Vorrichtung zum Speichern und Oberflächenbearbeiten von Werkstücken
B e s c h r e i b u n g
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spei¬ chern sowie gegebenenfalls Transportieren von Werkstücken, mit mindestens einem rohrformigen Behälter, der wenigstens einen Aufnahmeplatz für ein Werkstück aufweist, das durch eine Beladeöffnung in den Behälter einbringbar ist.
Derartige Vorrichtungen werden in innerbetrieblichen Mate¬ rialfluß-Systemen, zur Zwischenspeicherung von Werkstücken in BearbeitungsZentren, bei denen die einzelnen Stationen mit unterschiedlichen Taktraten arbeiten, sowie zum Trans¬ port zwischen verschiedenen Betriebsstätten benötigt, und sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt.
Stand der Technik
Nun ist es häufig erforderlich, Werkstücke vor einem Bear¬ beitungsvorgang, vor der Zwischenspeicherung oder vor dem Transport zu einer anderen Betriebsstätte beispielsweise mit einer Waschfluid, z.B. einer Flüssigkeit zu reinigen oder in anderer Weise die Oberfläche der Werkstücke zu behandeln, beispielsweise die Oberfläche zu lackieren, sandzustrahlen- oder die Oberfläche einer Wärmebehandlung zu unterziehen.
Für die Reinigung von Werkstücken werden derzeit in der Regel Waschanlagen eingesetzt, die ein Bassin aufweisen, in das eine Vielzahl von Werkstücken gehalten von einem
Trägerelement, beispielsweise einem Gitterkorb, eingelegt wird. Die derzeit verwendeten Waschanlagen sind nicht nur aufwendig und damit teuer, sondern erfordern in der Regel auch einen großen Einsatz an Reinigungsflüssigkeit, so daß sie insbesondere in der Prototypenfertigung oder bei der Fertigung kleiner Losgrößen kaum ökonomisch arbeiten.
Darüberhinaus ist es zur Durchführung des Waschvorganges erforderlich, das Werkstück aus einem Zwischenspeicher zu entnehmen, es in das Trägerelement einzulegen, anschlie¬ ßend wieder aus dem Trägerelement zu entnehmen und in den gleichen oder einen anderen Zwischenspeicher einzubringen. Dieser Vorgang erfordert einen großen Arbeitsaufwand, der insbesondere bei kleinen Losgrößen nur schwer zu auto¬ matisieren ist, so daß vergleichsweise große Kosten ent¬ stehen, die häufig die Kosten für das eigentliche Reini- gungsfluid um ein Vielfaches übertreffen.
Ähnliches gilt für Lackier-, Sandstrahl- bzw. andere Ober¬ flächen-Bearbeitungsvorgänge, bei denen die Oberfläche beispielsweise einer Temperaturbehandlung durch Heißluft unterzogen wird.
Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Oberflächen¬ behandlung von Werkstücken dahingehend weiterzubilden, daß Werkstücke ökonomisch und mit einem geringen Aufwand an Bearbeitungsfluid ohne teure spezielle Anlagen, wie bei¬ spielsweise Wasch- oder Lackieranlagen bearbeitet werden können.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im An¬ spruch 1 angegeben.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, daß es aus den eingangs erläuterten Gründen häufig erforderlich ist, die Werkstücke in spezi¬ ellen Behältern zwischenzuspeichern bzw. zu transportie¬ ren. Dabei werden in einer Reihe von Fällen rohrförmige Behälter verwendet, da sich eine Vielzahl derartiger rohr- förmiger Behälter beispielsweise in Form von Wickeln oder Waben leicht handhaben und speichern läßt. Ausdrücklich wird darauf verwiesen, daß im Rahmen dieser Beschreibung unter einem rohrformigen Behälter auch ein Behälter mit einer Innen- und/oder Außenkontur verstanden wird, die von der Kreisform abweicht. Beispielsweise kann der Behälter auch einen sechseckigen Querschnitt haben.
