß nach dem Abpumpen der Wasch­ flüssigkeit das Werkstück mit gereinigter Waschflüssig­ keit abgespült wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abpumpens die nicht mehr eingetauchten Werk­ stückoberflächen mit gefilterter Waschflüssigkeit ge­ spült werden.

17. Flutwaschanlage für Werkstücke, insbesondere zur Durch­ führung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, mit einer Waschkammer, mit einer in der Waschkammer an­ geordneten Werkstückaufnahme, mit mindestens einer in der Waschkammer angeordneten und auf eine Oberfläche des Werkstücks gerichteten Düse und mit einer Pumpein­ richtung zur Versorgung der Düse mit Waschflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (44, 46, 92, 106, 108, 116) eine Freistrahldüse ist und daß die Düse (44, 46, 92, 106, 108, 116) in einem Abstand von der Ober­ fläche des Werkstücks (16) angeordnet ist, welcher maximal ungefähr das Doppelte der Strahlkernlänge der Düse (44, 46, 92, 106, 108, 116) beträgt.

18. Flutwaschanlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand maximal ungefähr das 1,5-fache der Strahl­ kernlänge der Düse (44, 46, 92, 106, 108, 116) beträgt.

19. Flutwaschanlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand maximal ungefähr der Strahlkernlänge entspricht.

20. Flutwaschanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand minimal ungefähr das 0,5-fache der Strahlkernlänge beträgt.

21. Flutwaschanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (44, 46, 92, 106, 108, 116) und das Werkstück (16) in Richtung eines Düsen­ strahls (48, 50, 102, 110, 112) relativ zueinander be­ wegbar sind.

22. Flutwaschanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Düse (44, 46, 92, 106, 108, 118) und das Werkstück (16) quer zur Richtung des Düsenstrahls (48, 50, 102, 110, 112) relativ zueinander bewegbar sind.

23. Flutwaschanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Düsen (44, 46, 92, 106, 108, 116) vorgesehen sind.

24. Flutwaschanlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere auf Düsenrohren (40, 42) angeordnete Düsen (44, 46, 106, 108) vorgesehen sind.

25. Flutwaschanlage nach Anspruch 23 oder 24, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Düsen (106, 108) mit unter­ schiedlicher Strahlkernlänge vorgesehen sind.

26. Flutwaschanlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich­ net, daß die Düsen (106, 108) gleicher Strahlkernlänge gemeinsam zuschaltbar sind.

27. Flutwaschanlage nach einem der Ansprüche 23 bis 26, da­ durch gekennzeichnet, daß die Düsen (116) versetzt zu­ einander angeordnet sind.

28. Flutwaschanlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (116) in einem gleichen Querabstand rela­ tiv zueinander angeordnet sind.

29. Flutwaschanlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Querabstand ungefähr gleich groß ist wie die Abstände zwischen den Düsen (116) und der Oberfläche des Werkstücks (16).

30. Flutwaschanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen seitlich des Werk­ stücks angeordnet sind.

31. Flutwaschanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 30, da­ durch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme (18) drehbar ist.

32. Flutwaschanlage nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung der Düsen (44, 46, 92, 106, 108, 116) mit einer auf eine Drehachse des Werkstücks (16) bezogenen Tangentialkomponente in der Waschkammer (10) eine Wirbelströmung induzierbar ist.

33. Flutwaschanlage nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß Strömungsleitbleche (120) zur Erzeugung einer Wirbel­ strömung um die Drehachse des Werkstücks (16) vorge­ sehen sind.

34. Flutwaschanlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitbleche (120) verstellbar sind.

35. Flutwaschanlage nach einem der Ansprüche 17 bis 34, da­ durch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung eine im Hauptstrom arbeitende Umwälzpumpe (64) und eine im Nebenstrom arbeitende Filtereinrichtung (70) umfaßt.

36. Flutwaschanlage nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung (70) mit einer separaten Pumpe (74) versehen ist.