DE9320624U1

DE9320624U1 - Device for cleaning a workpiece with an aqueous cleaning liquid

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Publication number: DE9320624U1
Application number: DE9320624U
Authority: DE
Original assignee: Duerr GmbH
Current assignee: Duerr GmbH
Priority date: 1993-09-09
Filing date: 1993-09-09
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2003-09-10

Description

A 52 229 b Anm.: Dürr GmbHA 52 229 b Note: Dürr GmbH

12. August 1994 Spitalwaldstraße12 August 1994 Spitalwaldstrasse

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Einrichtung zum Reinigen eines Werkstücks mit einer wässrigen ReinigungsflüssigkeitDevice for cleaning a workpiece with an aqueous cleaning fluid

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Reinigen eines mehrere Hauptoberflächen aufweisenden Werkstücks mit einer wässrigen Reinigungsflüssigkeit, in der das Werkstück mit mehreren, aus Düsen austretenden Düsenstrahlen aus dieser Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird sowie die Düsen und das Werkstück relativ zueinander derart bewegt werden und ausgerichtet sind, daß die Düsenstrahlen mehrere der Werkstück-Hauptoberflächen überstreichen und dabei auf letztere unter einem spitzen Winkel auftreffen.The invention relates to a device for cleaning a workpiece having several main surfaces with an aqueous cleaning liquid, in which the workpiece is exposed to several jets of this cleaning liquid emerging from nozzles and the nozzles and the workpiece are moved and aligned relative to one another in such a way that the jets sweep over several of the workpiece's main surfaces and thereby impinge on the latter at an acute angle.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche Reinigungseinrichtung mit einem Werkstückträger zum Halten eines zu reinigenden Werkstücks und einer mehrere Düsen zur Erzeugung von Düsenstrahlen aus dieser Reinigungsflüssigkeit aufweisenden Düsenvorrichtung.In particular, the invention relates to such a cleaning device with a workpiece carrier for holding a workpiece to be cleaned and a nozzle device having several nozzles for generating jet jets from this cleaning liquid.

Vor allem zuvor zerspanend bearbeitete Werkstücke, bei deren Bearbeitung Kühl- und Schneidflüssigkeiten eingesetzt wurden, bedürfen einer solchen Reinigung, um Späne, Reste von Bearbeitungsflüssigkeiten und andere Verschmutzungen von den Werkstücken zu entfernen. Für die geschilderte Problematik typische Werkstück sind z. B. Motorblöcke und Zylinderköpfe von Verbrennungsmotoren, d. h. Werkstücke mit einer ungefähr quaderförmigen Gestalt, aber auch Getriebegehäuse und dergleichen, welche innere, sich nach außen öffnende Hohlräume, Bohrungen, wie Gewindebohrungen, Sacklöcher, d. h. einseitig geschlossene Bohrungen, die auch mit einem Gewinde versehenIn particular, workpieces that have previously been machined and in which cooling and cutting fluids were used require such cleaning in order to remove chips, residues of machining fluids and other contaminants from the workpieces. Workpieces that are typical for the problem described include, for example, engine blocks and cylinder heads of combustion engines, i.e. workpieces with an approximately cuboid shape, but also gearbox housings and the like, which have internal cavities that open outwards, bores such as threaded bores, blind holes, i.e. bores that are closed on one side and can also be provided with a thread.

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sein können, und andere Konturen aufweisen, die dazu neigen, Späne, Reste von Bearbeitungsflüssigkeiten und andere Verschmutzungen zurückzuhalten.and have other contours that tend to retain chips, residues of machining fluids and other contaminants.

Aus Umweltschutzgründen werden zur Werkstückreinigung heute überwiegend wässrige Reinigungsflüssigkeiten eingesetzt, die Tenside und andere reinigungsaktive Substanzen enthalten und mit denen die zu reinigenden Werkstücke abgespritzt werden, und zwar insbesondere während sie in ein von der Reinigungsflüssigkeit gebildetes Bad eingetaucht sind.For environmental reasons, aqueous cleaning fluids containing surfactants and other cleaning-active substances are predominantly used for workpiece cleaning today and are used to spray the workpieces to be cleaned, especially while they are immersed in a bath formed by the cleaning fluid.

Ein solches Reinigungsverfahren und eine Reinigungseinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens beschreibt die DE-C-37 31 410 der Firma Dürr GmbH. Diese bekannte Reinigungseinrichtung umfaßt eine Reinigungskammer, in der ein mittels eines Antriebs um eine horizontale Achse drehbarer Werkstückträger angeordnet ist, in dem ein zu reinigendes Werkstück gehalten werden kann. Zu beiden Seiten dieses Werkstückträgers ist in der Kammer jeweils ein Spritzrohr angebracht, das sich parallel zur Werkstückträger-Drehachse erstreckt und mit einer Reihe von dem Werkstückträger zugewandten Düsen versehen ist, welche in einem von der Reinigungsflüssigkeit gebildeten und die Kammer nahezu füllenden Bad gegen das sich drehende Werkstück gerichtete Düsenstrahlen aus der umgepumpten Reinigungsflüssigkeit erzeugen. Dabei sollen die Düsen so ausgebildet und ausgerichtet sein, daß der Winkel zwischen jedem Düsenstrahl und der Werkstückoberfläche kleiner als 45° und vorzugsweise kleiner als 30° ist. Am Boden der sich nach unten verjüngenden Kammer ist ein Ablauf für die Reinigungsflüssigkeit vorgesehen, welche umgepumpt, dabei z. B. durch Filtern regeneriert und dann unter hohem Druck wieder den Düsen zugeführt wird.Such a cleaning process and a cleaning device for carrying out such a process are described in DE-C-37 31 410 from Dürr GmbH. This known cleaning device comprises a cleaning chamber in which a workpiece carrier is arranged which can be rotated about a horizontal axis by means of a drive and in which a workpiece to be cleaned can be held. On both sides of this workpiece carrier, a spray pipe is mounted in the chamber, which extends parallel to the workpiece carrier's axis of rotation and is provided with a series of nozzles facing the workpiece carrier, which generate jets of the pumped cleaning liquid directed against the rotating workpiece in a bath formed by the cleaning liquid and which almost fills the chamber. The nozzles should be designed and aligned in such a way that the angle between each jet and the workpiece surface is less than 45° and preferably less than 30°. At the bottom of the downwardly tapering chamber, a drain is provided for the cleaning liquid, which is pumped around, e.g. B. regenerated by filtering and then fed back to the nozzles under high pressure.