Erfindungsgemäß ist nun erkannt worden, daß sich derartige rohrförmige bzw. röhrartige Behälter leicht so modifizie¬ ren lassen, daß sie sich zum Spülen mit dem Bearbeitungs- fluid "im Durchstrom" eignen. Hierzu weist der erfindungs¬ gemäß ausgebildete rohrförmige Behälter - unabhängig da¬ von, ob der rohrförmige Behälter zum Be- und Entladen aufklappbar ist, oder ob der Behälter über eine oder beide Stirnseiten beschickt wird - in einer Stirnseite des Be¬ hälters eine Öffnung auf, an die die Bearbeitungseinrich¬ tung, die das Bearbeitungsfluid liefert, andockbar ist, so daß durch diese Öffnung das Bearbeitungsfluid eintritt. Diese Öffnung kann bei Behältern, die stirnseitig be¬ schickbar sind, insbesondere die Beladeöffnung für die Werkstücke sein (Anspruch 4) , während sie bei aufklappba¬ ren Behältern eine zusätzliche Öffnung ist.
In der anderen Stirnseite ist unabhängig davon, ob die Rohre durch Aufklappen oder durch eine Stirnseite be¬ schickt werden, eine Austrittsöffnung für das Fluid vorge¬ sehen, an der eine Fluid-Ableitung anbringbar ist. Die
Austrittsöffnung kann bei Behältern, die im Durchlauf "beschickt" werden, d.h. bei denen das Werkstück durch eine Öffnung in der einen Stirnfläche eingebracht und durch eine Entnahmeöffnung in der anderen Stirnfläche entnommen wird, diese Entnahmeöffnung sein, so daß es in diesem Falle nicht erforderlich ist, irgendwelche zusätz¬ liche Öffnungen in den Behältern vorzusehen.
Durch diese Ausbildung werden der bzw. die in Vorrichtun¬ gen zum Speichern ohnehin vorhandenen rohrformigen Behäl¬ ter (i.f. auch einfach Rohr) derart weitergebildet, daß das in ihnen gespeicherte Werkstück ohne Entnahme aus dem Rohr mit einem durchströmenden Fluid bearbeitet werden kann.
Die Bearbeitungseinrichtung, die wenigstens einen Fluid- Ausgangsanschluß zum Anschluß mindestens eines Rohres aufweist, kann beispielsweise eine Wascheinrichtung sein, die eine Waschflüssigkeit, ein Reinigungsgas und/oder ein Granulat bereitstellt (Anspruch 3) . Dabei ist es bevor¬ zugt, wenn die Wascheinrichtung nach Anspruch 7 zusätzlich zu dem Reinigungsfluid, das insbesondere jede herkömmliche Waschflüssigkeit sein kann, zumindest noch ein weiteres Fluid, beispielsweise eine Spülflüssigkeit, ein Fluid mit einer anderen Temperatur und/oder ein Trocknungsfluid bzw. -gas, wie beispielsweise (heiße) Druckluft (Anspruch 7) liefert, so daß das Werkstück auch getrocknet wird.
Selbstverständlich kann die Bearbeitungseinrichtung aber auch jede andere Fluid-Bearbeitungseinrichtung sein, die beispielsweise einen Lackierstrahl, einen Sandstrahl oder einen Heißluftstrahl abgibt. Ausdrücklich wird darauf verwiesen, daß im Rahmen dieser Beschreibung unter dem
Begriff Fluid nicht nur Flüssigkeiten, sondern auch Gase und Granulate etc verstanden werden.
In jedem Falle ist es durch die erfindungsgemäße Ausbil¬ dung möglich, in dem rohrformigen Behälter, in dem das Werkstück aus anderen Gründen - beispielsweise zur Zwi¬ schenspeicherung oder zum Transport - bereits gespeichert ' ist, auch die Oberfläche des Werkstücks zu behandeln. Da das Werkstück aus den genannten Gründen bereits in den Behälter eingebracht werden muß, ist zur Durchführung des Oberflächen-Behandlungsvorganges kein zusätzlicher Hand¬ habungsvorgang des Werkstücks erforderlich.
Zudem ist der Materialeinsatz an Bearbeitungsfluid gering, da die Behälter zur Werkstückaufnahme beispielsweise be¬ reits aus Gründen des Speicherraums so ausgebildet sind, daß sie das Werkstück vergleichsweise eng umschließen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat damit nicht nur den Vorteil, daß in ihr der jeweilige Bearbeitungsvorgang ökonomisch mit geringem Handhabungsaufwand und Material¬ einsatz ausgeführt werden kann, sondern auch den Vorteil, daß das Werkstück während allen Bearbeitungsvorgängen an seinem Ort bleibt, so daß die Gefahr einer Werkstück- Beschädigung gering ist.
