EP3880374B1

EP3880374B1 - Berührungsfreie reinigungsvorrichtung mit wirbelstrom

Info

Publication number: EP3880374B1
Application number: EP19798596.3A
Authority: EP
Inventors: Mathias DÖRNBACH
Original assignee: Ejot SE and Co KG
Current assignee: Ejot SE and Co KG
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2019-11-04
Publication date: 2023-01-04
Anticipated expiration: 2039-11-04
Also published as: US20210308723A1; EP3880374A1; JP2022506952A; KR20210080573A; KR102400396B1; ES2941731T3; WO2020099163A1; RU2765225C1; CN112996608B; CN112996608A; BR112021008762A2; DE102018219696A1; MX2021005753A; JP7137704B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine berührungsfreie Reinigungsvorrichtung, insbesondere eine Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von anhaftenden Partikeln auf einem Werkstück sowie ein entsprechendes Verfahren.
Bei der Produktion von Werkstücken, insbesondere bei solchen aus Kunststoff, kommt es durch die Produktionsbedingungen oder durch Bearbeitung des Werkstückes innerhalb des Produktionsprozesses, beispielsweise durch Fräsen oder Reiben des Werkstückes, immer wieder dazu, dass sich Partikel auf der Oberfläche des herzustellenden oder zu bearbeitenden Werkstückes absetzen. Diese Partikel trüben nicht nur das Erscheinungsbild eines fertigen Produktes, sondern können auch für weitere Verarbeitungsschritte hinderlich sein, zum Beispiel, wenn das Werkstück lackiert werden soll etc. Es ist auch denkbar, dass derart feine Werkstücke hergestellt oder bearbeitet werden, bei denen durch die anhaftenden Partikel selbst bereits die Funktionsweise des Werkstückes behindert wird, beispielsweise wenn das Werkstück Teil einer Feinmechanik bildet.
Um diese Partikel von der Oberfläche des Werkstückes zu entfernen, werden die Werkstücke daher üblicherweise mit Druckluft abgesprüht, so dass die Partikel von der Oberfläche abgeblasen werden. Beispiele für Vorrichtungen, die für ein derartiges Absprühen mit Druckluft geeignet sind, sind beschrieben in den Dokumenten EP 3 253 531 A1 , US 4,631,124 A , DE 10 2004 031881 A1 und DE 10 2013 203491 A1 .
Dieses Abblasen der Partikel hat zwar den Vorteil, dass die Oberfläche des Werkstückes von Partikeln befreit wird, führt aber dazu, dass die Partikel in der Umgebung verteilt werden und sich anschließend wieder auf dem Werkstück absetzen können. Ein weiterer Nachteil ergibt sich beispielsweise in einer Reinraumumgebung. Werden die Partikel hier in der Umgebung verteilt, so wird der Reinraum konterminiert.
