EP2723508B1

EP2723508B1 - Vorrichtung zum behandeln von werkstücken

Info

Publication number: EP2723508B1
Application number: EP12727381.1A
Authority: EP
Inventors: Hermann-Josef David; Egon KÄSKE; Norbert Klinkhammer
Original assignee: Duerr Ecoclean GmbH
Current assignee: Ecoclean GmbH
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-06-14
Also published as: MX370219B; US20140109939A1; CN103619497B; BR112013027967A8; BR112013027967A2; WO2012175407A1; RU2014102110A; DE102011078076A1; EP2723508A1; RU2606430C2; ES2605820T3; CN103619497A; MX2013014713A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Werkstücken mit einem Düsenmodul, das einen Modulkörper mit einer in eine Längsrichtung entlang einer Achse erstreckten ersten Düsenkammer hat, die wenigstens einen von der Achse durchsetzten Düsenmund mit einer Düsenöffnung für das Erzeugen wenigstens eines in der Richtung der Achse auf ein Werkstück gerichteten Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls aufweist, wobei der Modulkörper eine in der Längsrichtung erstreckte weitere Düsenkammer enthält, und mit einer Einrichtung für das Zuführen von mit Hochdruck beaufschlagter Flüssigkeit in die erste Düsenkammer, um den wenigstens einen Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl zu erzeugen.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der WO 2006/119923 A1 bekannt.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren für das Entgraten und ein Verfahren für das Reinigen eines Werkstücks.
Bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken, etwa von Motorenkomponenten, z. B. Zylinderköpfen, entstehen an den Rändern von Ausnehmungen und Bohrungen Grate. Darüber hinaus werden bei der spanenden Bearbeitung Werkstücke mit Kühlschmierstoffen und Spänen verschmutzt. Bei nachfolgenden Montageprozessen kann das Störungen hervorrufen und die technische Funktionalität von ganzen Systemen beeinträchtigen, die aus entsprechenden Werkstücken hergestellt sind. Bei Verbrennungsmotoren biergen insbesondere Verunreinigungen von Zylinderkopfbohrungen und Einspritzdüsen mit Kühlschmierstoffen und Spänen die Gefahr von Motorschäden, die irreparabel sind.
In der industriellen Festigung wird für das Entgraten von Werkstücken Hochdruck-Wasserstrahltechnik eingesetzt. Bei dieser Technik werden unerwünschte Grate an einem Werkstück mit einem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl angeströmt und von dem Werkstück aufgrund des Impulsübertrags abgetrennt. Für das Entgraten von Werkstücken mit der Hochdruck-Wasserstrahltechnik werden Düsenmodule verwendet, die einen Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl erzeugen, in dem die Flüssigkeit auf eine sehr große Strömungsgeschwindigkeit V_s beschleunigt ist, die insbesondere von V_s = 10 m/s bis zu V_s = 600 m/s betragen kann.
Die Verunreinigungen von Werkstücken können durch Flutwaschen beseitigt werden. Beim Flutwaschen werden die Werkstücke ganz oder teilweise in ein Fluidbad eingetaucht. Dieses Fluidbad ist z.B. ein bei Normbedingungen flüssiges und weitgehend ruhendes Reinigungsmedium. In einem solchen Fluidbad werden die Werkstücke über Düsen mit einem Fluidstrahl beaufschlagt, der einen großen Massenstrom hat.
Düsen für Flutwaschen werden im Regelfall ganz oder teilweise unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Fluidbads betrieben, in das ein entsprechendes Werkstück eingetaucht ist. Für das Flutwaschen von Werkstücken werden vorzugsweise Düsenmodule eingesetzt, die einen Fluidstrahl mit großem Strömungsquerschnitt bereitstellen können. Mit dem Fluidstrahl wird hier eine große Fluidmenge pro Zeiteinheit transportiert. Diese Fluidmenge kann z. B. zwischen 0,5 l/s und 50 l/s betragen bei Strömungsgeschwindigkeiten zwischen 10 m/s bis zu 200 m/s. Damit wird erreicht, dass die Flüssigkeit, die das Werkstück in dem Fluidbad umgibt, schnell ausgetauscht wird und damit eine große Reinigungswirkung erzielt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für das Behandeln von Werkstücken bereitzustellen, mit der sich durch Einstellen von unterschiedlichen Betriebszuständen verschiedene Behandlungsformen für Werkstücke, wie etwa das Reinigen oder Entgraten durchführen lassen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Unter dem Begriff Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl wird dabei ein Flüssigkeitsstrahl verstanden, der mittels einer durch eine Düsenöffnung geführten Flüssigkeit erzeugt wird, die mit einem Überdruck gegenüber der Umgebung von wenigstens 10 bar und mehr beaufschlagt ist. Demgegenüber bezeichnet der Ausdruck Niederdruck-Fluidstrahl einen Fluidstrahl, der mittels eines durch eine Düsenöffnung geführten gasförmigen oder flüssigen Fluids erzeugt wird, das mit einem niedrigeren Überdruck beaufschlagt ist als die Flüssigkeit für den Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl.
Der auf das Werkstück gerichtete Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl kann dabei ein Flüssigkeitsstrahl mit einer konstanten Flüssigkeitsströmung sein. Der Flüssigkeitsstrahl kann aber auch ein Flüssigkeitsstrahl mit einer Flüssigkeitsströmung sein, die regelmäßig oder unregelmäßig pulsiert. Auch das Fluid aus der wenigstens einen weiteren Düsenkammer kann mit gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Pulsen bereitgestellt werden. Das Fluid aus der wenigstens einen weiteren Düsenkammer dient zur Beeinflussung, insbesondere zur Formung und/oder Lenkung und/oder Abschirmung des Flüssigkeitsstrahls. Erfindungsgemäße Systeme ermöglichen vorzugsweise eine Einstellbarkeit der Strömungsgeschwindigkeit v_s in einem gewissen Bereich.
