NL8602081A - Werkwijze en inrichting voor het ultrasoon reinigen van rotatiesymmetrische serieonderdelen. - Google Patents

Description

4 - i - »

Werkwijze en inrichting voor het ultrasoon reinigen van rotatiesymmetrische serieonderdelen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het ultrasoon reinigen van rotatiesym-metrische serieonderdelen.

Het toepassingsgebied is de machine- en 5 apparatenbouw, waar rotatiesymmetrische onderdelen, bijvoorbeeld walslegerringen, tandwielen, glijlegers, kunststof- of keramische onderdelen, enz., waarbij een extreem hoge zuiverheidsgraad wordt vereist, automatisch moeten worden gereinigd.

10 Het is bekend dat serieonderdelen, in het bijzonder walslegerringen, na of tussen bepaalde bewerkings-fasen in universele of gespecialiseerde ultrasoonreinigings-inrichtingen worden gereinigd. Reinigingsvloeistoffen zijn waterige oplossingen (meest basisch of neutraal) 15 gechloreerde koolwaterstoffen (trichlooretheen e.d.), of ook langketenige koolwaterstoffen (dunvloeibare minerale oliën of paraffinemengsels, dat wil zeggen petroleum-achtige vloeistoffen).

De constructieve uitvoering van de reinigings-20 installaties moet daarbij aangepast zijn aan de speciale eigenschappen van de reinigingsvloeistof.

Terwijl bij de ultrasoonreiniging in waterige vloeistoffen en chloorkoolwaterstoffen meestal installaties met meerdere kamers worden toegepast en daarbij 25 de gereinigde serieonderdelen de reinigingsinstallatie met relatief hoge temperatuur (60°C tot 120°C, al naar de reinigingsvloeistof) verlaten, zijn voor de ultrasoonreiniging in petroleumachtige vloeistoffen meestal installaties met één kamer ontwikkeld. In het laatste 30 geval kunnen de geometrische dimensies van de gereinigde serieonderdelen direkt na het verlaten van de reinigings-inrichting automatisch worden bepaald, aangezien de petroleumachtige reinigingsvloeistoffen op grond van het ultrasoon-geleidingsvermogen op zo laag mogelijke tempe-35 ratuur moeten worden gehouden. Daar tegenover staat de ervaring, dat bijvoorbeeld in de gebruikelijke ultrasoon- 8602061 ! 11 - 2 - trilbaden, wanneer zij gevuld zijn met petroleumachtige vloeistof, slechts een geringe geluidswisseldruk (bijv. p kleiner dan 50 kPa) ontstaat. Voor het ontstaan van cavitatie aan de te reinigen onderdelen, hetgeen in de 5 vakliteratuur wordt aangeduid als microschrobben, is evenmin ten minste het overwinnen van de absolute luchtdruk en de cohesiedruk van de reinigingsvloeistof, dat wil zeggen p groter dan 150 kPa, vereist.

Op verschillende wijze werd gepoogd door 10 geschikte constructieuitvoeringen en met relatief hoge ultrasone vermogens (bijv. groter dan 2000 W) het bovengenoemde nadeel uit te sluiten of in verregaande mate te compenseren. De in het DD-PS 124.233 beschreven inrichting heeft een bijzonder klein gehouden houder, 15 waarin zich de petroleumachtige reinigingsvloeistof bevindt. Het ultrageluid wordt met behulp van een met water (koppelmedium) gevulde uitwendige houder ingeleid.

Bovendien zijn reinigingsinrichtingen bekend, waarbij in de petroleumachtige reinigingsvloeistof de 20 te reinigen onderdelen direkt over de ultrasoonoscillatoren worden gevoerd. Laatstgenoemde werkwijze heeft het nadeel, dat bij te reinigen binnenvlakken, bijvoorbeeld bij een walslegerring, deze zich ook zeer dicht bij de ultra- soonoscillator moet bevinden, hetgeen van meet af aan 25 een beperking in de toepassing, bijvoorbeeld bij de diameter van de te reinigen walslegerringen, betekent.