Darüberhinaus werden beispielsweise bei einem Waschvorgang auch die Innenflächen des Behälters "mitgewaschen" , so daß ein zusätzlicher Reinigungsvorgang für den Behälter ent¬ fällt. Bei der im Anspruch 16 angegebenen Weiterbildung, bei der die Wascheinrichtung ein weiteres Rohr aufweist, das über das das oder die Werkstücke aufnehmende erste Rohr bewegbar'ist, ist es darüberhinaus möglich, daß zu¬ sätzlich zur Reinigung der in dem ersten Rohr befindenden
ERSATZBLATT
Werkstücke und der Rohrinnenwand auch die Rohraußenwand gereinigt wird.
Vor allem aber kann ein eventuell bereits vorhandener Vorschub der Speichervorrichtung, also beispielsweise eines Wickel-, Kasetten- oder Wabenspeichers, der die einzelnen Behälter der Speichervorrichtung vorschiebt, dazu benutzt werden, um nacheinander die einzelnen Behäl¬ ter nicht nur in den Bereich einer Be- und Entladestation, sondern auch in den Bereich der Bearbeitungseinrichtung vorzuschieben. Bei geeigneter Ausbildung der Bearbeitungs¬ einrichtung kann sich diese dann selbsttätig an den je¬ weils in ihren Bereich überführten Behälter andocken, so daß mit geringem Aufwand unter Verwendung vorhandener Elemente der Speichereinrichtung ein vollautomatischer Bearbeitungsvorgang realisiert werden kann • (Anspruch 13).
Bei einer anderen, im Anspruch 14 angegebenen Ausgestal¬ tung, die insbesondere bei zu einer Wabe zusammengefaßten Rohren von Vorteil ist, können mehrere oder alle Rohre gleichzeitig mit der Bearbeitungseinrichtung derart ver¬ bunden werden, daß die in den mit der Bearbeitungseinrich¬ tung verbundenen Rohren befindlichen Werkstücke gleichzei¬ tig mit dem Bearbeitungsfluid beaufschlagbar sind.
Um insbesondere dann, wenn das Werkstück durch eine Stirn¬ seite eingesetzt und durch die andere Stirnseite entnommen wird, ein Austragen des Werkstücks durch die Entnahmeöff¬ nung aufgrund des strömenden Bearbeitungsfluids zu verhin¬ dern, ist es weiterhin gemäß Anspruch 5 von Vorteil, wenn in die Entnahmeöffnung ein Abschluß- bzw. Sperrelement einsetzbar ist, das ein Austragen des Werkstücks durch das Bearbeitungsfluid verhindert. Dieses Abschlußelement kann insbesondere ein Gitter sein (Anspruch 6) .
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Um den Bearbeitungsvorgang und insbesondere einen Reini¬ gungsvorgang weiter zu verbessern, ist es gemäß Anspruch 9 bevorzugt, wenn in dem Behälter Leiteinrichtungen, wie Leitbleche zum Leiten des Bearbeitungsfluids vorgesehen sind. Diese Leiteinrichtungen könne insbesondere eine turbulente Strömung oder eine Rotation des Fluids hervor¬ rufen. Diese Strömungseffekte können durch eine pulsieren¬ de Strömung des Fluids weiter verstärkt werden.
Ferner ist es möglich, daß nach dem Einleiten des Beärbei- tungsfluids der oder die Behälter um wenigstens eine Achse eine intermittierende Bewegung ausführen und/oder rotieren (Ansprüche 10 bzw. 11) . Hierzu kann der Behälter insbeson¬ dere so gestaltet sein, daß er vorübergehend von der Bear¬ beitungseinrichtung trennbar ist, ohne daß das Fluid aus dem Behälter ausläuft.
Ferner ist es gemäß Anspruch 12 möglich, daß die Außenform des Behälters bezüglich Wärmeaustausch mit der Umgebung optimiert ist. Dies kann insbesondere dann eine Rolle spielen, wenn ein nachfolgender Bearbeitungsvorgang oder Trocknungsvorgang beispielsweise in einem Ofen erfolgt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Integration in BearbeitungsZentren, in denen die Werk¬ stücke mit einem bestimmten Maschinentakt bearbeitet wer¬ den, zur Reinigung der Werkstücke im Maschinentakt. Auf¬ grund dieser Integration in das BearbeitungsZentrum ist es nicht störend, wenn die für die Reinigung sämtlicher Werk¬ stücke erforderliche Waschzeit verglichen mit dem Waschen beispielsweise in einer Gitterbox relativ lange dauert (Anspruch 15) .