Der Erfindung liegt einerseits die Erkenntnis zugrunde, dass die Entgratungswirkung eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls, der auf ein in ein Flüssigkeitsbad, z. B. in ein Reinigungsbad eingetauchtes Werkstück gerichtet ist, gesteigert werden kann, indem entlang dem Flüssigkeitsstrahl ein Strahl bzw. Strom aus gasförmigem Fluid geführt wird, das für den Flüssigkeitsstrahl in dem Reinigungsbad die Reibungskräfte verringert. Die Erfindung beruht andererseits auf der Erkenntnis, dass ein Flüssigkeitsstrahl bzw. Flüssigkeitsstrom, der entlang einem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl verläuft, in einem Reinigungsbad aufgrund des Venturi-Effekts durch den Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl derart beschleunigt werden kann, dass sich der in einem Reinigungsbad mit dem Flüssigkeitsstrahl zu dem Werkstück geführte Flüssigkeits-Massestrom damit steigern lässt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Idee der Erfindung, einen konstanten oder pulsierenden Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl, der mit einer Düsenöffnung in einer Düsenkammer eines Düsenmoduls erzeugt wird, für das Entgraten von Werkstücken in einem Flüssigkeitsbad, insbesondere einer Reinigungsflüssigkeit, mit einem (weiteren) Strahl aus gasförmigem Fluid zu kombinieren, damit der Hockdruck-Flüssigkeitsstrahl in dem Flüssigkeitsbad weniger abgebremst wird. Alternativ oder ergänzend kann mit dem genannten Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl für das Flutwaschen von Werkstücken ein weiterer Flüssigkeitsstrahl bzw. Flüssigkeitsstrom beschleunigt werden, damit der zu dem Werkstück geführte Flüssigkeits-Massestrom hierdurch vergrößert wird. Insbesondere weist der weitere Strahl einen ringförmigen Querschnitt auf, so dass der Hochdruckstrahl von dem weiteren Strahl zumindest abschnittsweise umgeben und quer zur Strömungsrichtung von umgebendem Fluid abgeschirmt sein kann.
Indem der mindestens eine weitere Fluidstrahl wenigstens abschnittsweise an dem Flüssigkeitsstrahl anliegt, können die Reibungskräfte für den Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl in einem flüssigen Medium besonders gering gehalten werden. Diese Maßnahme vergrößert nicht nur die Reichweite eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls in Reinigungsmedium, diese Maßnahme verbessert auch das Beschleunigungsvermögen des Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls für einen Flüssigkeitsstrahl bzw. Flüssigkeitsstrom aus der wenigstens einen weiteren Düsenkammer. Indem der Fluidstrahl bzw. Flüssigkeitsstrom aus der weiteren Düsenkammer den Hochdruck-Fluidstrahl in einem Reinigungsbad umgibt, lassen sich die Reibungskräfte zwischen dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl und einem Reinigungsfluid reduzieren. Aufgrund der in diesem Fall vorliegenden großen Grenzfläche zwischen dem Hochdruck-Fluidstrahl und dem weiteren Fluidstrahl kann der Hochdruck-Fluidstrahl eine große Beschleunigungswirkung für den weiteren Fluidstrahl entfalten. Es ist möglich, dass die Temperatur des Fluids für den Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl und die Temperatur des Mediums für den weiteren Fluidstrahl verschieden ist.
Eine Idee der Erfindung ist auch, in dem Modulkörper eine Verlagerbarkeit einer Düsenöffnung der ersten Düsenkammer relativ zur Düsenöffnung der weiteren Düsenkammer (bzw. umgekehrt) vorzusehen. Insbesondere, ist es eine Idee der Erfindung, die wenigstens eine Düsenöffnung der ersten Düsenkammer in einem linearbeweglich angeordneten Düsenmund auszubilden, der entlang einer zu der Strahlachse des Düsenmundstücks parallelen Achse bewegt werden kann. Durch eine relative Verstellbarkeit der genannten Düsenöffnungen können die Fluidstrahlen aufeinander abgestimmt werden. Insbesondere kann durch eine in Strömungsrichtung änderbare Position wenigstens einer der Düsenöffnungen der Einfluss des (zweiten) Fluidstrahls aus der weiteren Düsenkammer auf den (ersten) Hochdruckstrahl bedarfsgerecht eingestellt werden. Somit lassen sich wiederum Form und Verhalten des (ersten) Hochdruckstrahls nicht nur über eine Druckänderung im Fluid sowie Auswahl des Fluids, sondern auch über die relative Lage des zweiten Fluidstrahls bedarfsgerecht beeinflussen.
Von Vorteil ist insbesondere, wenn die wenigstens eine Düsenöffnung der ersten Düsenkammer in einem drehbeweglichen Düsenmund ausgebildet ist, der um eine zu der Strahlachse des Düsenmunds parallele Drehachse rotiert werden kann. Diese Maßnahme ermöglicht, dass mit einem Hochdruck-Fluidstrahl große Werkstück-Oberflächen beaufschlagbar sind, indem der Düsenmund um die Drehachse gedreht wird.
Von Vorteil ist darüber hinaus, wenn der Düsenmund in dem Modulkörper derart positioniert werden kann, dass die zu der Strahlachse des Düsenmunds senkrechte Ebene mit der Düsenöffnung in der Orientierung der Strömungsrichtung eines aus der Düsenöffnung austretenden Fluidstrahls vor, in und/oder hinter einer zu der Strahlachse des Düsenmunds senkrechten Ebene mit der mindestens einen Düsenöffnung der weiteren Düsenkammer liegt.
Die wenigstens eine Düsenöffnung der ersten Düsenkammer wird günstigerweise mit einer Kreisform oder einer Linsenform oder einer Viereckform oder einer Sechseckform oder einer Sternform ausgeführt. Mit dieser Maßnahme kann ein erster (erster) Hochdruck-Fluidstrahl mit einem Querschnitt erzeugt werden, der sich insbesondere für das Entgraten von Werkstücken eignet. Besonders vorteilhaft ist es, die Düsenöffnung in einer Blende vorzusehen, die im Bereich des Düsenmunds angeordnet ist und dort ausgetauscht werden kann.
Die erste Düsenkammer kann auch mehrere Düsenöffnungen für das Erzeugen von mehreren auf das Werkstück gerichteten Fluidstrahlen haben. Die wenigstens eine erste Düsenkammer weist bevorzugt eine Wandung auf, die wenigstens teilweise durch die weitere Düsenkammer erstreckt ist. Die mindestens eine Düsenöffnung der wenigstens einen weiteren Düserikammer hat die Form eines Rings oder eines Ringsegments.
Die wenigstens eine weitere Düsenkammer kann mehrere Düsenöffnungen für das Erzeugen von mehreren entlang dem ersten Fluidstrahl verlaufenden weiteren Fluidstrahlen aufweisen. Die mehrere Düsenöffnungen für das Erzeugen von mehreren an dem ersten Fluidstrahl wenigstens abschnittsweise anliegenden weiteren Fluidstrahlen sind bevorzugt als um ein gemeinsames Zentrum angeordnete Ringsegmente oder Kreisflächen ausgebildet. Indem die wenigstens eine weitere Düsenkammer in einem Düsenkörper angeordnet ist, der ein Düsenmundstück mit einer sich verjüngenden. Außenkontur hat, in dem die mehreren Düsenöffnungen ausgebildet sind, lässt sich für einen aus der ersten Düsenkammer austretenden Hochdruck-Fluidstrom eine gute Injektionswirkung in ein Fluidbad erreichen.