Er kan aangetoond worden, dat ondanks verhoging van het specifieke ultrasoon-vermogen, bijvoorbeeld van P. = 2 2 0,5 W/cm op = 3 W/cm , in petroleumachtige reinigings-30 vloeistoffen de geluidswisseldruk aan de oscillator niet boven p = 25 kPa stijgt, in tegendeel, gemeten op een afstand van de ultrasoonoscillator van slechts 150 mm de geluidswisseldruk van p.^ = 22 kPa (bij P^^ = 0,5 W/cm2) op P2 = 5 kPa (bij P2 = 3 W/cm^) daalt.

35 Het is daarom niet mogelijk alleen door de verhoging van het geïnduceerde vermogen bij ultrageluid in de gebruikelijke inrichting van ultrasoonoscillatoren in de reinigingsinrichtingen, wanneer deze met petroleumachtige reinigingsvloeistoffen zijn gevuld, een voldoende 40 reinigingswerking, in het bijzonder aan walslegerringen 8602081 * - 3 - 4 te behalen.

Het is bekend, dat in de binnenruimte van een buisvormige ultrasoonoscillator ondanks lager geïnduceerd vermogen een ultrageluid met een hogerevermogensdichtheid 5 ontstaat. In het DE-OS 2.624.369 werd een ultrasoonoscillator voor de reiniging van reinigingsgoed zonder einde, zoals film of draad beschreven.

De ultrasoonoscillator is uitgevoerd als dompeloscillator en wordt in een boven open reinigingsbad 10 ingedompeld.

Bij deze inrichting draagt het totale ultrasone vermogen, dat in warmte wordt omgezet, bij tot het opwarmen van de reinigingsvloeistof. Bij toepassing van petroleumachtige reinigingsvloeistoffen, die bij zo 15 laag mogelijke temperaturen moeten worden gehouden, is onnodig verhittingsvermogen ongewenst en bovendien zijn aanzienlijke storingen te vrezen, doordat door het extreem slechte warmtegeleidingsvermogen van petroleumachtige reinigingsvloestoffen in de met lucht gevulde binnenruimte 20 van de ultrasoonoscillator warmtestuwen ontstaan, die de sterkte van de gebruikelijk toegepaste kleefverbindingen van ultrasoon-trilelementen (PZT-elementen) en trilmembraan op ontoelaatbare wijze beïnvloeden.

Uit het DE-OS 2.844.905 is de inrichting van 25 ultrasoongeneratoren en transporteurs in open houders bekend. De beschreven inrichting is evenwel ongeschikt voor toepassing met petroleumachtige reinigingsvloeistoffen, aangezien in de open geluidsbaden niet de vereiste geluidswisseldruk ontstaat en in aldus uitgevoerde 30 ultrasoonbehandelingsinrichtingen de open geleidings- elementen, zoals glijbanen en banden tot onbetrouwbaar bedrijf van de reinigingsinrichting zouden leiden.

Indien men bovendien in aanmerking neemt, dat de petroleumachtige reinigingsvloeistoffen het door het 35 ultrageluid losgemaakte vuil niet kunnen afvoeren, is het noodzakelijk, dat de ultrasoonreiniging wordt aangevuld door een intensief spoelproces.

Het is bekend, dat de te reinigen onderdelen bij het uitvoeren uit het reinigingsbad direkt daarboven 40 onmiddellijk worden gespoeld.

8602081

Cf - 4 - *

Metingen met behulp van een speciale sonde hebben te zien gegeven, dat bij het inleiden van een vloeistofstraal in een open ultrasoonbad de geluidswissel-druk meteen belangrijk daalt en daardoor de werkzaamheid 5 van het ultrageleid voor wat betreft de reinigingswerking negatief wordt beïnvloed, doordat door de gedwongen in het ultrasoonbad mee-ingevoerde luchtbellen de reinigings-vloeistof compressibel wordt en daardoor geen effektieve overdracht van de geluidswisseldruk op het te reinigen 10 onderdeel kan plaatsvinden.

