DE68919293T2 - Device for cleaning and drying metal pieces. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Waschen und Trocknen von Metallteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a machine for washing and drying metal parts according to the preamble of patent claim 1.
In der Maschinenindustrie, insbesondere in dem Bereich, der die Herstellung von kleinen Maschinenteilen betrifft, ergibt sich immer nach der Herstellung der Teile das Problem der Reinigung, des Entfettens, des Beizens und ähnlicher Prozesse.In the machine industry, especially in the area involving the production of small machine parts, the problem of cleaning, degreasing, pickling and similar processes always arises after the parts have been manufactured.
Die Reihe der oben genannten Prozesse, für die man im allgemeinen den Begriff Fertigbearbeitung verwendet, wird immer häufiger durchgeführt mit Maschinen, insbesondere Rüttelmaschinen, mit deren Hilfe in einfacher Weise und automatisch hervorragende Oberflächen erzeugt werden können.The series of processes mentioned above, for which the term finishing is generally used, is increasingly carried out using machines, in particular vibrating machines, with the help of which excellent surfaces can be produced in a simple and automatic manner.
Normalerweise werden zur Fertigbearbeitung wäßrige Lösungen und/oder Suspensionen verschiedener chemischer Verbindungen mit reinigenden, beizenden, abrasiven oder färbenden Eigenschaften eingesetzt, so daß die fertigbearbeiteten Teile abschließend immer in einem Wasch- und Trockenzyklus behandelt werden müssen. Zum Waschen wird eine Flüssigkeit verwendet, normalerweise Wasser mit möglicher Zugabe eines Entwässerungsmittels, das dafür sorgt, daß das Wasser leichter auf den nassen Oberflächen der Stücke abfließt. Auf den Waschzyklus muß immer ein Trockenzyklus der gewaschenen Teile folgen, bevor diese für den Versand verpackt oder einer nachfolgenden Endbearbeitung zugeführt werden, beispielsweise zum Anstreichen oder Stempeln.Normally, the finishing process involves the use of aqueous solutions and/or suspensions of various chemical compounds with cleaning, pickling, abrasive or colouring properties, so that the finished parts must always be subjected to a final washing and drying cycle. A liquid is used for washing, normally water with the possible addition of a dehydrating agent that ensures that the water flows more easily from the wet surfaces of the pieces. The washing cycle must always be followed by a drying cycle of the washed parts before they are packed for shipment. or subjected to subsequent finishing, such as painting or stamping.
Das Wasser hat immer die Neigung, auf der Oberfläche der Metallteile in Form kleiner Tropfen haften zu bleiben, die Kalkrückstände (sofern normales Wasser für die abschließende Reinigung verwendet wird) oder Flecken hinterlassen, wobei allerdings in jedem Fall die Tropfen eine Oxidation der Oberfläche der Teile begünstigen, wenn diese aus Metallen oder Legierungen bestehen, die oxidieren können.Water always tends to stick to the surface of metal parts in the form of small drops that leave limescale residues (if normal water is used for the final cleaning) or stains, but in any case the drops encourage oxidation of the surface of the parts if they are made of metals or alloys that can oxidise.
Unter den vielen möglichen Systemen zur Trocknung von Metallteilen hat sich insbesondere für den Bereich kleiner Metallteile ein System bewährt, bei dem absorbierende Festkörper verwendet werden, die zu kleinen Partikeln zermahlen sind, beispielsweise Holzmehl oder andere, synthetische oder natürliche Materialien. Diese Materialien haben die Fähigkeit, eine im Vergleich zu ihrem Eigengewicht große Wassermenge aufzunehmen, wobei sie außerdem eine sehr leichte Abrasionswirkung auf der Oberfläche der hergestellten Teile ausüben, ohne dabei die fertigbearbeitete Fläche zu beeinträchtigen, da diese vielmehr noch besser poliert wird.Among the many possible systems for drying metal parts, a system that has proven particularly effective for small metal parts is one that uses absorbent solids that have been ground into small particles, such as wood flour or other synthetic or natural materials. These materials have the ability to absorb a large amount of water compared to their own weight, while also exerting a very slight abrasive effect on the surface of the parts produced, without affecting the finished surface, which in fact polishes it even better.