Das Düsenmodul kann in einer Reinigungsvorrichtung für das Reinigen und/oder Entgraten von Werkstücken eingesetzt werden, die einen mit einem flüssigem Reinigungsmedium befüllten Reinigungsbehälter hat und die eine Einrichtung für das Zuführen von mit Hochdruck beaufschlagtem Fluid in die wenigstens eine erste Düsenkammer enthält. Zusätzlich hat die Reinigungsvorrichtung auch eine Einrichtung für das wahlweise Zuführen von mit Niederdruck beaufschlagter Flüssigkeit oder von gasförmigem Fluid in die wenigstens eine weitere Düsenkammer.
Für das Entgraten von Werkstücken wird der wenigstens einen erste Düsenkammer in dem Düsenmodul mit Hochdruck P_F beaufschlagte Flüssigkeit zugeführt, insbesondere Flüssigkeit, für die der Absolutdruck P_F in der Düsenkammer in dem Bereich 30 bar ≤ P_F ≤ 3000 bar liegt. Die wenigstens eine weitere Düsenkammer wird mit gasförmigem Fluid bei einem (gegenüber Atmosphärendruck erhöhten) Überdruck P_G gespeist, für den vorzugsweise gilt: 0,01 bar ≤ P_G ≤ 50 bar. Um mit dem Düsenmodul Werkstücke zu reinigen, wird der wenigstens einen ersten Düsenkammer mit Hochdruck P_F beaufschlagte Flüssigkeit zugeführt, vorzugsweise Flüssigkeit, die mit Hochdruck im Bereich 50 bar ≤ P_F ≤ 3000 bar beaufschlagt ist, und die wenigstens eine weitere Düsenkammer wird mit Reinigungsflüssigkeit gespeist, die unter einem Niederdruck P_N steht, wobei der Niederdruck P_N günstiger Weise dem folgenden Absolutdruckwert entspricht: 1,0 bar ≤ P_N ≤ 30 bar.
Für das Flutwaschen von Werkstücken werden dabei die Düsenmodule insbesondere mit einem bei Normalbedingungen flüssigen Reinigungsfluid (z. B. Wasser) betrieben. Bevorzugt enthält dieses Reinigungsfluid Reinigungszusätze, z. B. Tenside, Basen oder dergleichen. Es hat vorzugsweise eine Temperatur, die zwischen 30°C und 120°C liegt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: eine erste Reinigungsvorrichtung für das Reinigen und Entgraten von Werkstücken mit einem ersten Düsenmodul;
Fig. 2: eine zweite Reinigungsvorrichtung für das Reinigen und Entgraten von Werkstücken mit einem zweiten Düsenmodul;
Fig. 3: und Fig. 4 Schnittansichten eines dritten Düsenmoduls;
Fig. 5: und Fig. 6 das dritte Düsenmodul in unterschiedlichen Einstellungen;
Fig. 7: und Fig. 8 Schnittansichten eines vierten Düsenmoduls;
Fig. 9: und Fig. 10 Schnittansichten eines fünften Düsenmoduls;
Fig. 11: und Fig. 12 Schnittansichten eines sechsten Düsenmoduls;
Fig. 13: und Fig. 14 Schnittansichten eines siebten Düsenmoduls;
Fig. 15: und Fig. 16 Schnittansichten eines achten Düsenmoduls; und
Fig. 17: unterschiedliche Geometrien für den Düsenmund einer Hochdruck-Flüssigkeitsdüse in einem Düsenmodul.

Die Fig. 1 zeigt eine Reinigungsvorrichtung 100 für das Flutwaschen eines Werkstücks 102 in einem Flüssigkeitsbad 104. Die Reinigungsvorrichtung 100 ist eine Behandlungsvorrichtung für Werkstücke 102 in Form von Zylinderköpfen aus Aluminium, in denen mehrere Bohrungen 106 ausgebildet sind. Für das Einbringen der Bohrungen wurde ein Werkstück 102 in einem Bearbeitungszentrum spanend bearbeitet. In der Reinigungsvorrichtung 100 kann ein Werkstück 102 nicht nur von Verunreinigungen in Form von kühlschmierstoffen und Spänen befreit werden. Die Reinigungsvorrichtung 100 ermöglicht darüber hinaus auch ein Entgraten eines Werkstücks, d.h. das Entfernen der Grate 108 an dem Werkstück 102, die auf die spanende Bearbeitung in dem Bearbeitungszentrum zurückgehen.
Das Flüssigkeitsbad 104 befindet sich in einem Flüssigkeitsbehälter 110. In der Reinigungseinrichtung 100 gibt es einen Handhabungsroboter 112. Mit dem Handhabungsroboter 112 kann ein Werkstück 102 in der Reinigungvorrichtung aufgenommen und mit drei translatorischen und drei rotatorischen Bewegungsfreiheitsgraden in dem Flüssigkeitsbad 104 manipuliert werden.
Für das Reinigen und Entgraten eines Werkstücks 102 enthält die Reinigungsvorrichtung 100 ein Düsenmodul 114. Das Düsenmodul 114 hat einen Modulkörper 116 mit einem Düsenkörper 118, in dem eine Düsenkammer 120 mit einer Wandung 121 ausgebildet ist. In dem Modulkörper 116 gibt es einen weiteren Düsenkörper 122 mit einer weiteren Düsenkammer 124. Der Düsenkörper 122 ragt in den Flüssigkeitsbehälter 110. Der Düsenkörper 118 ist in dem Düsenkörper 122 aufgenommen. Der Düsenkörper 118 ist durch die Wandung 126 des Düsenkörpers 122 geführt.
Die Düsenkammer 120 ist mit einer Einrichtung 128 für das Bereitstellen von mit Hochdruck beaufschlagter Flüssigkeit 130 verbunden. Die Einrichtung 128 hat ein Druckgefäß 132. Das Druckgefäß 132 ist über ein Proportionalventil 134 und eine Schlauchleitung 136 mit einer Rohrleitung 138 verbunden, die in die Düsenkammer 120 mündet. Die Einrichtung 128 enthält eine Pumpe 140. Über die Pumpe 140 kann das Druckgefäß 132 mit Flüssigkeit aus einem Fluidreservoir 142 aufgeladen werden.
Der Düsenkörper 118 hat einen Düsenmund 144. In dem Düsenmund 144 ist eine Düsenöffnung 146 ausgebildet. Die Düsenöffnung 146 des Düsenkörpers 118 und die Düsenöffnung 172 des Düsenkörpers 122 sind zueinander koaxial angeordnet.
Wenn das Druckgefäß 132 mit Flüssigkeit aus dem Fluidreservoir 142 aufgeladen ist, kann durch die Düsenöffnung 146 ein Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148 bereitgestellt werden. Die Düsenkammer 124 in dem Düsenmodul 114 ist über ein Leitungssystem 150 mit einer Einrichtung 152 für das Bereitstellen von Druckflüssigkeit und mit einer Einrichtung 154 für das Bereitstellen von mit Druck beaufschlagtem gasförmigen Fluid 155 verbunden.