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Obwohl sich mit dieser bekannten Reinigungsexnrichtung gute Reinigungsergebnxsse erzielen lassen, hat sie doch einige Nachteile: Da der rotierende Werkstückträger ein zu reinigendes Werkstück während des Reinigungsprozesses sicher halten muß, ist es unvermeidbar, daß das Be- und Entladen der Reinigungskammer zumindest zeitaufwendig ist, d. h. Nebenzeiten bedingt, während welcher nicht gereinigt werden kann; da von einer Fertigungsstraße aber immer kürzere Taktzeiten gefordert werden, wird dadurch das für die Reinigung zur Verfügung stehende Zeitintervall erheblich verkürzt - die Taktzeit abzüglich der Nebenzeiten ist gleich demjenigen Zeitintervall, das für die Bearbeitung bzw. Behandlung eines Werkstücks in einer Station der Fertigungsstraße zur Verfügung steht. Da, wie erwähnt, der Werkstückträger das zu reinigende Werkstück während des Reinigungsprozesses sicher halten muß, ist es auch unvermeidlich, daß der Werkstückträger mehr oder minder große Bereiche des zu reinigenden Werkstücks abdeckt, so daß diese durch die Düsenstrahlen nicht beaufschlagt werden können. Zwar beaufschlagt jeder Düsenstrahl einen ringförmigen Umfangsbereich des zu reinigenden und sich an den Düsen vorbeidrehenden Werkstücks, werden aber nicht auch noch die Spritzrohre bzw. Düsen bewegt, was die Reinigungseinrichtung konstruktiv noch aufwendiger macht, wird jede Stelle des Werkstücks nur unter einem ganz bestimmten Winkel angespritzt. Schließlich ist bei dieser bekannten Reinigungseinrichtung eine der Stirnwände der Reinigungskammer als Tür ausgebildet, um bei offenstehender Tür ein Werkstück in Richtung der Werkstückträger-Drehachse in den Werkstückträger einschieben bzw. diesem entnehmen zu können; dies setzt nicht nur eine verhältnismäßig aufwendige Be- und Entladeeinrichtung voraus, sondern die Reinigungskammer muß nach dem Einsetzen eines zu reinigenden Werkstücks und dem Schließen der Tür jedesmal zuerst mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt werden,Although good cleaning results can be achieved with this known cleaning device, it does have some disadvantages: Since the rotating workpiece carrier has to hold a workpiece to be cleaned securely during the cleaning process, it is unavoidable that loading and unloading the cleaning chamber is at least time-consuming, i.e. it involves idle times during which cleaning cannot take place; however, since production lines are increasingly demanding shorter cycle times, the time interval available for cleaning is significantly shortened - the cycle time minus the idle times is equal to the time interval available for processing or treating a workpiece in a station on the production line. Since, as mentioned, the workpiece carrier has to hold the workpiece to be cleaned securely during the cleaning process, it is also unavoidable that the workpiece carrier covers more or less large areas of the workpiece to be cleaned so that these cannot be exposed to the jets. Although each jet of jet impacts a ring-shaped peripheral area of the workpiece to be cleaned and rotates past the nozzles, if the spray pipes or nozzles are not also moved, which makes the cleaning device even more complex in terms of construction, each part of the workpiece is only sprayed at a very specific angle. Finally, in this known cleaning device, one of the front walls of the cleaning chamber is designed as a door so that a workpiece can be inserted into or removed from the workpiece carrier in the direction of the workpiece carrier's axis of rotation when the door is open; this not only requires a relatively complex loading and unloading device, but the cleaning chamber must first be filled with cleaning fluid every time a workpiece to be cleaned is inserted and the door is closed.

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ehe der Reinigungsprozeß beginnen kann, und vor der Entnahme des gereinigten Werkstücks muß die Reinigungsflüssigkeit aus der Reinigungskammer abgelassen werden, um die Tür öffnen zu können, Verfahrensschritte, durch die die Nebenzeiten verlängert werden und die für den eigentlichen Reinigungsprozeß zur Verfügung stehende Zeit verkürzt wird.Before the cleaning process can begin and before the cleaned workpiece can be removed, the cleaning fluid must be drained from the cleaning chamber in order to be able to open the door, process steps that extend the idle times and reduce the time available for the actual cleaning process.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungseinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, durch welches sich mindestens ein Teil der vorstehend aufgeführten Nachteile der geschilderten bekannten Reinigungseinrichtung vermeiden läßt.The invention was based on the object of creating a cleaning device of the type mentioned at the beginning, by means of which at least some of the above-mentioned disadvantages of the known cleaning device described can be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

