WO2023272325A1 - Vorrichtung zum reinigen unterschiedlicher zylinderköpfe als reinigungsobjekte - Google Patents

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WO2023272325A1
WO2023272325A1 PCT/AT2022/060227 AT2022060227W WO2023272325A1 WO 2023272325 A1 WO2023272325 A1 WO 2023272325A1 AT 2022060227 W AT2022060227 W AT 2022060227W WO 2023272325 A1 WO2023272325 A1 WO 2023272325A1
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WO
WIPO (PCT)
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cleaning
nozzles
sealing plate
fluid
chamber
Prior art date
Application number
PCT/AT2022/060227
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alireza ESLAMIAN
Martin SCHIFKO
Original Assignee
Ess Holding Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Ess Holding Gmbh filed Critical Ess Holding Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B15/00—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area
    • B08B15/02—Preventing escape of dirt or fumes from the area where they are produced; Collecting or removing dirt or fumes from that area using chambers or hoods covering the area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 

Definitions

  • the invention relates to a device for cleaning different cylinder heads as cleaning objects of different object types, with a cleaning chamber and a plurality of cleaning nozzles that can be charged with a cleaning fluid.
  • a device for cleaning a cylinder head is known from EP2230392B1.
  • the device has cleaning nozzles which are arranged on a vertically displaceable plate. To clean the interior of the cylinder head, the cleaning nozzles are positioned against the cylinder head by moving the plate in such a way that they protrude into the interior of the cylinder head. A cleaning fluid is then applied to the cleaning nozzles.
  • the disadvantage of this is that the arrangement of the cleaning nozzles has to be adapted to the geometry of the cylinder head for proper cleaning of the cylinder head interior, so that a device can only be used to clean a specific cylinder head type without having to carry out time-consuming conversion work on the device.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a device for cleaning cylinder heads as objects to be cleaned, which can clean different types of cylinder heads with different dimensions and in a time-efficient manner Can clean cylinder head interiors without sacrificing cleaning quality.
  • the invention solves the problem in that the cleaning chamber is delimited by a sealing plate that can be placed against an object to be cleaned in a cleaning position and that has a plurality of superimposed cleaning structures on its surface facing the object to be cleaned, which have cleaning nozzles and are assigned to the object types, with the cleaning nozzles per cleaning structure in groups a cleaning fluid can be applied.
  • the cleaning nozzles for cleaning different object types do not have to be aligned to their varying geometries or the arrangement of the interior channels, since the sealing plate comprises several cleaning structures assigned to different object types, which are required for a preferably fluid-tight connection between the cleaning nozzles and the cleaning object interiors of the specific Provide object types and thus ensure a proper supply of the cleaning fluid in the cleaning object interior to be cleaned.
  • a cleaning structure comprises one or more cleaning nozzles and optionally further elements for conducting the cleaning fluid. If several cleaning structures are superimposed, they can be arranged next to one another or at least overlap in some areas.
  • a cleaning fluid inflow into the interior of the cleaning object that is matched to the geometry of the object types can be generated.
  • the interior can be cleaned with the same device, for example, cleaning objects of different sizes by selecting and activating these from a number of cleaning structures that match the respective object type.
  • the sealing plate can be placed against it, resulting in a connecting channel between the cleaning nozzles and the interior of the object to be cleaned, and only the cleaning nozzles of the cleaning structure associated with this type of object are subjected to a cleaning fluid.
  • the device thus generate cleaning patterns adapted to the respective object type by switching on or off different cleaning structures, with no structural adjustments to the device having to be made due to the connection between cleaning nozzles and cleaning object interior created by the sealing plate.
  • different cleaning objects of the same type such as cylinder heads
  • the device is also suitable for cleaning vehicle components other than cleaning objects with branched channels as interior geometries, for example crankcases, water cooling jackets and the like.
  • the sealing plate and the cleaning structures to be adapted to the particular characteristics of the vehicle components.
  • the advantages of the invention are explained below using a cylinder head as an example. Water, various cleaning agents known from the prior art, but also gases such as compressed air can be used as the cleaning fluid.