Es stellt sich daher die Aufgabe eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweisen und mit denen eine einfache berührungsfreie Reinigung eines Werkstückes möglich ist ohne dass hierzu komplexe und kostenintensive Aufbauten nötig sind und die eine Kontaminierung der Umgebung vermeiden. Des Weiteren stellt sich die Aufgabe eine Vorrichtung bereitzustellen, die ohne Druckluft auskommt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur berührungsfreien Reinigung eines Werkstückes gelöst, wobei die Vorrichtung einen ersten Hohlkörper aufweist, der angepasst das zu reinigende Werkstück zumindest teilweise aufzunehmen. Der Hohlkörper umschließt einen definierten Raum. Der Hohlkörper kann zumindest eine Eingangsöffnung aufweisen, die derart dimensioniert ist, dass durch diese das zu reinigende Werkstück zumindest teilweise in den Hohlkörper eingeführt werden kann. Des Weiteren kann der Hohlkörper auch eine zweite Eingangsöffnung aufweisen, die auch als Ausgangsöffnung bezeichnet werden kann. Diese Ausgangsöffnung kann derart angepasst sein, dass diese an eine Unterdruckquelle angeschlossen werden kann, so dass ein Sog zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung erzeugt werden kann. Dieser Sog führt zu einem Luftstrom innerhalb des ersten Hohlkörpers. Der Fachmann wird verstehen, dass auch wenn hier von einem Luftstrom gesprochen wird, ein Strom des Mediums erzeugt wird in der die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird. Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise unter einer Schutzgasatmosphäre verwendet, so wird ein Strom des Schutzgases erzeugt. Allgemein kann auch gesagt werden, dass ein Strom des Mediums erzeugt wird, in der die Vorrichtung verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist des Weiteren einen zweiten Hohlkörper auf, der den ersten Hohlkörper zumindest teilweise umgibt. Dabei können beide Hohlkörper eine gemeinsame Eingangs- bzw. Ausgangsöffnung aufweisen. Beispielsweise können der erste und der zweite Hohlkörper ein Koaxialrohr bilden, also ein Rohr in einem Rohr, wobei das innere Rohr durch den ersten Hohlkörper gebildet wird und das äußere Rohr durch den zweiten Hohlkörper gebildet wird. Es wird vom Fachmann verstanden werden, dass auch wenn hier von Rohren gesprochen wird, die genannten Hohlkörper eine beliebige Geometrie haben können, also beispielsweise eckig oder oval ausgestaltet sein können.
Erfindungsgemäß besteht zwischen den beiden Hohlkörpern eine Verbindung in Form eines beweglichen Düsenrings, der einen Medienfluss zwischen dem ersten Hohlkörper und dem zweiten Hohlkörper erlaubt. So kann beispielsweise zusätzlich zu dem im ersten Hohlkörper erzeugten Sog, über den zweiten Hohlkörper und den Düsenring Luft in den ersten Hohlkörper geblasen werden. Bedingt dadurch, dass der Düsenring sich bewegen kann und beispielsweise von einem Antrieb angetrieben wird, wird die in den ersten Hohlkörper geblasene Luft verwirbelt, so dass ein Wirbelstrom innerhalb des ersten Hohlkörpers erzeugt wird. Dieser Wirbelstrom erlaubt eine erhöhte Luftstrombeaufschlagung des zu reinigenden Werkstücks. Des Weiteren hat der Wirbelstrom den Vorteil, dass der Luftstrom in immer unterschiedlichen Winkeln auf das zu reinigende Werkstück trifft und dadurch besser die anhaftenden Partikel abgeblasen werden können. Die so abgelösten Partikel werden in Richtung der Unterdruckquelle durch den ersten Hohlkörper gesaugt und gelangen so nicht in die Umgebung. Bedingt durch den erzeugten Wirbelstrom ist auch bereits ein geringer Druck für den Luftstrom ausreichend, um eine erhöhte Reinigungswirkung zu erzielen. So kann beispielsweise die Ausgangsöffnung des ersten Hohlkörpers mit einer Ansaugung eines Gebläses verbunden werden, wohingegen die Eingangsöffnung des zweiten