In der Regel haben die zu reinigenden bzw. zu trocknenden Werkstücke, wie Motorblöcke, Zylinderköpfe und dergleichen, eine ungefähr quaderförmige Gestalt; in diesem Fall bilden die sechs Seiten des Quader die Hauptoberflächen des Werkstücks. Aber auch für Werkstücke anderer Gestalt, insbesondere für prismenförmige Werkstücke, lassen sich Hauptoberflächen definieren, wobei der Begriff "Hauptoberfläche" so breit zu interpretieren ist, daß hierunter auch Oberflächenbereiche zu verstehen sind, die im wesentlichen eine Ebene definieren. Außerdem ergibt sich aus der Erfindungsdefinition, daß bei dem Reinigungsverfahren nicht alle Werkstück-Hauptoberflächen gereinigt oder gar gleichzeitig gereinigt werden, da dies oft nicht zwingend erforderlich ist.As a rule, the workpieces to be cleaned or dried, such as engine blocks, cylinder heads and the like, have an approximately cuboid shape; in this case, the six sides of the cuboid form the main surfaces of the workpiece. But main surfaces can also be defined for workpieces of other shapes, in particular for prism-shaped workpieces, whereby the term "main surface" is to be interpreted so broadly that it also includes surface areas that essentially define a plane. In addition, it follows from the definition of the invention that not all of the workpiece's main surfaces are cleaned or even cleaned at the same time during the cleaning process, since this is often not absolutely necessary.

Wenn vorstehend davon die Rede ist, daß jeder zu reinigende Bereich der mit den Düsenstrahlen beaufschlagten Werkstück-Hauptoberflächen mit wenigstens zwei Düsenstrahlen überstri-When it is mentioned above that each area of the main workpiece surfaces to be cleaned that is exposed to the jets is covered with at least two jets.

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chen wird, so bedeutet dies nicht, daß jeder Punkt dieser zu reinigenden Bereiche von wenigstens zwei Düsenstrahlen überstrichen wird (dies wird sich aus.der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgeraäßen Reinigungseinrichtung noch ergeben).chen, this does not mean that every point of these areas to be cleaned is covered by at least two jets (this will become clear from the following description of a preferred embodiment of the cleaning device according to the invention).

Was vorstehend für die Werkstück-Hauptoberflächen bzw. für die zu reinigenden Bereiche der mit Düsenstrahlen beaufschlagten Werkstück-Hauptoberflächen ausgeführt wurden, gilt sinngemäß auch für die senkrecht zur Bewegungsrichtung sowie zu dem momentan gereinigten Werkstück-Oberflächenbereich verlaufende Ebene, deren Neigung im Raum sich durchaus im Zuge des Reinigungsvorgangs ändern kann, nämlich z. B. dann, wenn die Düsen im Hinblick auf die Gestalt des zu reinigenden Werkstücks nicht längs einer geradlinigen Bahn bewegt werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens ist die Bewegungsbahn jedoch eine geradlinige. What was stated above for the main workpiece surfaces or for the areas of the main workpiece surfaces to be cleaned that are exposed to jets also applies mutatis mutandis to the plane running perpendicular to the direction of movement and to the workpiece surface area that is currently being cleaned, the inclination of which in space can certainly change during the cleaning process, for example when the nozzles are not moved along a straight path with regard to the shape of the workpiece to be cleaned. In preferred embodiments of the cleaning method according to the invention, however, the path of movement is a straight one.

Da in der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung das zu reinigende Werkstück nicht rotiert wird, entfallen alle Probleme, die bei der vorstehend beschriebenen bekannten Reinigungseinrichtung darauf zurückzuführen sind, daß das Werkstück in einem drehantreibbaren Werkstückträger angeordnet werden muß. Des weiteren läßt sich die Reinigung in einer Einrichtung viel einfacheren Aufbaus durchführen, insbesondere dann, wenn die Düsen nur längs einer geradlinigen Bahn verschoben werden. Auch hat sich gezeigt, daß sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung selbst Partien des zu reinigenden Werkstücks, welche dazu neigen, Bearbeitungsrückstände, seien es nun Späne, Reste der Reinigungsflüssigkeit oder sonstige Verschmutzungen, zurückzuhalten, z. B. Sacklöcher, zufriedenstellend säubern lassen, wobei man sichSince the workpiece to be cleaned is not rotated in the cleaning device according to the invention, all problems that arise in the known cleaning device described above due to the fact that the workpiece must be arranged in a workpiece carrier that can be driven in rotation are eliminated. Furthermore, cleaning can be carried out in a device with a much simpler structure, especially if the nozzles are only moved along a straight path. It has also been shown that with the help of the device according to the invention, even parts of the workpiece to be cleaned that tend to retain processing residues, be they chips, residues of the cleaning liquid or other contaminants, e.g. blind holes, can be cleaned satisfactorily, whereby

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folgendes vor Augen halten muß: Bei einem zu kleinen Neigungswinkel des Düsenstrahls gegenüber dem momentan zu reinigenden Werkstück-Oberflächenbereich werden solche, Verunreinigungen zurückhaltende Werkstückpartien, wie z. B. Gewindebohrungen, nicht hinreichend gereinigt, und wenn der Düsenstrahl nahezu senkrecht auf einen gerade zu reinigenden Werkstück-Oberflächenbereich auftrifft, führen Reflexionen des Düsenstrahls zu einer Schwächung der Reinigungswirkung, insbesondere in tiefen und engen Werkstückpartien bzw. Werkstückkonturen .The following must be kept in mind: If the angle of inclination of the jet is too small compared to the workpiece surface area that is currently being cleaned, workpiece areas that retain contamination, such as threaded holes, are not cleaned sufficiently, and if the jet hits a workpiece surface area that is currently being cleaned almost vertically, reflections of the jet lead to a weakening of the cleaning effect, especially in deep and narrow workpiece areas or workpiece contours.