Ersatzbl
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all¬ gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 die Zuführung des Werkstücks bei dem Ausführungs- beispiel in Figur 1, Fig. 4 das Ausstoßen des Werkstücks aus einem Behälter gemäß Figur 1.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In den Figuren ist ohne Beschränkung des allgemeinen Er¬ findungsgedankens der BearbeitungsVorgang ein Reinigungs- Vorgang. Selbstverständlich sind aber auch andere Bearbei tungsvorgänge, wie Lackieren, Sandstrahlen etc. möglich.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem (mindestens) ein rohrförmiger Behälter 1 vorgesehen ist, der durch eine Stirnseite mit wenigstens einem Werk¬ stück beladen (Figur 3) und durch die andere Stirnseite entladen (Figur 4) werden kann.
An die Beladeδffnung in der einen Stirnseite ist eine Wascheinrichtung 2 andockbar, die drei Einlaufstutzen 7, und 9 beispielsweise für ein Reinigungsmittel, ein Spül¬ mittel und ein Trocknungsmittel, wie Heißluft etc. auf¬ weist. Zur Umschaltung zwischen den einzelnen Fluid-Ein- laufstutzen ist ein Umschaltventil 4 vorgesehen. An der Auslaßöffnung des Behälters 1 befindet sich ein Abschluß-
element 3, das zum einen dazu dient, das Fluid nach Durch¬ lauf durch den Behälter 1 aufzunehmen und beispielsweise einem Ablauf zuzuleiten. In das Abschlußelement 3 ist zusätzlich ein Gitter 6 eingesetzt, das verhindert, daß das Fluid das Werkstück 5 aus dem Behälter austrägt.
Zum Beschicken des Behälters 1 mit einem Werkstück 5 ist die Wascheinrichtung 2 abnehmbar (Figur 3) , während zur Entnahme des Werkstücks 5 aus dem Behälter 1 das Abschlu߬ element 3 abnehmbar gestaltet ist (Figur 4) .
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung, bei dem der Behälter 1 geteilt ist und zwei Hälften la und lb aufweist. Wiederum sind in den Stirnseiten des Behälters ein Zulauf und ein Ablauf für das Reinigungs- fluid vorgesehen. An den Zulauf ist die in Figur 1 gezeig¬ te Wascheinrichtung andockbar, im Ablauf befindet sich neben dem Gitter 6, das ein Austragen des Werkstücks 5 verhindert, ein in Figur 2 ebenfalls nicht dargestellter Auslauf, der ein Auffangen des Fluids gestattet.
Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan¬ kens beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständ-. lieh die verschiedensten Modifikationen möglich sind:
Beispielsweise ist in den Figuren nur eine Bearbeitungs¬ vorrichtung und ein rohrformiger Behälter dargestellt. Die erfindungsgemäßen Grundgedanken können selbstverständlich auch bei Vorrichtungen zum Speichern angewendet werden, bei denen eine Vielzahl von rohrformigen Behältern vorhan¬ den sind, also beispielweise bei Wickel-, Kasetten und/ oder Wabenspeichern. Dabei kann die Bearbeitungseinrich¬ tung mit einem Behälter oder mit mehreren oder allen Be-
hältern gleichzeitig verbunden sein. Gegebenenfalls können auch mehrere Bearbeitungseinrichtungen vorhanden sein, um an mehreren Werkstücken gleichzeitig einen Bearbeitungs¬ vorgang oder mehrere Bearbeitungsvorgänge ausführen zu können:
Beispielsweise ist es bei einer Vorrichtung, bei der eine Reihe von Rohren vorgesehen sind, die eine Vorschubeinheit vorschiebt, möglich, daß sich jeweils ein Rohr im Bereich einer Wascheinrichtung und ein Rohr, dessen Inhalt bereits gewaschen worden ist, im Bereich einer Trocknungseinrich¬ tung befindet. Die einzelnen Bearbeitungseinrichtungen sind dabei bevorzugt so ausgebildet, daß sich die Bearbei¬ tungseinrichtung selbsttätig mit dem jeweiligen Rohr ver¬ bindet.