Hohlkörpers mit der Ausblasung des Gebläses verbunden werden kann. Es wird also Luft zirkuliert zwischen dem ersten und zweiten Hohlkörper. Es kann auch gesagt werden, das Gebläse saugt aus dem ersten Hohlkörper Luft ab und bläst diese über den zweiten Hohlkörper und den bewegbaren Düsenring wieder in den Hohlkörper hinein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat somit den Vorteil, dass eine einfache Reinigung eines Werkstückes möglich ist, ohne dass dabei die Umgebung konterminiert wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin begründet, dass keine Druckluft verwendet werden muss, um das Werkstück zu reinigen, d.h. es werden auch keine Öl- oder Kondensationsabscheider benötigt, die für die Druckluftreinigung unabdingbar sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste Hohlkörper, beispielsweise an seiner Eingangsöffnung einen Ionisator auf, um auch die statisch auf der Oberfläche des Werkstückes anhaftenden Partikel abzulösen. Der Ionisator kann mittels anschließbarer Hochspannung Ionen emittieren, die die an dem Ionisator vorbeiströmende Luft oder das vorbeiströmende Medium zumindest partiell ionisieren können. Wird dieser ionisierte Luftstrom direkt auf die Oberfläche des Werkstückes gelenkt, so wird die Oberfläche des Werkstückes elektrostatisch entladen und die statisch anhaftenden Partikel können abgeblasen werden. Der Ionisator kann eine Mehrzahl von Ionisationsspitzen aufwiesen. Diese Ionisationsspitzen können auch als Emitterspitzen bezeichnet werden und mit einer Hochspannungsquelle verbunden sein. Die Ionisationsspitzen können beispielsweise umfänglich an oder in der Eingangsöffnung des ersten Hohlkörpers angeordnet sein. Eine derartige Anordnung von Ionisationsspitzen kann auch als Ionisierungskranz oder Ionisierungsring bezeichnet werden. Dabei können alle Ionisationsspitzen gleich geladene Ionen emittieren oder unterschiedliche Ionisationsspitzen können unterschiedlich geladene Ionen emittieren. Dies sorgt dafür, dass verschiedenen Oberflächenladungsprofilen Rechnung getragen werden kann, d.h. bedingt dadurch, dass Ionen beider Polaritäten emittiert werden können, kann die statische Aufladung neutralisiert werden und die statische Anhaftung von Partikeln beseitigt werden. Dabei können beispielsweise Ionisationsspitzen emittierend positive Ionen mit Ionisationsspitzen emittierend negative Ionen alternierend angeordnet sein. Es ist beispielsweise auch möglich, dass zwei Ionisierungskränze versetzt zueinander angeordnet sind, wobei jeweils ein Ionisierungskranz Ionen einer bestimmten Polarität emittiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Düsenring zumindest eine Düse auf. Diese zumindest eine Düse kann einen Medienfluss zwischen dem ersten und zweiten Hohlkörper erlauben. Durch die Bewegung des Düsenrings verbleibt die zumindest eine Düse nicht stationär an einem Ort, sondern ändert ihre Position über die Zeit. Die Düse kann dabei auch ausgestaltet sein, dass ihre Ausrichtung einstellbar ist und sich beispielsweise während der Bewegung des Düsenrings ändert. Die Einstellung kann sich beispielsweise während einer Drehung des Düsenrings ändern. Des Weiteren ist es auch möglich, dass die zumindest eine Düse in Form und Größe verändert werden kann, so dass der Medienstrom gezielt eingestellt werden kann. Es können auch eine Vielzahl von Düsen zwischen dem ersten und zweiten Hohlkörper ausgebildet sein. Diese können beispielsweise auch je nach Anwendungsfall austauschbar sein, so dass der Medienstrom beispielsweise an die Geometrie des zu reinigenden Werkstückes angepasst werden kann. Es kann beispielsweise auch bei Einführung des Werkstückes in den ersten Hohlraum zu einer berührungsfreien Abtastung des Werkstückes kommen und die zumindest eine Düse kann entsprechend