Mit der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung läßt sich nun insbesondere mit den folgenden, unterschiedlichen Vorgehensweisen reinigen:With the cleaning device according to the invention, cleaning can now be carried out in particular using the following different procedures:

(a) Überstreichen des Werkstücks mit einer einzigen Düse bzw. einem einzigen Satz von Düsen in einem einzigen Hin- und Herlauf, wobei die Düse bzw. die Düsen am Wendepunkt um das Doppelte des Neigungswinkels (bezogen auf das Lot auf die gerade gereinigte Werkstück-Hauptoberfläche) geschwenkt wird bzw. werden;(a) sweeping the workpiece with a single nozzle or a single set of nozzles in a single back and forth pass, the nozzle or nozzles being pivoted at the turning point by twice the angle of inclination (relative to the perpendicular to the main surface of the workpiece being cleaned);

(b) Überstreichen des Werkstücks mit zwei zu dieser Lotrechten spiegelsymmetrisch geneigten Düsen bzw. Düsensätzen, wobei entweder mit einem Hin- und Herlauf gearbeitet wird und dabei jeweils nur eine der Düsen bzw. nur die Düsen des einen Düsensatzes in Betrieb ist bzw. sind, oder ein einfaches Überstreichen des Werkstücks mit zwei gleichzeitig betriebenen Düsen bzw. Düsensätzen.(b) Sweeping over the workpiece with two nozzles or nozzle sets that are inclined in mirror symmetry to this vertical, either with a back and forth movement and only one of the nozzles or only the nozzles of one nozzle set being in operation at a time, or simply sweeping over the workpiece with two nozzles or nozzle sets operating simultaneously.

Natürlich können diese Vorgänge ein- oder mehrmals wiederholt werden, sollte die Gestalt des Werkstücks eine solche Wiederholung erforderlich machen.Of course, these processes can be repeated once or several times if the shape of the workpiece makes such repetition necessary.

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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann mit einem reinen Abspritzverfahren gearbeitet werden; bevorzugt werden aber Ausführungsformen, bei denen das Werkstück in ein Bad der wässrigen Reinigungsflüssigkeit eingetaucht und im getauchten Zustand mit den Düsenstrahlen gereinigt wird.The device according to the invention can be used with a pure spraying process; however, preferred embodiments are those in which the workpiece is immersed in a bath of the aqueous cleaning liquid and cleaned with the jets in the immersed state.

Besonders gute Reinigungsergebnisse lassen sich erzielen, wenn die Düsen in einem Abstand von ungefähr 20 mm bis ungefähr 40 mm von der beaufschlagtem Werkstück-Hauptoberfläche an dieser vorbeibewegt werden, wobei sich gezeigt hat, daß ein Abstand von ungefähr 30 mm zu den besten Reinigungsergebnissen führt.Particularly good cleaning results can be achieved if the nozzles are moved past the main surface of the workpiece at a distance of approximately 20 mm to approximately 40 mm from the workpiece, whereby it has been shown that a distance of approximately 30 mm leads to the best cleaning results.

Bezüglich des Neigungswinkels &agr; wird empfohlen, daß dieser ungefähr 20° bis ungefähr 40° beträgt, und als besonders vorteilhaft hat sich ein Winkel &agr; von ungefähr 30° erwiesen.With regard to the angle of inclination α, it is recommended that this be approximately 20° to approximately 40°, and an angle α of approximately 30° has proven to be particularly advantageous.

Da gerade in getakteten Fertigungsstraßen die arbeitsunwirksamen Nebenzeiten besonders ins Gewicht fallen, ist es besonders vorteilhaft, wenn während des Reinigungsvorgangs das Werkstück stationär gehalten wird und die Düsen bewegt werden, weil sich dann das Einbringen und die Entnahme eines Werkstücks besonders einfach und rasch durchführen lassen.Since the idle times are particularly significant in synchronized production lines, it is particularly advantageous if the workpiece is held stationary and the nozzles are moved during the cleaning process, because then the insertion and removal of a workpiece can be carried out particularly easily and quickly.

Um z. B. bei einem ungefähr guaderförmigen und prismenförmigen Werkstück auch zumindest dessen eine Stirnseite, vorteilhafterweise dessen beide Stirnseiten, im gleichen Zug reinigen zu können, in dem auch mindestens eine seiner sich in Bewegungsrichtung erstreckenden Hauptoberflächen gereinigt wird, ist es besonders vorteilhaft, daß der Verschiebeweg der Düsen um so viel größer ist als die Länge des Werkstücks in Bewegungsrichtung, daß die Düsenstrahlen auch die quer zur Bewegungsrichtung orientierte Werkstück-Hauptoberfläche bzw. -Hauptoberflächen überstreichen.In order to be able to clean, for example, at least one end face of an approximately square and prism-shaped workpiece, advantageously both end faces, in the same step in which at least one of its main surfaces extending in the direction of movement is also cleaned, it is particularly advantageous that the displacement path of the nozzles is so much greater than the length of the workpiece in the direction of movement that the nozzle jets also sweep over the main surface or surfaces of the workpiece oriented transversely to the direction of movement.

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Gerade für ungefähr prismenförmige und insbesondere ungefähr quaderförmige Werkstücke wird schließlich empfohlen, daß - in Bewegungsrichtung gesehen - die Düsen eine mindestens die Mehrzahl der Werkstück-Hauptoberflächen umfassende Düsenreihe bilden.Finally, especially for roughly prism-shaped and especially roughly cuboid-shaped workpieces, it is recommended that - viewed in the direction of movement - the nozzles form a row of nozzles that encompasses at least the majority of the workpiece's main surfaces.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung zu einer besonders einfachen Konstruktion führt, wenn die Düsen horizontal bewegt werden.From the above it follows that the cleaning device according to the invention leads to a particularly simple construction if the nozzles are moved horizontally.