Ondanks alle geschetste nadelen bij de ultrasoonreiniging in petroleumachtige reinigingsvloei-stoffen wordt de toepassing ervan bij de automatische produktie nagestreefd, aangezien deze reinigingsvloeistof-15 fen slïjtageverminderend en corrosiebeschermend werken, hetgeen bijvoorbeeld bij walslegerringen van zeer grote betekenis is.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een ultrasoonreinigingsinrichting van kleine con-20 structie, welke een effektieve toepassing van het ultra-soon-reinigingsproces bij gebruik van petroleumachtige reinigingsvloeistoffen mogelijk maakt. De bij de ultrasoonreiniging in petroleumachtige vloeistoffen bekende nadelen moeten in de meest verregaande mate worden gecompenseerd 25 of geëlimineerd en het elektro-akoestische rendement ten opzichte van bekende inrichtingen worden verhoogd. De inrichting moet in het bijzonder geschikt zijn om inschakeling in machinestroomseries van een automatisch bedrijf bij hoge opbrengst aan stukgoed mogelijk te maken. 30 Het is de technische opgave van de uitvinding een intensieve reiniging van rotatiesymmetrische serie-onderdelen, bijvoorbeeld walslegerringen, door toepassing van ultrageluid van hoge vermogensdichtheid, dat zonder toepassing van een koppelmedium in een buis werkt, te 35 bereiken, waarbij de buis gevuld is met een speciale petroleumachtige reinigingsvloeistof en door de te reinigen onderdelen wordt doorlopen.

Volgens de uitvinding wordt deze opgave daardoor opgelost, doordat in een door lucht omgeven houder-40 systeem, inclusief ultrasoonoscillatoren, een extra 8602081 - 5 * 4 reinigingsvloeistofstroom in de richting van de getransporteerde onderdelen werkzaam wordt. Door deze reinigingsvloeistofstroom worden de opgeloste vuildeeltjes van de gereinigde onderdelen uit het werkingsgebied van de 5 ultrasoonoscillatoren getransporteerd en de intrede van luchtbellen in het werkingsgebied van de ultrasoonoscillatoren verhinderde Bovendien wordt een koelwerking verkregen, die er toe bijdraagt, dat de gereinigde onderdelen bij benadering met omgevingstemperatuur het houdersysteem 10 verlaten. Met de werkwijze volgens de uitvinding wordt een verhoogd reinigingseffekt bereikt. Het houdersysteem, inclusief transportinrichting, bestaat uit een invoer-houder en een uitvoerhouder, die zich bevindt in een ten opzichte van de invoerhouder bij benadering loodrecht 15 vlak. Tussen invoerhouder en uitvoerhouder is ten minste êên buis aangebracht, die aan haar buitenvlak een aantal ultrasoonoscillatoren opneemt. Aan de invoerhouder zijn een extra reinigingsvloeistoftoeloop en op bekende wijze aan de uitvoerhouder spoelsproeiers aangebracht. De 20 inrichting volgens de uitvinding maakt een intensieve spoeling mogelijk van de gereinigde onderdelen in de uitvoerhouder, zonder dat de met de spoelstraal onvermijdelijk ingeleide luchtbellen het werkingsgebied van de ultrasoonoscillatoren bereiken, aangezien de extra 25 ingevoerde reinigingsvloeistofstroom het intreden van de luchtbellen in de buis verhindert. In de, de reinigings-vloeistof bevattende buis is een een- of meersporige onderdelengeleiding aangebracht, die in meest verregaande mate vloeistof- en geluiddoorlaatbaar is uitgevoerd.