automatisch derart eingestellt werden, dass diese einen optimalen Medienstrom passend zur Geometrie des Werkstückes erzeugt. Gleiches gilt auch für die Bewegung des Düsenrings, diese kann auch auf die Form und Geometrie des Werkstückes angepasst werden. Wenn die Geometrie des Werkstückes bekannt ist, ist es auch möglich, dass die zumindest eine Düse und deren Einstellmechanismus derart eingestellt ist, dass eine automatische Einstellung der zumindest einen Düse und eine entsprechende Bewegung des Düsenrings basierend auf der Einführtiefe des Werkstückes in den ersten Hohlkörper geschieht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bewegt ein Antrieb den bewegbaren Düsenring. Dieses Bewegen kann ein direktes bewegen oder indirektes bewegen sein. Beispielsweise kann der Antrieb direkt mit dem Düsenring gekoppelt sein, so dass die Bewegung des Antriebs direkt auf den Düsenring übertragen wird und dieser sich entsprechend der Bewegung des Antriebs bewegt. Es ist aber auch möglich, dass der Antrieb indirekt mit dem Düsenring gekoppelt ist, beispielsweise mit Hilfe einer Übersetzung, einer Zahnradanordnung oder eines Antriebsriemens. In diesem Fall wird die Bewegung des Antriebs nicht direkt auf den Düsenring übertragen. Dies hat den Vorteil, dass der Antrieb beabstandet von dem Düsenring angeordnet werden kann. In den zuvor genannten Beispielen wird zum Beispiel die Bewegung des Antriebs erst auf die Übersetzung, die Zahnradanordnung oder den Antriebsriemen übertragen und dann auf den Düsenring. Dem Fachmann ist aber bewusst, dass die Übertragungen der Bewegung nur beispielhaft sind und auch andere Übertragungsmöglichkeiten mit umfasst sind. Als Antrieb kann ein Elektromotor oder ein pneumatischer Motor verwendet werden. Der Motor kann beispielsweise auch Teil des Düsenrings sein. Es ist auch denkbar, dass der Motor Teil des ersten oder zweiten Hohlkörpers ist oder separat hierzu ist. Der Antrieb kann aber auch durch die Ausgestaltung des Düsenrings selbst gegeben sein, so kann der Düsenring beispielsweise Lamellen, Flügelräder oder ähnliches aufweisen, die durch die über den ersten und oder zweiten Hohlkörper einströmende Luft den Düsenring in Bewegung versetzen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste und/oder der zweite Hohlkörper zumindest einen Filter auf. Dieser zumindest eine Filter kann beispielsweise in oder an der Ausgangsöffnung des ersten Hohlkörpers angeordnet sein. Dieser Filter kann die abgeblasenen Partikel aufnehmen, so dass diese erst gar nicht in die an die Ausgangsöffnung angeschlossene Unterdruckquelle gelangen. Der zumindest eine Filter kann auswechselbar sein. Dem Fachmann ist auch bewusst, dass nicht nur ein Filter eingesetzt werden kann, sondern eine Mehrzahl von Filtern, die beispielsweise unterschiedlich große Partikel filtern. Zusätzlich oder alternativ kann auch zumindest ein Filter an der Eingangsöffnung des zweiten Hohlkörpers angeordnet sein. Dieser zumindest eine Filter kann dann verhindern, dass Partikel in den Luftstrom durch den Düsenring auf das zu reinigende Werkstück gelangen. Auch dieser Filter kann auswechselbar sein und aus mehreren Filtern bestehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese weiter ein Haltemittel auf zum Halten des zu reinigenden Werkstückes. Beispielsweise kann dieses Haltemittel das Werkstück in einer bestimmten Position innerhalb des ersten Hohlkörpers halten. Es ist auch möglich, dass das Haltemittel das Werkstück hält und zumindest teilweise in dem ersten Hohlkörper bewegt. Dabei kann das Haltemittel beispielsweise auch eine Drehung des Werkstückes innerhalb des ersten Hohlkörpers bewirken, so dass der Luftstrom die gesamte Oberfläche des Werkstückes optimal umströmen kann und entsprechende anhaftende Partikel