Ein Problem der Trocknungsmittel, die absorbierendes Material verwenden, besteht darin, daß dieses dazu neigt, sich in kleinen Vertiefungen oder Nuten der Teile festzusetzen. Dieses Problem führt dann zu Schwierigkeiten, wenn kleine Metallteile mit inneren Hohlräumen behandelt werden, beispielsweise verkleinerte Modelle von Fahrzeugen, Flugzeugen oder Schiffen, die im Druckgußverfahren hergestellt wurden und als Spielzeuge für Kinder weit verbreitet sind.A problem with desiccants that use absorbent material is that it tends to get stuck in small recesses or grooves in the parts. This problem causes difficulties when handling small metal parts with internal cavities, such as scaled-down models of vehicles, aircraft or ships that are manufactured using die-casting processes and are widely used as toys for children.
Da es sehr schwierig ist, das absorbierende Material aus den inneren Hohlräumen dieser Teile zu entfernen, wird es im allgemeinen vorgezogen, Trockenmittel einzusetzen, bei denen kein absorbierendes Material verwendet wird.Since it is very difficult to remove the absorbent material from the internal cavities of these parts, it is generally preferred to use desiccants that do not use absorbent material.
Der Patentinhaber hat bereits einige Maschinen zum Trocknen kleiner Metallteile beschrieben, beispielsweise in der italienischen Patentanmeldung Nr. 19 729 A/87, wobei ein absorbierendes Material und Heißluft zur Anwendung kommen.The patent holder has already described some machines for drying small metal parts, for example in Italian patent application No. 19 729 A/87, using an absorbent material and hot air.
Selbst mit üblichen Heißlufttrocknern konnte bisher das Problem nicht gelöst werden, Teile einwandfrei zu trocknen, die innere Hohlräume, kleine Öffnungen oder Nuten aufweisen, weil die kleinen Wassertropfen, die in diesen Aussparungen zurückbleiben, durch die gegen die Teile geblasene Luft in noch kleinere Tropfen aufgeteilt werden.Even with conventional hot air dryers, the problem of properly drying parts that have internal cavities, small openings or grooves has not been solved because the small water drops that remain in these recesses are broken down into even smaller drops by the air blown against the parts.
Ein weiteres Problem bei der Trocknung von Teilen mit inneren Hohlräumen besteht darin, daß die Hohlräume von wenigstens einem der Teile mit Wasser gefüllt werden, das nur dadurch entfernt werden kann, daß die Teile auf den Kopf gestellt werden. Wenn die Teile in Körbe gefüllt werden, deren Bewegung kein Umdrehen der Teile verursacht, werden einige von diesen nicht vollständig getrocknet, selbst dann nicht, wenn eine Heißluftvorrichtung eingesetzt wird, so daß ein Teil des Wassers darin verbleibt und die nachfolgende Fertigbearbeitung der Teile beeinträchtigt, insbesondere dann, wenn diese angestrichen werden müssen.Another problem in drying parts with internal cavities is that the cavities of at least one of the parts become filled with water which can only be removed by turning the parts upside down. If the parts are placed in baskets whose movement does not cause the parts to be turned over, some of them will not be completely dried, even if a hot air device is used, so that some of the water will remain in them and will interfere with the subsequent finishing of the parts, especially if they are to be painted.
In "The Iron Age", 185 (1960.05.5), 18, 84 ist eine Maschine zum Waschen und Trocknen von Metallteilen mit Hilfe von Ultraschallwellen, Lösungsmitteln und Erhitzen beschrieben, wobei vier unterschiedliche Scheiben eingesetzt sind, von denen jede zur Durchführung einer anderen Operation verwendet wird.In "The Iron Age", 185 (1960.05.5), 18, 84, a machine is described for washing and drying metal parts by means of ultrasonic waves, solvents and heating, using four different disks, each of which is used to perform a different operation.
Die WO-A-79/00244 beschreibt eine Maschine, bei der die Reinigung, das Waschen und das Trocknen von Metallteilen in einem mehrstufigen Verfahren durchgeführt werden, wobei die Metallteile mit hoher Drehgeschwindigkeit zentrifugiert werden, und zwar zunächst auf einer horizontalen Ebene, danach auf einer schrägen Ebene und abschließend wieder auf einer horizontalen Ebene.WO-A-79/00244 describes a machine in which the cleaning, washing and drying of metal parts are carried out in a multi-stage process, whereby the metal parts are centrifuged at high rotational speed, first on a horizontal plane, then on a inclined plane and finally again on a horizontal plane.