30 Het totale houdersysteem, inclusief ultrasoongeneratoren is omgeven door lucht. De omgevingslucht omstroomt zodoende de buiten op de bij voorkeur oneven veelhoekig uitgevoerde buis aangebrachte ultrasoonoscillatoren, waardoor de verlieswarmte van de ultrasoonoscillatoren 35 wordt afgeleid door convectoren.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld van een ultrasoonreinigingsinstallatie onder verwijzing naar de tekeningen. In de tekeningen toont: 40 fig. 1 een zijaanzicht van de reinigingsinrich- 8602081 «r - 6 - κ ting; fig. 2 een dwarsdoorsnede van de toegepaste buis met de in meest verregaande mate open onderdelengeleiding en de buiten aangezette ultrasoonoscillatoren; 5 fig. 3 een zijaanzicht van de onderdelen geleiding (segment); fig. 4 een dwarsdoorsnede van de onderdelengeleiding.

Volgens fig. 1 bestaat de reinigingsinrichting 10 uit het grondframe 1, de reinigingsvloeistofverzamel-en voorraadhouder 2, filter 3 en omwentelingspomp 4, alsook uit het houdersysteem, bestaande uit invoerhouder 7 en uitvoerhouder 11, welke verbonden zijn met een buis 9. Aan de langszijden van de buis 9 bevinden zich ultrasoon-15 oscillatoren 8 in optimale aanbrenging en aantal, die omgeven zijn door lucht.

Door deze nieuwe wijze van inrichting en de daaruit voortkomende kleine afstand tussen te reinigen onderdelen 5 en ultrasoonoscillatoren 8 wordt een goed 20 reinigingseffekt bij relatief laag ultrasoonvermogen bereikt.

De ultrasoonvermogensdichtheid in de buis bedraagt daarbij meer dan 100 W/l en er ontstaan .geluids-wisseldrukken groter dan 200 kPa.

25 De te reinigen onderdelen 9 rollen in een onderdelengeleiding 6 door de invoerhouder 7, de buis 9 en verlaten met behulp van transporteur 10, die intermitterend wordt aangedreven en zich bevindt in de uitvoerhouder 11, de reinigingsinstallatie.

30 In de uitvoerhouder 11 bevinden zich spoel- sproeiers 12, door welke de onderdelen 5, bijvoorbeeld walslegerbinnenringen 5a en walslegerbuitenringen 5b, worden gespoeld met gefiltreerde reinigingsvloeistof 13. Door een reinigingsvloeistoftoevoer 18 wordt aan de 35 invoerhouder 7 voortdurend gefiltreerde reinigingsvloeistof 13 toegevoegd, die de buis 9 langzaam doorstroomt. Daardoor wordt verhinderd, dat de luchtbellen, die met de door de spoelsproeiers 12 gesproeide reinigingsvloeistof 13 in de uitvoerhouder 11 aankomen, ook de buis 9 40 bereiken en de vermogensdichtheid van het ultrasoonveld 8602081 - 7 - Λ afzwakken. Tegelijk wordt met de reinigingsvloeistoftoevoer 18 de buis 9 gekoeld en het losgemaakte vuil in de richting van de uitvoerhouder 11 getransporteerd.

Door een corresponderend buisleidingssysteem 14 5 zijn de spoelsproeiers 12, de reinigingsvloeistoftoevoer 18, de omwentelingspomp 4, filter 3, alsook een reinigingsvloeistof terugloop 19 met elkaar verbonden.

De vulstand 15 is zo hoog bemeten, dat zich in het totale inwendige van de buis 9 reinigingsvloeistof 13 10 bevindt. De gemeenschappelijke terugloop van reinigingsvloeistof 13, die zowel door de spoelsproeiers 12 alsook door de reinigingsvloeistoftoevoer 18 door de buis 9 in de uitvoerhouder 11 aankomt, geschiedt via een reinigingsvloeistofterugloop 19.

15 In fig. 2 is bijvoorbeeld als een mogelijkheid van de uitvoering van de buis 9 de driehoekige vorm weergegeven. De grootte van het driehoekige profiel van de buis 9 werd zo gekozen, dat het transport van de wals-legerbinnenringen 5a en walslegerbuitenringen 5b naast 20 elkaar - als paarsgewijze doorloop - in een onderdelengeleiding 6, die in de met petroleumachtige reinigingsvloeistof 13 gevulde buis 9 is aangebracht, mogelijk wordt gemaakt.