Um ein Schwenken der Düsen zu vermeiden, wird die erfindungsgemäße Einrichtung vorteilhafterweise so ausgebildet, daß die Düsen eine Düsenreihe bilden, längs welcher die Düsen sowohl nach der einen, als auch nach der anderen Seite dieser Ebene geneigt sind.In order to avoid swiveling of the nozzles, the device according to the invention is advantageously designed so that the nozzles form a row of nozzles along which the nozzles are inclined both to one and to the other side of this plane.

Um die benutzte Reinigungsflüssigkeit einfach wieder auffangen zu können, aber auch zu dem Zweck, nach Art des an sich bekannten Flutwaschens reinigen zu können, empfiehlt es sich, die Reinigungseinrichtung so auszuführen, daß der Werkstückträger in einem Behälter angeordnet und die Düsenvorrichtung in diesem Behälter verfahrbar ist. Wird in einem solchen Fall die Düsenvorrichtung horizontal bewegt, lassen sich die Werkstücke einfach von oben in den Behälter einführen und auf den Werkstückträger aufsetzen und in gleich einfacher Weise nach oben dem Behälter wieder entnehmen, so daß sich in einer Anlage die bekannten und üblicherweise eingesetzten Hubschrittförderer zum Be- und Entladen der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung verwenden lassen. Mit derartigen Hubschrittförderern, aber auch anderen Werkstück-Handhabungseinrichtungen, lassen sich jedoch auch andere Behälter be- und entladen, z. B. Behälter mit einer oder mehreren, zum Öffnen des Behälters bewegbaren Behälterwänden oder -wandsegmenten.In order to be able to easily collect the used cleaning liquid, but also to be able to clean in the manner of the known flood washing, it is recommended that the cleaning device be designed in such a way that the workpiece carrier is arranged in a container and the nozzle device can be moved in this container. If in such a case the nozzle device is moved horizontally, the workpieces can simply be inserted into the container from above and placed on the workpiece carrier and removed from the container again in an equally simple manner, so that the known and usually used lifting step conveyors can be used in a system to load and unload the cleaning device according to the invention. With lifting step conveyors of this type, as well as other workpiece handling devices, other containers can also be loaded and unloaded, e.g. containers with one or more container walls or wall segments that can be moved to open the container.

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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung; in der Zeichnung zeigen:Further features, advantages and details of the invention emerge from the appended claims and/or from the following description and the appended drawing of a particularly advantageous embodiment of the cleaning device according to the invention; in the drawing:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht dieser Reinigungseinrichtung, wobei die vordere Wand eines Behälters, in dem die Werkstücke gereinicft werden, weggebrochen wurde;Fig. 1 is a schematic side view of this cleaning device, with the front wall of a container in which the workpieces are cleaned broken away ;

Fig. 2 eine Stirnansicht der Reinigungseinrichtung, gemäß Fig. 1 von links gesehen, undFig. 2 is a front view of the cleaning device, according to Fig. 1, seen from the left, and

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Reinigungseinrichtung.Fig. 3 a top view of the cleaning device.

Alle Teile der Reinigungseinrichtung gemäß den Figuren 1-3 wurden dort nur schematisch dargestellt, um die Zeichnungen zu vereinfachen, jedoch genügt diese schematische Darstellung für den Fachmann, um die erf induncjsgemäße Reinigungseinrichtung verwirklichen zu können.All parts of the cleaning device according to Figures 1-3 were shown there only schematically in order to simplify the drawings, but this schematic representation is sufficient for the person skilled in the art to be able to implement the cleaning device according to the invention.

Die Reinigungseinrichtung besitzt einen oben offenen Behälter 10, dessen unterer Bereich sich nach unten verjüngt und der unten durch einen Verschluß 12 verschlossen wird. Im Bereich dieses Verschlusses ist eine nicht dargestellte Ablaßleitung für die Reinigungsflüssigkeit vorcjesehen, die ein gleichfalls nicht dargestelltes Ventil enthält und dem Zweck dient, während des Reinigungsprozesses laufend Reinigungsflüssigkeit aus dem Behälter 10 abzuführen, die dann, gegebenenfalls nach einer Wiederaufbereitung, dem Reinigungsprozeß wieder zugeführt wird. Zweckmäßigerweise enthält der Verschluß 12 einThe cleaning device has a container 10 that is open at the top, the lower part of which tapers downwards and is closed at the bottom by a closure 12. In the area of this closure, a drain line (not shown) is provided for the cleaning liquid, which contains a valve (also not shown) and serves the purpose of continuously draining cleaning liquid from the container 10 during the cleaning process, which is then fed back into the cleaning process, if necessary after reprocessing. The closure 12 expediently contains a

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Schieberventil verhältnismäßig großen Querschnitts, um, sollen die Werkstücke durch Flutwaschen gereinigt werden, das von der Reinigungsflüssigkeit gebildete Bad rasch aus dem Behälter 10 ablassen zu können - für das Flutwaschen muß der Behälter 10 z. B. zur Hälfte oder zu zwei Dritteln mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt werden, um zu reinigende Werkstücke in das Reinigungsflüssigkeitsbad eintauchen und in diesem untertauchen zu können. Ein einfaches Be- und Entladen sowie ein rasches Entleeren des Behälters ist aber auch dann möglich, wenn letzterer gemäß der deutschen Patentanmeldung P 43 06 176.1 ausgebildet ist.Slide valve with a relatively large cross-section in order to be able to quickly drain the bath formed by the cleaning liquid from the container 10 if the workpieces are to be cleaned by flood washing - for flood washing, the container 10 must be half or two-thirds full with cleaning liquid, for example, in order to be able to immerse the workpieces to be cleaned in the cleaning liquid bath and submerge them in it. However, simple loading and unloading as well as rapid emptying of the container is also possible if the latter is designed in accordance with German patent application P 43 06 176.1.