Es wurde nun festgestellt, daß es möglich ist, zum Waschen und Trocknen der Metallteile eine Maschine gemäß der Erfindung einzusetzen; die nicht nur den Vorteil hat, daß beide Operationen durchgeführt werden können, sondern auch alle Trocknungsprobleme bei Metallteilen ganz allgemein vermieden werden, so daß auch kleine Teile mit Einschnitten, inneren Hohlräumen und Löchern bearbeitet werden können.It has now been found that it is possible to use a machine according to the invention for washing and drying metal parts; this machine not only has the advantage of being able to carry out both operations, but also of avoiding all drying problems for metal parts in general, so that even small parts with cuts, internal cavities and holes can be machined.
Die Maschine gemäß der Erfindung ergibt sich aus dem Patentanspruch 1.The machine according to the invention results from patent claim 1.
Die Wand, die um die zentrale Trommel rotiert, kann in Abhängigkeit von der Art und der Menge der in die Randsektoren gefüllten Teile kontinuierlich oder intermittierend angetrieben werden. Bei normalen Bedingungen dreht sich die Wand mit 20 bis 60 Umdrehungen in der Stunde.The wall, which rotates around the central drum, can be driven continuously or intermittently, depending on the type and quantity of parts filled in the peripheral sectors. Under normal conditions, the wall rotates at 20 to 60 revolutions per hour.
Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung liegt die Anzahl der Randsektoren zwischen 6 und 18.According to a particular feature of the invention, the number of edge sectors is between 6 and 18.
Die Unterteilung des Randes in Sektoren, die durch Trennwände voneinander abgeteilt sind, eröffnet die Möglichkeit, auch große oder schwere Stücke, die einzeln in die Randsektoren eingelegt werden, zu waschen und zu trocknen. Auf diese Weise hat jedes einzelne Teil nur wenig Platz innerhalb des Sektors und kommt nur mit den Trennwänden und der festen Scheibe in Berührung. Der direkte Kontakt zwischen den Teilen und die daraus folgende, mögliche Beschädigung aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichtes werden dadurch weitgehend verhindert.The division of the edge into sectors separated by partitions makes it possible to wash and dry large or heavy items that are placed individually in the edge sectors. In this way, each individual part has very little space within the sector and only comes into contact with the partitions and the fixed pane. Direct contact between the parts and the resulting possible damage due to their size and weight are thus largely prevented.
Ein weiterer Vorteil der Maschine gemäß der Erfindung besteht darin, daß durch die Bewegung des rotierenden Randes die in den Sektoren liegenden Teile veranlaßt werden, sich zu bewegen, wobei jeder Sektor eine Drehbewegung von 180º durchführt. Bei dieser Rotation werden die Teile auch umgedreht, oder sie rollen eines auf dem anderen ab, und zwar abhängig von der Zahl der Teile in jedem Sektor, wodurch Flüssigkeit, die sich möglicherweise in den nach oben offenen Hohlräumen der Teile festgesetzt hat, ablaufen kann.A further advantage of the machine according to the invention is that the movement of the rotating edge causes the parts located in the sectors to move, whereby each sector performs a rotational movement of 180º. During this rotation, the parts are also turned over or they roll one on top of the other, depending on the number of parts in each sector, allowing any liquid that may have accumulated in the parts' open-topped cavities to drain away.
Die besondere Neigung der Scheibe stellt sicher, daß die Flüssigkeit herausfließen kann und in den Behälter zurückläuft, während die Randsektoren aus dem Behälter heraustauchen und heiße Luft eingeblasen wird, ohne daß dabei die obenliegenden Teile auf die unteren Teile abtropfen, was dann der Fall wäre, wenn die Scheibe in einer vertikalen Stellung angebracht wäre.The special inclination of the disc ensures that the liquid can flow out and return to the container, while the edge sectors emerge from the container and hot air is blown in, without the upper parts dripping onto the lower parts, which would be the case if the disc were installed in a vertical position.
Die Heißluft, die von oben auf die Teile geblasen und über das Gitter der zylindrischen Trommel unten wieder abgesaugt wird, erzeugt einen leichten Unterdruck in den Hohlräumen, Löchern und Schlitzen der Stücke. Dieser Unterdruck trägt zu einer Verdampfung selbst kleinster Resttropfen der Waschflüssigkeit bei.The hot air, which is blown onto the parts from above and sucked out again via the grid of the cylindrical drum below, creates a slight negative pressure in the cavities, holes and slots of the pieces. This negative pressure contributes to the evaporation of even the smallest residual drops of the washing liquid.