entfernt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der erste Hohlkörper weiter ein Begrenzungsmittel auf, das verhindert, dass das Werkstück zu tief in den Hohlkörper eingeführt wird oder durch die Unterdruckquelle angesaugt wird. Beispielsweise weist der Hohlkörper im inneren ein Gitter auf, welches derart ausgestaltet ist, dass es das Werkstück zurückhält, sollte dies von der Unterdruckquelle angesaugt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das zu reinigende Werkstück in den ersten Hohlkörper eingeführt und bewegt sich durch diesen. Dabei kann das zu reinigende Werkstück entweder durch ein Mittel zwangsgeführt werden oder sich schwerkraftbedingt bewegen. Im letzteren Fall kann auch gesagt werden, dass das zu reinigende Werkstück durch die Vorrichtung fällt und beim Fallen gereinigt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese eine weitere Öffnung auf, durch die ein weiteres Medium in den ersten Hohlkörper geleitet werden kann. Dieses weitere Medium kann sich beispielsweise von dem Medium unterscheiden, welches durch den ersten Hohlkörper gesaugt wird. Dieses weitere Medium kann beispielsweise ein Reinigungsmedium sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vorrichtung zumindest einen Drucksensor oder Luftmengenmesser im Bereich der Eingangsöffnung des ersten Hohlkörpers auf, der mit einer Steuerung verbunden ist. Die Steuerung ist in der Lage basierend auf den gemessenen Werten zumindest die Unterdruckquelle zu steuern sowie falls vorhanden die angeschlossene Überdruckquelle und die Bewegung des Düsenrings.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können mehrere erfindungsgemäße Vorrichtung kaskadenartig hintereinander angeordnet sein. Hierbei können die Vorrichtungen entweder direkt hintereinander angeordnet sein, d.h. die zumindest eine Ausgangsöffnung eines ersten Hohlkörpers einer ersten Vorrichtung ist verbunden mit einer Eingangsöffnung des ersten Hohlkörpers der zweiten Vorrichtung usw., oder die Vorrichtungen können im Abstand zueinander angeordnet sein. Das zu reinigende Werkstück kann dabei durch alle hintereinander angeordneten Vorrichtungen bewegt werden oder fallen, so dass unterschiedliche Grade an Verunreinigung beseitigt werden können.
Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum berührungsfreien Reinigen eines Werkstückes. Das erfindungsgemäße Verfahren weist auf zumindest teilweises Einführen des zu reinigenden Werkstückes in einen ersten Hohlkörper über eine erste Eingangsöffnung des ersten Hohlkörpers, Erzeugen eines Luftstroms in dem ersten Hohlkörper durch Einblasen von Luft über einen bewegbaren Düsenring in den ersten Hohlkörper, wobei der bewegbare Düsenring zwischen dem ersten Hohlkörper und einem zweiten Hohlkörper angeordnet ist, wobei der zweite Hohlkörper den ersten Hohlkörper zumindest teilweise umgibt und gleichzeitiges Bewegen des Düsenrings.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren weiter auf, das Emittieren von Ionen in den Luftstrom.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren weiter auf, das Bewegen des zu reinigenden Werkstückes in dem erzeugten Luftstrom. Dieses Bewegen des Werkstückes kann beispielswiese durch ein Haltemittel bewerkstelligt werden, welches das zu reinigende Werkstück innerhalb des ersten Hohlkörpers dreht, so dass der Luftstrom das Werkstück optimal umströmen kann und die auf der Oberfläche anhaftenden Partikel abgeblasen werden können. Das zu reinigende Werkstück kann beispielsweise auch durch die Vorrichtung bewegt werden, d.h. von der Eingangsöffnung des ersten Hohlkörpers zu einer Ausgangsöffnung des ersten Hohlkörpers.