Ein im Behälter 10 befestigter Gitterboden 14, bei dem es sich auch um einen als Filter wirkenden Zwischenboden handeln kann, trägt ein zu reinigendes Werkstück 16, gegebenenfalls über auf dem Boden 14 fest angebrachte Stützen 18, so daß der Boden 14, gegebenenfalls zusammen mit den Stützen 18, einen Werkstückträger bildet. Ein zu reinigendes Werkstück kann also mit bekannten Werkstück-Handhabungs- und -Fördergeräten einfach von oben in den Behälter 10 eingesetzt und auf die Stützen 18 aufgesetzt werden, und in derselben einfachen Weise läßt sich das gereinigte Werkstück nach oben dem Behälter 10 wieder entnehmen.A grid base 14 secured in the container 10, which can also be an intermediate base acting as a filter, supports a workpiece 16 to be cleaned, if necessary via supports 18 firmly attached to the base 14, so that the base 14, if necessary together with the supports 18, forms a workpiece carrier. A workpiece to be cleaned can therefore be simply inserted into the container 10 from above using known workpiece handling and conveying devices and placed on the supports 18, and the cleaned workpiece can be removed from the top of the container 10 in the same simple manner.

Gemäß Fig. 1 vor und hinter dem Behälter 10 und über diesem befinden sich stationäre Laufschienen 20, auf denen ein portalähnlicher Laufwagen 22 ruht und längs welchen dieser Laufwagen 22 mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebs hin- und hergefahren werden kann. Zu diesem Zweck ist der Laufwagen 22 mit Laufrollen 24 versehen, von denen die auf der einen Seite des Laufwagens 22 angeordneten Laufrollen, wie in Fig. 2 dargestellt, mit Spurkränzen versehen sein können, um auf den Laufschienen 20 eine Seitenführung zu erhalten.According to Fig. 1, in front of and behind the container 10 and above it there are stationary guide rails 20 on which a portal-like carriage 22 rests and along which this carriage 22 can be moved back and forth with the help of a drive (not shown). For this purpose, the carriage 22 is provided with rollers 24, of which the rollers arranged on one side of the carriage 22, as shown in Fig. 2, can be provided with flanges in order to obtain lateral guidance on the guide rails 20.

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Die Fig. 2 zeigt insofern eine Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 1, als anstelle eines Zwischenbodens 14 nur ein schienenförmiger Werkstückträger 14' vorgesehen ist, welcher an den Seitenwänden des Behälters 10 befestigt ist.Fig. 2 shows a variant of the embodiment according to Fig. 1 in that instead of an intermediate floor 14 only a rail-shaped workpiece carrier 14' is provided, which is attached to the side walls of the container 10.

Der Laufwagen 22 trägt eine umgekehrt U- oder jochförmige Düsenvorrichtung 30, an der eine Vielzahl von Düsen 32, 34, 36, 38 und 40 angebracht ist. Der Versorgung der Düsenvorrichtung 30 mit Reinigungsflüssigkeit dient z. B. eine flexible Speiseleitung 42, in die mittels einer nicht dargestellten Pumpe Reinigungsflüssigkeit unter verhältnismäßig hohem Druck gefördert wird; bei dieser Reinigungsflüssigkeit handelt es sich insbesondere um am Boden des Behälters 10 abgezogene und gegebenenfalls, z. B. durch Filtern, regenerierte Reinigungsflüssigkeit. Alle Düsen 30, 32, 34, 36, 38 und 40 stehen mit der Speiseleitung 42 in Verbindung und werden aus dieser mit Reinigungsflüssigkeit gespeist; dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß alle Schenkel 44, 46 und 48 eines die Düsen tragenden Jochs 50 als miteinander und mit der Speiseleitung 42 verbundene Rohre ausgebildet sind, deren Inneres mit den nicht näher dargestellten Düsenkanälen der Düsen kommuniziert, wobei natürlich die die vertikalen Schenkel 46 des Jochs 50 bildenden Rohre unten verschlossen sind.The carriage 22 carries an inverted U-shaped or yoke-shaped nozzle device 30, to which a plurality of nozzles 32, 34, 36, 38 and 40 are attached. The nozzle device 30 is supplied with cleaning fluid by, for example, a flexible feed line 42, into which cleaning fluid is pumped under relatively high pressure by means of a pump (not shown); this cleaning fluid is in particular cleaning fluid that is drawn off from the bottom of the container 10 and, if necessary, regenerated, e.g. by filtering. All nozzles 30, 32, 34, 36, 38 and 40 are connected to the feed line 42 and are fed with cleaning fluid from it; This can be done, for example, by designing all the legs 44, 46 and 48 of a yoke 50 carrying the nozzles as pipes connected to one another and to the feed line 42, the interior of which communicates with the nozzle channels of the nozzles (not shown in detail), whereby of course the pipes forming the vertical legs 46 of the yoke 50 are closed at the bottom.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Werkstück 16 soll es sich nun beispielsweise um einen zu reinigenden Motorblock handeln; das Werkstück wurde deshalb als Quader dargestellt, welcher sechs Hauptoberflächen besitzt, nämlich vier sich in Bewegungsrichtung "F" (siehe Fig. 1) des Laufwagens 22 erstreckende Hauptoberflächen 52, 54, 56 und 58, sowie zwei Stirnflächen 60 und 62, die sich senkrecht zur Bewegungsrichtung F erstrecken.The workpiece 16 shown in the drawing is, for example, an engine block to be cleaned; the workpiece was therefore shown as a cuboid which has six main surfaces, namely four main surfaces 52, 54, 56 and 58 extending in the direction of movement "F" (see Fig. 1) of the carriage 22, as well as two end faces 60 and 62 which extend perpendicular to the direction of movement F.