Wenn die Flüssigkeit nicht aus Wasser besteht, sondern aus einer Verbindung, die nicht in die Atmosphäre abgegeben werden darf, ermöglicht die Absaugung der Luft aus dem Trocknungsbereich die Teile durch die genannten Kanäle hindurch, die Luft ohne Schwierigkeiten in ein Abfall- oder Aufbereitungssystem für die verdampfte Flüssigkeit zu leiten.If the liquid is not water but a compound that must not be released into the atmosphere, the extraction of air from the drying area allows the parts to be conveyed through the aforementioned ducts, without difficulty to a waste or treatment system for the evaporated liquid.
Die geneigte Anordnung der festen Scheibe gestattet es ferner, die Teile wieder abzuwerfen, wenn der diese aufnehmende Sektor eine entsprechende Öffnung der festen Scheibe erreicht. Die Teile werden mit Hilfe der Schwerkraft entladen, ohne daß sie dabei aufeinander oder gegeneinander fallen, wodurch ihre Oberflächen beschädigt und die Qualität der zuvor erfolgten Fertigbearbeitung beeinträchtigt würde.The inclined arrangement of the fixed disc also allows the parts to be ejected when the sector receiving them reaches a corresponding opening in the fixed disc. The parts are unloaded by gravity without falling on or against each other, which would damage their surfaces and compromise the quality of the previous finishing.
Es ist sinnvoll, wenn der Winkel zwischen der Öffnung für die Abgabe der Teile und dem Absaugkanal für die Heißluft zwischen 20º und 60º liegt.It is advisable if the angle between the opening for the parts discharge and the extraction channel for the hot air is between 20º and 60º.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, die in ihrer einzigen Figur einen Vertikalschnitt durch eine Maschine gemäß der Erfindung zeigt.A preferred embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, which in its only figure shows a vertical section through a machine according to the invention.
Eine metallische Scheibe 2 ist auf einem Untergestell 1 mit Hilfe von Stützen 4 befestigt, die bezüglich der Vertikalen eine Neigung von 30º haben. Der rotierende Teil der Maschine ist auf der festen Scheibe 2 mit Hilfe von Kugellagern angeordnet und besteht aus einer im Randbereich angeordneten Wand 10, die um eine zylindrische Trommel 11 herum rotiert, welche ihrerseits auf der metallischen Scheibe 2 befestigt ist. Der Rand 10 ist in 12 Sektoren übereinstimmender Größe aufgeteilt, die durch nicht dargestellte, radiale Trennwände voneinander abgeteilt sind. Der obere Sektor der Trommel 11 liegt neben einem Heizsystem 12, von welchem er Heißluft erhält; dort ist ein Gitter angebracht, durch welches Luft und Flüssigkeit hindurchtreten können, nicht jedoch die zu behandelnden Teile, die von dem Gitter zurückgehalten werden.A metal disc 2 is fixed to a base 1 by means of supports 4 which have an inclination of 30º with respect to the vertical. The rotating part of the machine is mounted on the fixed disc 2 by means of ball bearings and consists of a peripheral wall 10 which rotates around a cylindrical drum 11 which in turn is fixed to the metal disc 2. The edge 10 is divided into 12 sectors of equal size, separated from one another by radial partitions (not shown). The upper sector of the drum 11 is located next to a heating system 12 from which it receives hot air; there is a grid through which air and liquid can pass, but not the parts to be treated, which are held back by the grid.
Der untere Bereich der Scheibe 2 taucht in einen Behälter 5 ein, der die Waschflüssigkeit aufnimmt. Der Flüssigkeitspegel wird auf einer solchen Höhe gehalten, daß der unterste Sektor der Wand 10 vollständig bedeckt ist.The lower part of the disk 2 is immersed in a container 5, which holds the washing liquid. The liquid level is kept at such a height that the lowest sector of the wall 10 is completely covered.