Die Einrichtung 152 für das Bereitstellen von Druckflüssigkeit 157 enthält ein Druckgefäß 156. Das Druckgefäß 156 kann über ein Proportionalventil 158 mit der Düsenkammer 124 verbunden werden. Auch die Einrichtung 152 enthält eine Pumpe 160. Mittels der Pumpe 160 kann das Druckgefäß 156 mit Flüssigkeit aus einem Fluidreservoir 162 aufgeladen werden.
Die Einrichtung 154 für das Bereitstellen von mit Druck beaufschlagtem gasförmigen Fluid hat ein Druckgefäß 164. Das Druckgefäß 164 kann mit einem Kompressor 166 mit Druckluft beaufschlagt werden. In dem Leitungssystem 150 gibt es ein Proportionalventil 168. Wenn das Proportionalventil 168 geöffnet ist, kann die Düsenkammer 124 mit gasförmigem Fluid gespeist werden.
Die Düsenkammer 124 in dem Düsenkörper 122 hat einen Düsenmund 170 mit einer Achse 171 und einer Düsenöffnung 172. Der Düsenmund 144 hat eine Achse 145. Die Achse 171 des Düsenmunds 170 fluchtet mit der Achse 145 des Düsenmunds 144. Die Düsenöffnung 172 ist vorzugsweise kreisrund. Die Düsenöffnung 172 hat einen Öffnungsdurchmesser D. Für diesen Öffnungsdurchmesser D gilt günstigerweise: 10 mm ≤ D ≤ 20 mm.
Der Düsenkörper 118 mit der Düsenkammer 120 kann in dem Düsenmodul 116 entsprechend dem Doppelpfeil 174 verlagert werden. Für das Verlagern des Düsenkörpers 118 hat das Düsenmodul 116 einen elektrischen Antrieb 176 mit einem Elektromotor 178. Der Elektromotor 178 wirkt auf ein Antriebsritzel 180, das mit einer Zahnstange 182 kämmt, die an der Rohrleitung 138 ausgebildet ist. Für das Verlagern des Düsenkörpers 118 kann auch ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb eingesetzt werden. Günstig ist z.B. ein hydraulischer Antrieb, der mit Reinigungsmedium betrieben werden kann.
Die Reinigungsvorrichtung 100 kann in einem Betriebsmodus für das Reinigen des Werkstücks 102 betrieben werden, und in einem weiteren Betriebsmodus für das Entgraten des Werkstücks 102.
Um ein Werkstück 102 in der Reinigungsvorrichtung 100 zu entgraten, wird die Düsenkammer 120 in dem Düsenkörper 118 mit Flüssigkeit aus der Einrichtung für das Bereitstellen von mit Hochdruck beaufschlagter Flüssigkeit 130 bei einem Flüssigkeitsdruck P_F beaufschlagt, der vorzugsweise in einem Bereich 50 bar ≤ P_F ≤ 3000 bar liegt. Die Flüssigkeit ist bevorzugt ein Reinigungsmedium, insbesondere Wasser. Bei der Flüssigkeit kann es sich aber z. B. auch um Emulsion oder Öl handeln.
Gleichzeitig wird in die Düsenkammer 124 in dem Düsenkörper 122 des Düsenmoduls 114 mit Druck beaufschlagtes gasförmigen Fluid aus der Einrichtung 154 bei einem Überdruck P_G gegenüber dem Atmosphärendruck eingespeist, für den vorzugsweise gilt: 0,01 bar ≤ P_G ≤ 3000 bar liegt. Als gasförmiges Fluid wird erfindungsgemäß z. B. Luft, ein anderes Gasgemisch oder auch Wasserdampf vorgeschlagen.
Der bei Beaufschlagen der Düsenkammer 120 mit Hochdruck-Flüssigkeit aus der Düsenöffnung 146 strömende Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148 ist dann mit einem ringförmigen Niederdruck-Fluidstrom 184 aus gasförmigem Fluid aus der Düsenkammer 124 umgeben. Der Niederdruck-Fluidstrom 184 verläuft entlang dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148. Der Niederdruck-Fluidstrom 184 aus gasförmigem Fluid bewirkt ein Abschirmen des Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls 148 in dem Flüssigkeitsbad 104 gegenüber der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter 110. Mit dem Niederdruck-Fluidstrom 184 aus gasförmigem Fluid wird erreicht, dass der Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148 in dem Flüssigkeitsbad 104 verringerten Reibungskräften ausgesetzt ist. Die Folge ist, dass die kinetische Energie der Flüssigkeit in dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148 weitestgehend für das Entgraten eines Werkstücks 102 zur Verfügung steht und nicht schon zwischen der Düsenöffnung 146 der Düsenkammer 120 und dem Werkstück 102 an das Flüssigkeitsbad 104 abgegeben wird. Die Abschirmung des Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls 148 mittels eines ringförmigen Fludstrahls 184 ist besonders wirksam, indem der Abstand A der Ebene 147 der Düsenöffnung 146 von dem Düsenmund 170 des Düsenkörpers 122 ungefähr dem Öffnungsdurchmesser D der Düsenöffnung 172 entspricht. Vorzugsweise genügt der Abstand A folgender Beziehung: 10 mm ≤ A ≤ 20 mm.
Um in dem Flüssigkeitsbad 104 ein Werkstück 102 zu reinigen, wird die Düsenkammer 124 nicht mit gasfömigem Fluid, sondern mit Druckflüssigkeit aus dem Druckgefäß 156 beaufschlagt. Die Folge ist, dass die Druckflüssigkeit aus dem Druckgefäß 156 mit einem aus Flüssigkeit bestehenden ringförmigen Niederdruck-Fluidstrahl 184' aus der Düsenöffnung 146 der Düsenkammer 120 austritt, der in dem Flüssigkeitsbad 104 entlang dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148 verläuft. Der Ringstrahl 184' liegt dabei an dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148 an und umgibt diesen. Der ringförmige Niederdruck-Fluidstrahl 184' aus Flüssigkeit wird damit durch den Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148 beschleunigt. Dies ermöglicht, das Werkstück 102 in dem Flüssigkeitsbad 104 mit einem großen Flüssigkeitsstrom zu beaufschlagen. Hierdurch werden Schmutzpartikel, Verunreinigungen und Späne, die an der Oberfläche des Werkstücks anhaften, schon nach kurzer Zeit in das Flüssigkeitsbad 104 eingetragen.
Eine besonders effiziente Beschleunigung des Ringstrahls 184' über den Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148 lässt sich dadurch erreichen, dass der Düsenkörper 118 mit dem elektrischen Antrieb 176 in der Richtung 186 der Strömung des Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls 148 derart verlagert wird, dass die Düsenöffnung 146 sich auf der zum Werkstück 102 weisenden Seite des Düsenmoduls 116 vor der zur Strahlachse 171 des Düsenmunds 170 senkrechten Ebene 173 mit der Düsenöffnung 172 der Düsenkammer 124 befindet.