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In den Figuren 1 und 3 wurde eine Ebene "P" angedeutet, die senkrecht zur Bewegungsrichtung F und senkrecht zu den Werkstück-Hauptoberflächen 52, 54, 56 und 58 verläuft; von dieser Bezugsebene P sei angenommen, daß sie sich zusammen mit dem Laufwagen 22 verschiebt, weshalb in Fig. 3 auch diejenige Position dieser Bezugsebene P angedeutet wurde, die die Bezugsebene P einnimmt, wenn sich der Laufwagen 22 an dem gemäß Fig. 3 rechten Ende seines Verfahrweges W befindet, wobei dann erfindungsgemäß die Düsenvorrichtung 30, insbesondere aber die von ihren Düsen 30 - 40 gebildete Konfiguration zu der mitbewegten Bezugsebene P spiegelsymmetrisch ist, sieht man einmal von einem später noch zu erörternden vertikalen bzw. horizontalen Versatz der Düsen relativ zueinander ab.In Figures 1 and 3, a plane "P" was indicated which runs perpendicular to the direction of movement F and perpendicular to the main workpiece surfaces 52, 54, 56 and 58; it is assumed that this reference plane P moves together with the carriage 22, which is why the position of this reference plane P which the reference plane P takes up when the carriage 22 is at the right end of its travel path W according to Figure 3 was also indicated in Figure 3, whereby according to the invention the nozzle device 30, but in particular the configuration formed by its nozzles 30 - 40, is mirror-symmetrical to the reference plane P which moves with it, disregarding a vertical or horizontal offset of the nozzles relative to one another, which will be discussed later.

In den Figuren 1 und 3 wurden die von den Düsen 32, 34 und erzeugten Düsenstrahlen mit 70 bzw. 72 bezeichnet, die von den Düsen 38 und 40 erzeugten Düsenstrahlen mit 74 bzw. 76.In Figures 1 and 3, the jets generated by the nozzles 32, 34 and 36 are designated 70 and 72, respectively, and the jets generated by the nozzles 38 and 40 are designated 74 and 76, respectively.

Der von den Düsenstrahlen 70, 72, 74 und 76 mit der Bezugsebene P bzw. mit den Werkstück-Hauptoberflächen 60 und 62 gebildete Winkel wurde mit &agr; bezeichnet und beträgt erfindungsgemäß ungefähr 30°.The angle formed by the jets 70, 72, 74 and 76 with the reference plane P or with the main workpiece surfaces 60 and 62 was designated α and is approximately 30° according to the invention.

Wenn das zu reinigende Werkstück 16 von einem Werkstückträger getragen wird, durch den auch die Unterseite 54 des Werkstücks zugänglich gemacht wird, könnte die Düsenvorrichtung 30 so ausgeführt werden, daß sie auch die Unterseite des zu reinigenden Werkstücks untergreift:, um so in einem Arbeitsgang alle Seiten des Werkstücks zu reinigen.If the workpiece 16 to be cleaned is carried by a workpiece carrier through which the underside 54 of the workpiece is also made accessible, the nozzle device 30 could be designed such that it also reaches under the underside of the workpiece to be cleaned, in order to clean all sides of the workpiece in one operation.

Mit der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung läßt sich nun grundsätzlich ein zu reinigendes Werkstück 16 soWith the preferred embodiment of the cleaning device according to the invention shown in the drawing, a workpiece 16 to be cleaned can now be

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reinigen, daß der Laufwagen 22 nur einmal das Werkstück überstreicht, und zwar ausgehend z. B. von seiner gemäß den Figuren 1 und 3 rechten Endposition (rechtes Ende des Verfahrweges W), in der die vertikalen Schenkel 46 des Jochs 50 in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien dargestellt wurden. Erfindungsgemäß ist nämlich die Reinigungseinrichtung so dimensioniert, daß sich in dieser rechten Endposition des Laufwagens 22 die Düsenstrahlen 74 in der Längsmittelebene des Behälters 10 treffen, während in der gemäß den Figuren 1 und 3 linken Endposition des Laufwagens 22 sich die Düsenstrahlen 76 in dieser Längsmittelebene treffen. Bei einem einmaligen Verfahren des Laufwagens 22 über den gesamten Verfahrweg W (gemäß den Figuren 1 und 3 von links nach rechts oder von rechts nach links) werden infolgedessen die beiden Stirnseiten 60 und 62, die Oberseite 52 und die beiden Seiten 56 und 58 des Werkstücks 16 mit Düsenstrahlen 70, 72, 74 und 76 überstrichen. Je nach dabei erzieltem Reinigungsergebnis kann das Werkstück 16 aber dadurch noch intensiver gereinigt werden, daß man den Laufwagen 22 bei mit Reinigungsflüssigkeit beschickten Düsen wieder in seine Ausgangsposition zurückfährt .clean that the carriage 22 only passes over the workpiece once, starting, for example, from its right end position according to Figures 1 and 3 (right end of the travel path W), in which the vertical legs 46 of the yoke 50 were shown in solid lines in Fig. 3. According to the invention, the cleaning device is dimensioned such that in this right end position of the carriage 22 the jets 74 meet in the longitudinal center plane of the container 10, while in the left end position of the carriage 22 according to Figures 1 and 3 the jets 76 meet in this longitudinal center plane. When the carriage 22 is moved once over the entire travel path W (according to Figures 1 and 3 from left to right or from right to left), the two front sides 60 and 62, the top side 52 and the two sides 56 and 58 of the workpiece 16 are consequently covered with jets 70, 72, 74 and 76. Depending on the cleaning result achieved, the workpiece 16 can be cleaned even more intensively by moving the carriage 22 back to its starting position with the nozzles filled with cleaning fluid.