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren weiter auf, die Entnahme des Werkstückes aus dem ersten Hohlkörper nach Abschluss des Reinigungsvorgangs. D.h. das Werkstück wird aus dem ersten Hohlkörper wieder durch die Eingangsöffnung entnommen aus der es eingeführt wurde. Dies hat den Vorteil, dass das Werkstück nicht in Richtung der abgeblasenen Partikel bewegt wird, so dass nicht die Gefahr besteht, dass es zur erneuten Verschmutzung kommt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Aus dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ergeben sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1: eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2: einen Vertikalschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
Fig. 3: eine 3D Ansicht des in Fig. 2 gezeigten Vertikalschnitts durch das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 einen koaxialrohrförmigen Aufbau auf. D.h. die Vorrichtung 1 besteht aus einem inneren Rohr 2 - welches einen ersten Hohlkörper darstellt - welches eine Eingangsöffnung 2a sowie eine Ausgangsöffnung 2b aufweist. Zwischen der ersten Öffnung 2a und der zweiten Öffnung 2b besteht die Möglichkeit des Medienflusses. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 des Weiteren ein zweites Rohr 3 auf - welches einen zweiten Hohlkörper darstellt -, welches das erste Rohr 2 zumindest teilweise umgibt. Es kann auch davon gesprochen werden, dass das erste Rohr 2 das innere Rohr oder der innere Hohlkörper ist und das zweite Rohr das äußere Rohr oder der äußere Hohlkörper ist. Das zweite Rohr 3 weist eine Eingangsöffnung 3a auf und ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel im Inneren mit dem ersten Rohr 2 verbunden, so dass die Möglichkeit des Medienflusses zwischen der Eingangsöffnung 3a des zweiten Rohres 3 und dem ersten Rohr 2 besteht. Beispielsweise kann an die Öffnung 3a die Ausblasung eines Gebläses angeschlossen werden, so dass ein Medium vom äußeren Rohr 3 in das innere Rohr 2 geblasen werden kann, wodurch ein Medienstrom innerhalb des ersten Rohres 2 von dessen Eingangsöffnung 2a zu seiner Ausgangsöffnung 2b entsteht. Zur Verstärkung des Luftstroms kann dann an der Ausgangsöffnung 2b des ersten Rohres 2 noch eine Unterdruckquelle angeschlossen werden, die zusätzlich Luft aus dem inneren des ersten Rohres 2 saugt. Die Unterdruckquelle kann beispielsweise die Ansaugung des Gebläses sein, mit dem über die Eingangsöffnung 3a des zweiten Rohres 3 Luft in das erste Rohr 2 eingeblasen wird. Der Medienstrom innerhalb des ersten Rohres 2 bewirkt, dass wenn ein zu reinigendes Werkstück durch die Eingangsöffnung 2a in das Rohr 2 bewegt wird, so wird dieses Werkstück von dem erzeugten Medienstrom umströmt. Hierdurch werden anhaftende Partikel abgeblasen und bewegen sich in Richtung der Ausgangsöffnung 2b des ersten Rohres 2, wo diese Partikel beispielsweise durch einen Filter - hier nicht gezeigt - aufgenommen werden können.
Um das Werkstück optimal vom Luftstrom umströmen zu lassen, ist zwischen der Verbindung des ersten Rohres 2 und des zweiten Rohres 3 ein bewegbarer Düsenring - hier nicht gezeigt - angeordnet. Dieser leitet über zumindest eine Düse die in das zweite Rohr 3 eingeblasene Luft in das erste Rohr 2, wobei durch die Bewegung des Düsenrings beim Einblasen der Luft ein Wirbelstrom erzeugt wird, der nicht nur die Sogwirkung im ersten Rohr 2 erhöht, sondern auch dafür sorgt, dass der Luftstrom in unterschiedlichen Winkeln auf das zu reinigende Werkstück trifft. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Düsenring über einen Antrieb 6 bewegt.
Um auch statisch anhaftende Partikel von dem Werkstück zu lösen, kann in oder an der Eingangsöffnung 2a ein Ionisator - hier nicht gezeigt - angeordnet sein, der mittels Hochspannung Ionen emittiert, die zur Neutralisierung der Oberflächenladung des Werkstückes führen, so dass die ansonsten statisch anhaftenden Partikel abgeblasen werden können.