Das Flüssigkeitsbad 104 in der Reinigungsvorrichtung 100 besteht günstigerweise aus Heißwasser, das optional Reinigungszusätze enthält, etwa Reinigungszusätze in Form von Alkalihydroxiden, Silikaten, Phosphaten, Boraten und Carbonate oder auch Reinigungszusätzen in Form von nicht-ionischen Tensiden oder kationischen Tensiden.
Für das Reinigen eines Werkstücks 102 wird der Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148 in der Reinigungsvorrichtung bevorzugt mit Wasser, Wasser mit Korrosions- und Reinigungszusätzen, mit Emulsion, oder mit Öl erzeugt. Der Ringstrahl bzw. Ringstrom 184 besteht in diesem Fall bevorzugt aus Wasser, aus Wasser mit Korrosions- und Reinigungszusätzen oder aus Emulsion.
Die Fig. 2 zeigt eine weitere Reinigungsvorrichtung 200 für das Flutwaschen eines Werkstücks 202. Soweit die Elemente der Fig. 2 mit Elementen in der Fig. 1 identisch sind, sind diese dort mit in Bezug auf die Fig. 1 um die Zahl 100 erhöhten Zahlen als Bezugszeichen kenntlich gemacht.
Das Düsenmodul 216 in der Reinigungsvorrichtung 200 hat einen Düsenkörper 218 mit einem Düsenmund 244. Anders als bei dem Düsenmodul 114 in der Reinigungsvorrichtung 100 ist die Achse 245 des Düsenmunds 244 der Düsenkammer 220 im Bezug auf die Achse 271 des Düsenmunds 270 der Düsenkammer 224 versetzt angeordnet. Der Düsenkörper 218 des Düsenmoduls 214 ist an dem Düsenkörper 222 drehbar gelagert. Für das Drehen des Düsenkörpers 218 hat das Düsenmodul 216 einen Antrieb 217 mit einem Elektromotor 219. Mittels des Antriebs 217 kann der Düsenkörper 218 entsprechend dem Doppelpfeil 269 um die Achse 271 des Düsenmunds 270 der Düsenkammer 224 rotiert werden.
Darüber hinaus hat das Düsenmodul 216 einen Antrieb 276' mit einem Pneumatikzylinder 278', der eine lineare Verlagerung des Düsenkörpers 218 in dem Düsenmodul 114 entsprechend dem Doppelpfeil 274 ermöglicht.
Wie die Reinigungsvorrichtung 100 kann die Reinigungsvorrichtung 200 sowohl in einem Betriebsmodus für das Reinigen als auch in einem Betriebsmodus für das Entgraten eines Werkstücks 202 betrieben werden. Indem der Düsenmund 244 um die Achse 271 gedreht wird, lässt sich erreichen, dass ein Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 248 aus der Düsenkammer 220 auf einem Werkstück 202 eine Taumelbewegung ausführt. Auf diese Weise kann mit dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 248 eine größere Werkstück-Oberfläche beaufschlagt werden.
Die Fig. 3 zeigt ein drittes Düsenmodul 314 für den Einsatz in einer Behandlungsvorrichtung für Werkstücke, z.B. in einer vorstehend beschriebenen Reinigungsvorrichtung in einem Längsschnitt. Das Düsenmodul 314 hat einen rohrförmigen Düsenkörper 322. In dem Düsenkörper 322 ist ein weiterer rohrförmiger Düsenkörper 318 mit einer Düsenkammer 320 angeordnet Der Düsenkörper 318 hat ein Düsenmundstück 319 mit einem Düsenmund 344. Der Düsenmund 344 hat eine Achse 345, die der Achse 347 des rohrförmigen Düsenkörpers 318 entspricht. Der Düsenkörper 318 ist koaxial zu dem Düsenkörper 322 angeordnet. D.h., die Achse 349 des Düsenkörpers 322 fluchtet mit der Achse 347 des rohrförmigen Düsenkörpers 318. Der Düsenkörper 322 hat eine Düsenkammer 324, die über ein Anschlussstück 323 wahlweise mit gasförmigem Fluid oder mit Flüssigkeit beaufschlagt werden kann. Der Düsenkörper 318 ist in dem Düsenkörper 322 aufgenommen. Der Düsenkörper 318 kann entsprechend dem Doppelpfeil 374 in dem Düsenkörper 322 verlagert werden.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt des Düsenmoduls 314 entlang der Linie IV-IV aus Fig. 3. Die Düsenkammer 324 in dem Düsenkörper 322 hat einen ringförmigen Querschnitt.
Der Düsenkörper 318 ist für das Erzeugen eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls 348 ausgelegt, der die Düsenkammer 320 durch die Düsenöffnung 346 verlässt. Ein aus der Düsenöffnung 346 austretender Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 348 kann bei dem Düsenmodul 314 wie bei dem Düsenmodulen 114 aus Fig. 1 und 214 aus Fig. 2 wahlweise mit einem Niederdruck-Fluidstrom 384, 384' aus mit Druck beaufschlagtem Gas, z.B. Druckluft, oder aus mit Druck beaufschlagter Flüssigkeit umgeben werden, der aus der Öffnung 370 der Düsenkammer 324 austritt.
Der Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 348 wird dann von dem Fluidstrom 384, 384' umhüllt. Der Fluidstrom 384, 384' hat einen ringförmigen Querschnitt. Er verläuft entlang dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 348. Mit einem zunehmendem Abstand von der Düsenöffnung 372 liegt der Niederdruck-Fluidstrom 384, 384' an einem aus der Düsenöffnung 346 austretenden Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 348 an.
Die Fig. 4 zeigt das Düsenmodul 314 in einer Einstellung, bei welcher der die Düsenöffnung 346 in dem rohrförmige Düsenkörper 318 in Bezug auf die Stirnfläche 371 des rohrförmigen Düsenkörpers 322 zurückgesetzt angeordnet ist.
In der Fig. 5 ist das Düsenmodul 314 in einer Einstellung gezeigt, in der die Düsenöffnung 346 der Düsenkammer 320 in der Ebene 373 der Stirnfläche 371 des Düsenkörpers 322 liegt. Die Fig. 6 zeigt das Düsenmodul 314 in einer Einstellung, bei welcher die Düsenöffnung 346 der Düsenkammer 320 auf der beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Düsenmoduls 314 auf dessen zum Werkstück weisenden Seite vor der Ebene 373 der Stirnfläche 371 des rohrförmigen Düsenkörpers 322 positioniert ist.