Im oberen Teil der Scheibe 2 ist eine Öffnung vorgesehen, die mit einer Rutsche 13 verbunden ist, über welche die Metallteile entladen, werden die sich in dem Randsektor befinden, der gerade die obere Position erreicht hat. Das Gitter der zentralen Trommel 11, durch das Heißluft hindurchtreten kann, hat von der Rutsche 13 für die Abgabe der Teile einen Winkelabstand von 30º; das Gitter ist mit einem Saugkanal 3 verbunden, über welchen die Luft abgesaugt werden kann, die über das Heizsystem 12 der Maschine zugeführt worden ist.In the upper part of the disc 2 there is an opening connected to a chute 13 through which the metal parts located in the peripheral sector that has just reached the upper position are discharged. The grid of the central drum 11, through which hot air can pass, is at an angular distance of 30º from the chute 13 for the discharge of the parts; the grid is connected to a suction channel 3 through which the Air that has been supplied to the machine via the heating system 12 can be extracted.
Teile, die gewaschen werden sollen, werden der Maschine über eine Rinne 9 zugeführt, so daß sie den Sektor des Randes 10 füllen, der in den Behälter 5 eintaucht. Über einen nicht gezeigten Motor wird der Rand 10 um seine Achse 7 gedreht, so daß der unterste Sektor allmählich mit seinem Inhalt nach oben bewegt wird. Der darauf folgende Sektor gelangt dann in die unterste Stellung und wird mit weiteren Teilen gefüllt, die der Maschine zugeführt werden. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig. Durch die Drehung des Randes 10 wird der mit Teilen gefüllte Sektor aus der Waschflüssigkeit herausgehoben, so daß die Flüssigkeit in den Behälter 5 zurückfließt, wobei sie durch Zwischenräume zwischen der festen Scheibe 2, der zentralen Trommel 11 und den radialen Trennwänden ablaufen kann.Parts to be washed are fed into the machine via a chute 9 so that they fill the sector of the rim 10 which is immersed in the container 5. The rim 10 is rotated about its axis 7 by a motor (not shown) so that the lowest sector is gradually moved upwards with its contents. The next sector then reaches the lowest position and is filled with further parts which are fed into the machine. This process is repeated continuously. The rotation of the rim 10 lifts the sector filled with parts out of the washing liquid so that the liquid flows back into the container 5, where it can drain through gaps between the fixed disk 2, the central drum 11 and the radial partitions.
Während der Bewegung der Sektoren von der untersten Stellung zu der höchsten Stelle der festen Scheibe 2 (entsprechend 180º) verändern die in den Sektoren aufgenommenen Teile ständig ihre Position, so daß Flüssigkeit herauslaufen kann, die sich in den anfangs nach oben offenen Hohlräumen befindet.During the movement of the sectors from the lowest position to the highest point of the fixed disk 2 (corresponding to 180º), the parts accommodated in the sectors constantly change their position so that liquid can flow out which is located in the cavities which are initially open at the top.
Im oberen Bereich der Maschine begrenzt die tragende Wand des Heizsystems 12 einen abgeschlossenen Raum in dem Sektor 8, der sich gerade in der höchsten Stellung der festen Scheibe 2 befindet und über das Gitter mit dem Absaugkanal 3 verbunden ist. In diesen Sektor 8 wird zum Trocknen der Teile Heißluft eingeblasen.In the upper area of the machine, the supporting wall of the heating system 12 defines a closed space in the sector 8, which is currently in the highest position of the fixed disk 2 and is connected to the extraction channel 3 via the grid. Hot air is blown into this sector 8 to dry the parts.
Die Heißluft wird durch ein nicht gezeigtes Gebläse abgesaugt, das mit dem Saugkanal 3 verbunden ist. Die zugeführte Luft kommt von dem Heizsystem 12.The hot air is extracted by a fan (not shown) which is connected to the suction channel 3. The supplied air comes from the heating system 12.
Aus den genannten Gründen bildet der Sektor 8 einen nahezu geschlossenen Raum, in dem sich aufgrund des durch den Saugkanal 3 ausgeübten Unterdrucks ein Bereich leichten Unterdrucks ausbildet, der die Beseitigung von Flüssigkeit oder Restfeuchte von den in diesem Sektor 8 befindlichen Teilen begünstigt. Durch die folgende Rotation erreicht der Sektor mit den nun trockenen Teilen die Öffnung der Scheibe, so daß über die Rutsche 13 die trockenen Teile aus der Maschine abgeführt werden.For the reasons mentioned above, sector 8 forms an almost closed space in which, due to the air flow through the suction channel 3, exerted negative pressure, an area of slight negative pressure is formed which promotes the removal of liquid or residual moisture from the parts located in this sector 8. As a result of the subsequent rotation, the sector with the now dry parts reaches the opening of the disk so that the dry parts are discharged from the machine via the chute 13.
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