Figur 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch das in Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird das innere Rohr 2 zumindest teilweise von dem äußeren Rohr 3 umgeben. Zwischen dem ersten und zweiten Rohr 2, 3 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ein Düsenring 4 angeordnet, der in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel zumindest eine Düse 7 aufweist. Wird an die Eingangsöffnung 3a des äußeren Rohres 3 beispielsweise ein Gebläse angeschlossen, so wird Luft durch die Düse 7 geblasen. Es entsteht somit ein Medienstrom zwischen der Düse 7 und dem inneren Rohr 2. Durch den Bernoulli Effekt wird von diesem Medienstrom auch durch die Eingangsöffnung 2a das Medium angesaugt, so dass ein Medienstrom zwischen der Eingangsöffnung 2a und der Ausgangsöffnung 2b entsteht. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Eingangsöffnung 2a trichterförmig ausgestaltet, um den Medienstrom zu begünstigen. Zusätzlich kann auch an die Ausgangsöffnung 2b eine Unterdruckquelle angeschlossen werden. Durch die Bewegung des Düsenrings 4, der in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel eine Begrenzung zwischen dem Hohlraum des ersten Rohres 2 und dem Hohlraum des zweiten Rohres 3 darstellt und diese voneinander trennt, kann Luft nur durch die zumindest eine Düse 7 zwischen dem zweiten Rohr 3 und dem ersten Rohr 2 strömen. Wird der Düsenring 4 durch den Antrieb 6 bewegt, so ändert sich über die Zeit gesehen die Position der zumindest einen Düse 7. Es kann dabei gesagt werden, dass die zumindest eine Düse 7 sich auf einer Kreisbahn bewegt. Mit der Bewegung des Düsenrings 4 und damit der zumindest einen Düse 7 wird ein zyklischer Wirbelstrom in dem ersten Rohr 2 erzeugt. Dieser verstärkt nicht nur den Bernoulli Effekt und sorgt damit für einen stärkeren Sog, sondern sorgt auch dafür, dass das zu reinigende Werkstück in verschiedenen Winkeln mit dem Luftstrom beaufschlagt wird. Der Düsenring 4 kann dabei mit einem Material beschichtet sein, welches einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist, so dass die Reibung zwischen dem Düsenring 4 und dem ersten und zweiten Rohr 2, 3, so gering wie möglich ist. Es ist auch denkbar, dass nur an den Kontaktstellen zwischen dem Düsenring 4 und dem ersten und zweiten Rohr 2, 3 der Düsenring 4 und oder das erste und zweite Rohr 2, 3 mit einem Material beschichtet ist, welches einen geringen Reibungskoeffizienten hat.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Düsenring 4 mittels eines Antriebs 6 bewegt, der über eine Zahnradanordnung 8 mit dem Düsenring 4 verbunden ist. Hierzu weist der Düsenring 4 an seiner Außenseite, also an der dem zweiten Rohr 3 zugewandten Seite, einen Zahnradkranz auf, der mit Zahnrädern der Zahnradanordnung 8 in Kontakt gebracht wird die wiederum mit einem Zahnrad des Antriebes 6 verbunden sind. Die Zahnradanordnung 8 wirkt dabei wie ein Getriebe zwischen Antrieb 6 und Düsenring 4, so dass die Drehzahl des Düsenrings 4 im Vergleich zur Drehzahl des Antriebs 6 höher ist. Dem Fachmann ist aber bewusst, dass das hier beschriebene Beispiel der Bewegungsübertragung von Antrieb 6 auf Düsenring 4 nur exemplarisch ist und auch andere Bewegungsübertragungen mit umfasst sind. So ist zum Beispiel auch denkbar, dass ein Antriebsriemen sich um den Düsenring 4 erstreckt, der durch den Antrieb 6 bewegt wird. Es ist aber auch denkbar, dass der Antrieb 6 selbst Teil des Düsenrings 4 ist. Auch kann der Düsenring 4 Lamellen oder Flügel aufweisen, die durch die in die Eingangsöffnung 3a des zweiten Rohres 3 geblasene Luft dafür sorgen, dass der Düsenring 4 in Bewegung versetzt wird.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 1 umfänglich an der Eingangsöffnung 2a des ersten Rohres 2 Ionisationsspitzen 5a, 5b, 5c auf, die einen Ionisator 5 bilden. Der Ionisator 5 ist dabei über einen Anschluss 9 mit einer Hochspannungsquelle verbindbar. Durch die Hochspannung werden an den Ionisationsspitzen 5a, 5b, 5c Ionen erzeugt, die in der Lage sind die statische Aufladung des Werkstückes zu neutralisieren. Die von den Ionisationsspitzen 5a, 5b, 5c emittierten Ionen werden über den erzeugten Medienstrom mitgeführt in das innere Rohr 2 und können dort auf das einzuführende Werkstück treffen, wo die entsprechende Neutralisierung stattfindet.