Die Fig. 7 zeigt ein weiteres Düsenmodul 414 für den Einsatz in einer Behandlungsvorrichtung für Werkstücke in einem Längsschnitt. Auch das Düsenmodul 414 hat einen rohrförmigen Düsenkörper 422. In dem Düsenkörper 422 ist ein weiterer rohrförmiger Düsenkörper 418 mit einer Düsenkammer 420 angeordnet. Der Düsenkörper 418 hat ein Düsenmundstück 419 mit einem Düsenmund 444. Der Düsenmund 444 hat eine Achse 445, die der Achse 447 des rohrförmigen Düsenkörpers 418 entspricht. Der Düsenkörper 418 ist koaxial zu dem Düsenkörper 422 angeordnet. D.h., die Achse 449 des Düsenkörpers 422 fluchtet mit der Achse 447 des rohrförmigen Düsenkörpers 418. Der Düsenkörper 422 hat eine Düsenkammer 424, die über ein Anschlussstück 423 wahlweise mit gasförmigem Fluid oder mit Flüssigkeit beaufschlagt werden kann. Der Düsenkörper 418 ist in dem Düsenkörper 422 aufgenommen und an zwei voneinander räumlich beabstandeten Lagerstellen 423, 425 abgestützt. Der Düsenkörper 418 kann entsprechend dem Doppelpfeil 474 in dem Düsenkörper 422 verlagert werden.
Die Fig. 8 zeigt einen Querschnitt des Düsenmoduls 414 entlang der Linie VIII - VIII aus Fig. 7. Die Düsenkammer 424 in dem Düsenkörper 422 hat einen ringförmigen Querschnitt. Die Lagerstelle 425 in der Düsenkammer 422 ist ein Düsenmundstück mit mehrere Düsenöffnungen 470, 470', 470" .... Die Düsenöffnungen 470, 470', 470" ... haben eine Ringspaltgeometrie. Der Düsenkörper 418 ist an den Lagerstellen 423, 425 linearbeweglich geführt und abgestützt.
Der Düsenkörper 418 ist für das Erzeugen eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls 448 ausgelegt, der die Düsenkammer 420 durch die Düsenöffnung 446 verlässt. Die Lagerstellen 423, 425 für den Düsenkörper 418 bewirken, dass sich der Düsenmund 444 mit der Düsenöffnung 446 nicht selbsttätig bewegt, wenn die Düsenkammer 420 mit hohen Drücken beaufschlagt wird. Ein aus der Düsenöffnung 446 austretender Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 448 kann bei dem Düsenmodul 414 wie bei dem Düsenmodulen 114 aus Fig. 1 und 214 aus Fig. 2 wahlweise mit Fluidströmen 484, 485, 484', 485' aus mit Druck beaufschlagtem Gas, z.B. Druckluft, oder aus mit Druck beaufschlagter Flüssigkeit umgeben werden, die dann aus den Öffnungen 470, 470', 470" der Düsenkammer 424 austreten.
Die Fluidströme 484, 485, 484', 485' verlaufen dann entlang dem Flüssigkeitsstrahl 448. Mit einem zunehmendem Abstand von den Düsenöffnungen 470, 470', 470" liegen die Fluidströme 484, 485, 484', 485' dann gleichmäßig verteilt an einem aus der Düsenöffnung 446 austretenden Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 448 abschnittsweise an. Aufgrund von Strahlaufweitung umgeben schließlich in einem von den Düsenöffnungen 470, 470', 470" und der Düsenöffnung 446 beabstandeten Abschnitt die Fluidströme 484, 485, 484', 485' den Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 448.
Die Fig. 9 zeigt ein weiteres Düsenmodul 514 in einem Längsschnitt. In der Fig. 10 ist das Düsenmodul 515 in einem Querschnitt entlang der Linie IX-IX aus Fig. 9 gezeigt. Auch das Düsenmodul 514 hat einen rohrförmigen Düsenkörper 522. Der Aufbau des Düsenmoduls 514 entspricht weitgehend dem anhand von Fig. 7 und Fig. 8 erläuterten Aufbau des Düsenmoduls 414. Elemente in den Fig. 9 und Fig. 10, die den Elementen der Fig. 7 und Fig. 8 funktional entsprechen, sind deshalb dort mit um die Zahl 100 erhöhten Zahllen als Bezugszeichen kenntlich gemacht. Im Unterschied zu der Düsenkammer 422 des Düsenmoduls 414 hat der Düsenkörper 522 in dem Düsenmodul 514 ein Düsenmundstück 525 mit mehrere Düsenöffnungen 570, 570', 570", ... in Form von Löchern mit einem kreisförmigem Querschnitt. Die Düsenöffnungen 570, 570', 570" ... sind auf einer gedachten Kreislinie 571 angeordnet, die zu der Achse 544 des Düsenmunds 548 koaxial ist. Der Düsenkörper 518 ist in dem Düsenmundstück 525 des Düsenkörpers 522 linearbeweglich geführt. In dem Düsenmodul 514 ist der Düsenkörper 518 damit an zwei Lagerstellen 523 und 525 abgestützt.
Die Fig. 11 zeigt ein weiteres Düsenmodul 614 in einem Längsschnitt. In der Fig. 12 ist das Düsenmodul 614 in einem Querschnitt entlang der Linie XI-XI aus Fig. 11 gezeigt. Auch das Düsenmodul 614 hat einen rohrförmigen Düsenkörper 622. Der Aufbau des Düsenmoduls 614 entspricht weitgehend dem anhand von Fig. 7 und Fig. 8 erläuterten Aufbau des Düsenmoduls 414. Elemente in den Fig. 11 und Fig.12, die den Elementen der Fig. 7 und Fig. 8 funktional entsprechen, sind deshalb dort mit um die Zahl 200 erhöhten Zahlen als Bezugszeichen kenntlich gemacht. Im Unterschied zu der Düsenkammer 422 des Düsenmoduls 414 hat der Düsenkörper 622 in dem Düsenmodul 614 ein Düsenmundstück 625 mit mehrere Düsenöffnungen 670, 670', 670", ... in Form von Löchern mit einem kreisförmigem Querschnitt. Die Düsenöffnungen 670, 670', 670" ... sind auf einer gedachten Kreislinie 671 angeordnet, die zu der Achse 644 des Düsenmunds 648 koaxial ist. Das Düsenmundstück 625 hat die Außenkontur 627 eines Pyramidenstumpfs. Damit wird erreicht, dass ein aus den Düsenöffnungen 670, 670', 670", ... in ein Flüssigkeitsbad strömendes Medium Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbad entsprechend der mit den Pfeilen 691 angedeuteten Strömungsrichtung ansaugt, mitreißt und durch das Flüssigkeitsbad bewegt. Damit kann mit dem aus den Düsenöffnungen 670, 670', 670", ... ausströmenden Medium in der Umgebung des Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls 648 die Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbad beschleunigt werden. Das hat zur Folge, dass mit dem Düsenmodul 614 ein besonders kräftiger Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 648 in ein Flüssigkeitsbad injiziert und in dem Flüssigkeitsbad zu einem Werkstück geführt werden kann.