De onderdelengeleiding 6 bestaat uit hoek-25 profielen 16, die door omvattingsplaten 17 zo zijn samengevat, dat de onderdelengeleiding 6 in meest verregaande mate open blijft en het in de reinigingsvloeistof 13 ingebrachte ultrageluid de oppervlakken van de te reinigen walslegerbinnenringen 5a en walslegerbuitenringen 30 5b met minimale hinder kan bereiken.

De bijzondere voordelen van de ultrasoon-reinigingsinstallatie zijn daarbij gelegen in: 1. De inleiding van de ultrasoontrillingen in de reinigingsvloeistof 13 met hoog elektro-akoestisch 35 rendement zonder gebruik van een koppelmedium, waardoor het elektrisch vermogen van de omzetters en generatoren wezenlijk lager kan worden gehouden dan bij andere inrichtingen.

2. De effektieve koeling van de ultrasoon-40 oscillatoren 8, die plaatsvindt door convectie aan de 8602081 j

•V

l - 8 - buitenzijden van de oscillatoren.

3. De verdere verhoging van het reinigings-effekt door intensieve afspoeling van de in het ultrasoon-veld losgemaakte vreemde stoffen met behulp van een spoel-5 sproeiersysteem in de uitvoerhouder 11 boven de spiegel van de reinigingsvloeistof 13 met behulp van reinigings-vloeistof 13, waarbij een intreden van luchtbellen in het werkingsbereik van de ultrasoonoscillatoren 8 door de reinigingsvloeistofstroom in de richting van de getranspor-10 teerde, te reinigen onderdelen wordt verhinderd.

- conclusies - 8602081

Claims (3)

1. Werkwijze voor het ultrasoon reinigen van rotatiesymmetrische serieonderdelen, waarbij de te reinigen onderdelen binnen een houdersysteem met behulp van een transportinrichting een bij voorkeur petroleumachtige 5 reinigingsvloeistof doorlopen, waarop ultrasoonoscillatoren inwerken en de gereinigde onderdelen voor het uittreden uit het houdersysteem met reinigingsvloeistof worden afgespoeld, met het kenmerk, dat in een door lucht omgeven houdersysteem, inclusief ultrasoon-10 oscillatoren, een extra reinigingsvloeistofstroom in de richting van de te transporteren onderdelen werkzaam wordt, die, behalve de te reinigen onderdelen te koelen, de opgeloste vuildeeltjes uit het werkingsgebied van de ultrasoonoscillatoren transporteert, de intrede van lucht-15 bellen in het werkingsgebied van de ultrasoonoscillatoren verhindert en zodoende een verhoogd reinigingseffekt van de serie-onderdelen bewerkstelligt.

2. Inrichting voor het ultrasoon reinigen van rotatiesymmetrische serie-onderdelen, welke bestaat uit 20 een houdersysteem en een transportinrichting, waarbij de, de reinigingsvloeistof bevattende buis zich bevindt in een gehelde stand en verbonden is met een transporteur, met het kenmerk, dat het houdersysteem inclusief transportinrichting bestaat uit een invoer-25 houder (7) en een ten opzichte hiervan bij benadering loodrecht vlak zich bevindende uitvoerhouder (11), alsook ten minste een tussen invoerhouder (7) en uitvoerhouder (11) aangebrachte, uitwendig meerdere ultrasoonoscillatoren (8) opnemende buis (9) bestaat, het totale houdersysteem 30 inclusief ultrasoonoscillatoren (8) door lucht omgeven is, waarbij aan de invoerhouder (7) een extra reinigingsvloeistof toevoer (18) en op bekende wijze aan de uitvoerhouder (11) spoelsproeiers (12) zijn aangebracht.

3. Inrichting volgens conclusie 2,met het 35 kenmerk, dat in de, de reinigingsvloeistof (13) 8602081 l - 10 - ¥ bevattende buis (9) een een- of meersporige onderdeel-geleiding (6) is aangebracht, die in de meest verregaande mate vloeistof- en geluiddoorlaatbaar is uitgevoerd. 8602081