Figur 3 zeigt eine 3D Ansicht des in Figur 2 gezeigten Vertikalschnitts durch das in Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ausgangsöffnung 2b des inneren Rohres 2 und die Eingangsöffnung 3a des äußeren Rohres 3 jeweils mit Gewinden versehen, um Unterdruck- und Überdruckquellen mit den jeweiligen Öffnungen zu verbinden.
Es wird vom Fachmann verstanden werden, dass das gezeigte Ausführungsbeispiel nur beispielhaft ist und alle gezeigten Elemente, Mittel, Bauteile, und Merkmale verschieden ausgestaltet sein können, aber dennoch die hier beschriebenen Grundfunktionalitäten erfüllen können.

Claims

Eine Vorrichtung (1) zur berührungsfreien Reinigung eines Werkstückes, die Vorrichtung (1) aufweisend:
einen ersten Hohlkörper (2), wobei der erste Hohlkörper (2) angepasst das zu reinigende Werkstück zumindest teilweise aufzunehmen;

einen zweiten Hohlkörper (3), wobei der zweite Hohlkörper (3) den ersten Hohlkörper (2) zumindest teilweise umgibt; und

einen beweglichen Düsenring (4) zwischen dem ersten Hohlkörper (2) und dem zweiten Hohlkörper (3) zum Medienfluss zwischen dem ersten Hohlkörper (2) und dem zweiten Hohlkörper (3), wobei der Düsenring (4) mittels eines Antriebs (6) bewegbar ist.
Die Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der erste Hohlkörper (2) zumindest einen Ionisator (5) aufweist.
Die Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der Ionisator (5) eine Mehrzahl von Ionisationsspitzen (5a, 5b, 5c) aufweist, die umfänglich in einer Eingangsöffnung (2a) des ersten Hohlkörpers (2) angeordnet sind.
Die Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Ionisationsspitzen (5a, 5b, 5c) angepasst sind unterschiedlich geladene Ionen zu emittieren.
Die Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend:
eine Hochspannungsquelle verbunden mit dem Ionisator (5).
Die Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Hohlkörper (2) angepasst ist an eine Unterdruckquelle angeschlossen zu werden.
Die Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Hohlkörper (3) angepasst ist an eine Überdruckquelle oder eine Unterdruckquelle angeschlossen zu werden.
Die Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Düsenring (4) zumindest eine Düse (6) aufweist, zum Steuern des Medienflusses zwischen dem ersten Hohlkörper (2) und dem zweiten Hohlkörper (3).
Die Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) weiter aufweist:
einen Antrieb (6) zum Bewegen des Düsenrings (4).
Die Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei der Antrieb (6) ein Elektromotor oder ein pneumatischer Motor ist.
Die Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Hohlkörper (2) und / oder der zweite Hohlkörper (3) zumindest einen Filter aufweist.
Die Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend:
ein Haltemittel zum Halten des zu reinigenden Werkstückes.
Ein Verfahren zum berührungsfreien Reinigen eines Werkstückes, das Verfahren aufweisend:
zumindest teilweises Einführen des zu reinigenden Werkstückes in einen ersten Hohlkörper (1) über eine erste Eingangsöffnung (2a) des ersten Hohlkörpers (2);

Erzeugen eines Luftstroms in dem ersten Hohlkörper (2) durch Einblasen von Luft über einen bewegbaren Düsenring (4) in den ersten Hohlkörper (2), wobei der bewegbare Düsenring (4) zwischen dem ersten Hohlkörper (2) und einem zweiten Hohlkörper (3) angeordnet ist, wobei der zweite Hohlkörper (3) den ersten Hohlkörper (2) zumindest teilweise umgibt; und

gleichzeitiges Bewegen des Düsenrings (4).
Das Verfahren nach Anspruch 13, weiter aufweisend:
Emittieren von Ionen in den Luftstrom.
Das Verfahren nach Anspruch 13, weiter aufweisend:
Bewegen des zu reinigenden Werkstückes in dem erzeugten Luftstrom.