Die Fig. 13 zeigt ein Düsenmodul 714 in einem Längsschnitt. In der Fig. 14 ist das Düsenmodul 714 in einem Querschnitt entlang der Linie XIII - XIII aus Fig. 13 gezeigt. Auch das Düsenmodul 714 hat einen rohrförmigen Düsenkörper 722. Der Aufbau des Düsenmoduls 714 entspricht weitgehend dem anhand von Fig. 7 und Fig. 8 erläuterten Aufbau des Düsenmoduls 414. Elemente in den Fig. 13 und Fig. 14, die den Elementen der Fig. 7 und Fig. 8 funktional entsprechen, sind deshalb dort mit um die Zahl 300 erhöhten Zahlen als Bezugszeichen kenntlich gemacht. Im Unterschied zu der Düsenkammer 420 des Düsenmoduls 414 hat der Düsenkörper 718 in dem Düsenmodul 714 ein Düsenmundstück 719 mit mehrere Düsenöffnungen 746, 746', 746" in Form von Löchern mit einem kreisförmigem Querschnitt. Die Düsenöffnungen 746, 746', 746" ... sind auf einer gedachten Kreislinie 771 angeordnet, die zu der Achse 747 des Düsenkörpers 718 und der Achse 749 des Düsenkörpers 722 koaxial ist. Das Düsenmodul ermöglicht es damit, eine vergleichsweise große Werkstückfläche mit einem Hochdruckflüssigkeitsstrahl bzw. mit mehreren Hochdruck-Flüssigkeitsstrahlen zu beaufschlagen.
Die Fig. 15 zeigt ein Düsenmodul 814 in einem Längsschnitt. In der Fig. 16 ist das Düsenmodul 814 in einem Querschnitt entlang der Linie XV - XV aus Fig. 15 gezeigt. Auch das Düsenmodul 814 hat einen rohrförmigen Düsenkörper 822. Der Aufbau des Düsenmoduls 814 entspricht weitgehend dem anhand von Fig. 7 und Fig. 8 erläuterten Aufbau des Düsenmoduls 414. Elemente in den Fig. 15 und Fig.16, die den Elementen der Fig. 7 und Fig. 8 funktional entsprechen, sind deshalb dort mit um die Zahl 400 erhöhten Zahlen als Bezugszeichen kenntlich gemacht. Im Unterschied zu der Düsenkammer 420 des Düsenmoduls 414 hat der Düsenkörper 818 mit dem Düsenmundstück 819 in dem Düsenmodul 814 eine Achse 847, die zu der Achse 849 des rohrförmigen Düsenkörpers 822 versetzt angeordnet ist. Mit dem Düsenmodul 814 kann ein Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 848 erzeugt werden, der in einem Flüssigkeitsbad weit in das Fluidbad hinein von einem Luftpolster umgeben ist, das mit Pressluft erzeugt wird, die in die Düsenkammer 824 eingeblasen wird.
Die Fig. 17 zeigt unterschiedliche Düsenmundstücke für das Erzeugen eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls in einem vorstehend beschriebenen Düsenmodul.
Das Düsenmundstück 919 hat einen als Bohrloch ausgebildeten Düsenmund mit einer kreisförmigen Düsenöffnung 921. Durch das Düsenmundstück 919 kann in einem Düsenmodul ein Hochdruck-Flüssigkeitssträhl mit einem kreisförmigen Strahlquerschnitt erzeugt werden.
Das Düsenmundstück 929 hat einen Düsenmund 931 mit einem linsenförmigen Querschnitt. Mit dem Düsenmundstück 931 kann ein Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl mit einem abgeflachten Querschnitt erzeugt werden. Ein solcher Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl ermöglicht das Bearbeiten eines Werkstücks mit einer breiten Bearbeitungsspur, wenn das Werkstück bei der Bearbeitung quer zu dem Hoch-Druckflüssigkeitsstrahl bewegt wird.
Das Düsenmundstück 939 hat einen Düsenmund 941 mit einem viereckigen Querschnitt. Mit dem Düsenmundstück 939 kann ein Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl mit einem viereckigen Querschnitt erzeugt werden.
Das Düsenmundstück 949 hat einen Düsenmund 951 mit einem sechseckigen Querschnitt. Mit dem Düsenmundstück 949 kann ein Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl mit einem-Kanten-Querschnitt erzeugt werden.
Das Düsenmundstück 959 hat einen Düsenmund 961 mit einem sternförmigen Querschnitt. Mit dem Düsenmundstück 959 kann ein Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl mit einem sternförmigen Querschnitt erzeugt werden.
Zusammenfassend sind insbesondere folgende bevorzugte Merkmale festzuhalten: Eine Vorrichtung 100, 200 zum Behandeln, insbesondere zum Reinigen und/oder Entgraten von Werkstücken 102, 202 enthält ein Düsenmodul 114, 214, das einen Modulkörper 116, 216 mit einer Düsenkammer 120, 220 hat. Die Düsenkammer 120, 220 weist wenigstes eine Düsenöffnung 146, 246 für das Erzeugen wenigstens eines auf ein Werkstück 102, 202 gerichteten Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls 148, 248 auf. Der Modulkörper 116, 216 enthält eine weitere Düsenkammer 124, 224, die mindestens eine Düsenöffnung 172, 272 für das Erzeugen mindestens eines, wenigstens abschnittsweise entlang dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl 148, 248 verlaufenden und an diesem anliegenden Niederdruck-Fluidstrahls 184, 184', 284, 284' hat. In der Vorrichtung gibt es eine Einrichtung 128, 228 für das Zuführen von mit Hochdruck beaufschlagter Flüssigkeit 130, 230 in die eine Düsenkammer 120, 220 für das Erzeugen des wenigstens einen auf das Werkstück 102, 202 gerichteten Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls 148, 248. Die Vorrichtung enthält eine Einrichtung 154, 254 für das wahlweise Zuführen von mit Niederdruck beaufschlagter Flüssigkeit 157 oder von gasförmigem Fluid 155 in die weitere Düsenkammer 124, 224.