Insbesondere aus den Figurgen 1 und 3 ergibt sich aber auch, daß die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung auch wie folgt betrieben oder wie folgt modifiziert werden könnte:In particular, it is clear from Figures 1 and 3 that the cleaning device according to the invention could also be operated as follows or modified as follows:

Man verfährt den Laufwagen 22 z. B. zunächst gemäß den Figuren 1 und 3 von rechts nach links, wobei nur die Düsen 32, und 38 betrieben werden, worauf der Laufwagen 22 von links nach rechts zurückgefahren wird und dabei nur die Düsen 36 und 40 betrieben werden.For example, the carriage 22 is first moved from right to left according to Figures 1 and 3, with only the nozzles 32, and 38 being operated, after which the carriage 22 is moved back from left to right and only the nozzles 36 and 40 are operated.

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Die Düsenvorrichtung 30 könnte aber auch mit schwenkbaren Düsen ausgerüstet werden, so daß diese sowohl die Neigung der Düsen 32 und 38, als auch die Neigung der Düsen 36 und 40 einnehmen können. Bei einer solchen Ausführungsform könnte man den Laufwagen 22 zunächst von rechts nach links verschieben, wobei die Düsen die Orientierungen der Düsen 32, 34 und 38 einnehmen, worauf die Düsen um den Winkel 2a geschwenkt werden, so daß sie die Orientierung der Düsen 36 und 40 aufweisen, worauf der Laufwagen 22 von links nach rechts verfahren wird.The nozzle device 30 could also be equipped with swivel nozzles so that they can take on the inclination of the nozzles 32 and 38 as well as the inclination of the nozzles 36 and 40. In such an embodiment, the carriage 22 could first be moved from right to left, with the nozzles taking on the orientations of the nozzles 32, 34 and 38, whereupon the nozzles are swiveled by the angle 2a so that they have the orientation of the nozzles 36 and 40, whereupon the carriage 22 is moved from left to right.

Die in der Zeichnung dargestellte bevorzugte Ausführungsform macht von dem Umstand Gebrauch, daß die Düsenstrahlen nicht punktförmig auf dem Werkstück auftreffen, was es erlaubt, Düsen unterschiedlicher Neigung längs der Schenkel 46 und in Längsrichtung dieser Schenkel gegeneinander versetzt anzuordnen. Die Düsenvorrichtung 30 könnte aber auch so ausgebildet sein, daß an jeder mit Düsen besetzten Stelle des Jochs 50 ein Paar von Düsen angeordnet ist, deren eine um den Winkel &agr; nach der einen Seite und deren andere um den Winkel &agr; nach der anderen Seite der Bezugsebene P geneigt ist.The preferred embodiment shown in the drawing makes use of the fact that the jets do not impinge on the workpiece in a point-like manner, which allows nozzles of different inclinations to be arranged along the legs 46 and offset from one another in the longitudinal direction of these legs. However, the nozzle device 30 could also be designed in such a way that at each point on the yoke 50 occupied by nozzles, a pair of nozzles is arranged, one of which is inclined by the angle α to one side and the other by the angle α to the other side of the reference plane P.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn - in Bewegungsrichtung F, d. h. in Richtung des Verfahrweges W gesehen - der Abstand der Düsen von der Hauptkontur des Werkstücks ungefähr 20 - 40 mm und insbesondere ungefähr 30 mm beträgt.It has proven to be particularly useful if - in the direction of movement F, i.e. in the direction of travel W - the distance of the nozzles from the main contour of the workpiece is approximately 20 - 40 mm and in particular approximately 30 mm.

Wenn der Verschluß 12 ein Schieberventil bildet, kann durch die Einstellung seines Schiebers diejenige Menge der Reinigungsflüssigkeit eingestellt werden, die pro Zeiteinheit aus dem Behälter 10 abfließt, so daß man auf eine besondere Ablaßleitung verzichten kann.If the closure 12 forms a slide valve, the amount of cleaning liquid that flows out of the container 10 per unit of time can be adjusted by adjusting its slide, so that a special drain line can be dispensed with.

Claims

EXPECTATIONS

1. Cleaning device for cleaning a workpiece having a plurality of main surfaces with an aqueous cleaning liquid, with a workpiece carrier for holding a workpiece to be cleaned and a nozzle device having a plurality of nozzles for generating jets of the cleaning liquid, characterized in that the workpiece carrier (14, 18; 14') is stationary and the nozzle device (30) can be moved back and forth along the workpiece (16) along a displacement path (W), that the displacement path (W) of the nozzle device (30) is so much greater than the length of the workpiece (16) in the direction of movement (F) that the jets (70, 72, 74, 76) also sweep over the workpiece main surfaces (60, 62) oriented transversely to the direction of movement (F), and that the nozzle device (30) is designed in such a way that each area to be cleaned is provided with a jet (70, 72, 74, 76) can be swept over with at least two jets (70, 72 or 74, 76) which run approximately mirror-inverted to a plane (P) running perpendicular to the direction of movement (F) and to the workpiece surface area swept over by them and form an angle α of less than 45° and greater than 0° with this plane.

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2. Device according to claim 1, characterized in that the nozzles (32, 34, 36, 38, 40) form a row of nozzles,
along which the nozzles are inclined both to one and the other side of this plane (P).

3. Device according to claim 2, characterized in that the nozzles (32, 34, 36, 38, 40) are arranged along the row of nozzles alternately to one side and the other of this
plane (P).

4. Device according to one or more of claims 1 to

3, characterized in that the workpiece carrier (14,
18; 14') arranged in a container (10) and the
Nozzle device (30) is movable in this container.

5. Device according to one or more of claims 1 to

4, characterized in that the nozzle device (30) is horizontally movable.

6. Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the nozzle device (30) - seen in the direction of movement (F) - has at least
U-shaped row of nozzles.

7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the nozzle device (30) is designed in the manner of a
Gantry vehicle is designed.