Claims

Vorrichtung (100, 200) zum Behandeln von Werkstücken (102, 202),
mit einem Düsenmodul (114, 214), das einen Modulkörper (116, 216) mit einer in eine Längsrichtung entlang einer ersten Achse (171, 271) erstreckten ersten Düsenkammer (120, 220) hat, die wenigstens einen von der ersten Achse (171, 271) durchsetzten Düsenmund (144, 244) mit einer Düsenöffnung (146, 246) für das Erzeugen wenigstens eines in der Richtung der Achse auf ein Werkstück (102, 202) gerichteten Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls (148, 248) aufweist, wobei der Modulkörper (116, 216) eine in der Längsrichtung erstreckte weitere Düsenkammer (124, 224) enthält,
mit einer Einrichtung (128, 228) für das Zuführen von mit Hochdruck beaufschlagter Flüssigkeit (130, 230) in die erste Düsenkammer (120, 220), um den wenigstens einen Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) zu erzeugen,
gekennzeichnet durch
eine weitere Einrichtung (154, 254) für das wahlweise Zuführen von mit Niederdruck beaufschlagter Flüssigkeit (157) oder von gasförmigem Fluid (155) in die weitere Düsenkammer (124), wobei
die weitere Düsenkammer (124, 224) einen dem Werkstück (102, 202) zugewandten Düsenmund (170, 270) mit mindestens einer von der ersten Achse (171, 271) durchsetzten oder von einer zu der ersten Achse (171, 271) parallelen weiteren Achse durchsetzten Düsenöffnung (172, 272) für das Erzeugen von mindestens einem wenigstens abschnittsweise entlang dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) verlaufenden und an diesem anliegenden Niederdruck-Fluidstrahl (184, 184') hat.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Düsenöffnung (172, 272) koaxial zu der ersten Achse (171, 271) der Düsenkammer (120, 220) angeordnet ist, damit der mindestens eine Niederdruck-Fluidstrahl (184, 184') den wenigstens einen Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) zumindest abschnittsweise umgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zu der ersten Achse (171, 271) der Düsenkammer (120, 220) koaxial angeordnete von einer zu der ersten Achse (171, 271) parallelen weiteren Achse durchsetzte Düsenöffnungen (470, 470', 470", 570, 570', 570", 670, 670', 670") vorgesehen sind, damit mehrere entlang dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) verlaufende Niederdruck-Fluidstrahlen (484, 485) bereitgestellt werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Düsenkammer (624) in einem Düsenkörper (622) angeordnet ist, der ein Düsenmundstück (625) mit einer sich verjüngenden Außenkontur hat, in dem die mehreren Düsenöffnungen (570, 570', 570") ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Düsenöffnungen für das Erzeugen von mehreren an dem Hochdruck-Fluidstrahl (484) wenigstens abschnittsweise anliegenden weiteren Niederdruck-Fluidstrahlen (484, 485) als um ein gemeinsames Zentrum (444, 544) angeordnete Ringsegmente (470, 470', 470") oder Kreisflächen (570, 570', 570") ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine für das Erzeugen eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls (148, 248) dienende Düsenöffnung (146, 246) in dem Modulkörper (116, 226) verlagerbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine für das Erzeugen eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls (148, 248) dienende Düsenöffnung (146, 246) in einem drehbeweglich angeordneten Düsenmund (244) ausgebildet ist, der um eine zu der Strahlachse (245) des Düsenmunds (244) vorzugsweise parallele Drehachse (271) rotiert werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine für das Erzeugen eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls (148, 248) dienende Düsenöffnung (146, 246) in einem linearbeweglich angeordneten Düsenmund (144, 244) ausgebildet ist, der entlang einer zu der Strahlachse (145, 245) des Düsenmunds (144, 244) parallelen Achse (171, 271) bewegt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenmund (144) in dem Modulkörper (116) derart positioniert werden kann, dass die zu der Strahlachse (171) des Düsenmunds (144) senkrechte Ebene (147) mit der Düsenöffnung (146) in der Orientierung der Strömungsrichtung eines aus der Düsenöffnung (146) austretenden Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls (148) vor und/oder in und/oder hinter einer zu der Strahlachse (171) des Düsenmunds (144) senkrechten Ebene (173) mit der mindestens einen Düsenöffnung (172) der weiteren Düsenkammer (124) liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine für das Erzeugen eines Hochdruck-Flüssigkeitsstrahls (148) dienende Düsenöffnung (146) eine Kreisform oder eine Linsenform oder eine Viereckform oder eine Sechseckform oder eine Sternform hat
und/oder
dass die Düsenkammer (720) mehrere Düsenöffnungen (746, 746', 746") für das Erzeugen von mehreren auf das Werkstück gerichteten Hochdruck-Flüssigkeitsstrahlen hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkammer (120, 220) eine wenigstens teilweise durch die weitere Düsenkammer (124, 224) erstreckte Wandung (121, 221) aufweist, und/oder dass die mindestens eine Düsenöffnung (370, 470) für das Erzeugen des mindestens einen, wenigstens abschnittsweise entlang dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) verlaufenden und an diesem anliegenden Niederdruck-Fluidstrahls (184, 184', 284, 284') die Form eines Rings oder eines Ringsegments hat.
Verwendung einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildeten Vorrichtung für das Reinigen und/oder das Entgraten von Werkstücken (102,202).
Verfahren für das Entgraten eines Werkstücks (102, 202) mit einer nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildeten Vorrichtung, bei dem wenigstens ein aus wenigstens einer Düsenöffnung (146, 246) einer ersten Düsenkammer (120, 220) austretender, auf das Werkstück (102, 103) gerichteter Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) erzeugt wird und bei dem mindestens ein weiterer aus mindestens einer Düsenöffnung (172, 272) einer weiteren Düsenkammer (124, 224) austretender auf das Werkstück (102, 103) gerichteter Niederdruck-Fluidstrahl (184, 184') aus einem gasförmigen Fluid erzeugt wird, insbesondere aus gasförmigem Fluid in Form von Druckluft, der entlang dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) verläuft und an diesem anliegt und/oder diesen zumindest abschnittsweise umgibt.
Verfahren für das Reinigen eines Werkstücks (102, 202) mit einer nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildeten Vorrichtung, bei dem wenigstens ein aus wenigstens einer Düsenöffnung (146, 246) einer ersten Düsenkammer (120, 220) austretender, auf das Werkstück (102, 103) gerichteter Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) erzeugt wird und bei dem mindestens ein weiterer aus der mindestens einen Düsenöffnung (172, 272) einer weiteren Düsenkammer (124, 224) austretender auf das Werkstück (102, 103) gerichteter Niederdruck-Fluidstrahl (184, 184') aus einem flüssigen Fluid in Form von einer Reinigungsflüssigkeit, insbesondere in Form von mit einem Reinigungszusatz vermischtem Wasser erzeugt wird, der entlang dem Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) verläuft und an diesem anliegt und/oder diesen zumindest abschnittsweise umgibt.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) pulsierend erzeugt wird und/oder
dass der Niederdruck-Fluidstrahl (184, 184') pulsierend erzeugt wird, und/oder
dass der wenigstens eine Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) auf einen in ein Reinigungsfluid (104) eingetauchten Abschnitt des Werkstücks (102) gerichtet wird, und/oder
dass der Niederdruck-Fluidstrahl (184, 184') durch eine Düsenöffnung (370) bereitgestellt wird, die gegenüber der Düsenöffnung für den Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248) zurückgesetzt angeordnet ist, und/oder
dass der an einer Düsenöffnung bereitgestellte Niederdruck-Fluidstrahl (184, 184') an der Düsenöffnung eine Strömungsgeschwindigkeit hat, die geringer ist als die Strömungsgeschwindigkeit an der Düsenöffnung für den Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl (148, 248).