  • the cleaning nozzles can also be subjected to negative pressure. Different cleaning fluids can be assigned to different cleaning structures.
  • the cleaning structures comprise sealing webs protruding from the sealing plate, which seal the gap between the sealing plate and the cleaning object from other gaps or the rest of the cleaning chamber.
  • the sealing webs can be made of an elastomer.
  • the sealing plate itself can also be made from an elastomer.
  • Particularly advantageous conditions arise when the sealing ridges of the respective cleaning structures simulate the outline or part of the outline of the object types assigned to these cleaning structures, wherein the outline of the sealing ridges can be made smaller than the outline of the object type for proper sealing.
  • At least one cleaning structure is arranged within another cleaning structure.
  • individual cleaning elements such as cleaning nozzles or sealing webs, can be assigned to only one cleaning structure or to both cleaning structures.
  • the cleaning chamber can comprise a base body which has the sealing plate and in which a holder for the object to be cleaned is mounted in an extendable manner. Pulling the cleaning object holder out of the base body makes it freely accessible so that robotic arms can quickly load and unload the device.
  • the cleaning chamber is designed to be pressure-tight, so that it can be subjected to negative pressure.
  • the cleaning object holder can be sealed off from the base body.
  • the sealing plate delimiting the cleaning chamber can be connected to the cleaning chamber by a bellows seal, in particular a bellows seal, in order to allow free mobility of the sealing plate for positioning against the object to be cleaned.
  • the bottom of the cleaning object holder slopes down towards a draw-off nozzle for the cleaning fluid. In this way, there is no need to apply a negative pressure to suck the used cleaning liquid out of the cleaning chamber. So that not only the cleaning object interior, but also the outer surface of the cleaning object can be cleaned, the
  • cleaning nozzles directed towards the cleaning object in its cleaning position can be arranged at any desired position in the cleaning chamber, ie both in the cleaning object receptacle and in the base body. In this way, a particularly thorough cleaning can be made possible by cleaning both the outer surface of the object to be cleaned and the interior of the object to be cleaned.
  • the liquid cleaning fluid that has previously penetrated into the interior of the object to be cleaned is pushed through it and blown out, which also results in cleaning and drying of the interior.
  • the sealing plate can then be pulled off and, if necessary, the outer surface of the object to be cleaned can also be exposed to gaseous cleaning fluid for drying.
  • cleaning fluid can be applied only to those cleaning nozzles that are assigned to the cleaning structures of the object type, or else cleaning nozzles of other cleaning structures.
  • the latter has the advantage that the outer surface of the object to be cleaned can be cleaned particularly thoroughly, it being advisable to apply a cleaning fluid to all the cleaning nozzles provided.
  • Volume flows of 60 to 300 L/min can be used for the liquid cleaning fluid to clean common cylinder heads.
  • Flow rates of 2000 to 6000 L/min can be used for the gaseous cleaning fluid.
  • Suitable pressures for the gaseous or liquid cleaning fluid are between 8 and 100 bar.
  • a particularly effective cleaning can be achieved when the temperature of the liquid cleaning fluid is 23°C -27°C.
  • a sufficiently fast and yet energy-efficient drying is achieved when the temperature of the gaseous cleaning fluid is 27°C -32°C.
  • the cleaning chamber is subjected to negative pressure during the cleaning of the cleaning object.
  • a vacuum in particular of 1-10 mbar, can be applied to an extraction nozzle of the cleaning chamber will.
  • Particularly favorable drying conditions result when the volumetric flow generated by the negative pressure corresponds to 1.5 to 2.5 times the cleaning fluid flow.
  • the cleaning chamber be mounted on a carrier such that it can be pivoted about an axis of rotation.
  • the axis of rotation can be a horizontal axis or a vertical axis, for example.
  • the cleaning chamber can be pivoted about two mutually normal rotation axes on one or more carriers, so that a particularly effective guidance of the cleaning fluid can be achieved, since the cleaning chamber can be oriented as desired by the superimposition of the pivoting movements about the two axes.
  • Such a targeted guidance of the cleaning fluid can be achieved as an alternative or in addition to the above embodiment by arranging the cleaning chamber on the arm of a multi-axis robot.
  • the cleaning chamber can be arranged on the arm of the robot via the carrier on which it is pivotably mounted, so that the pivoting made possible by the carrier can be superimposed on the pivoting of the robot arm.
  • the cleaning chamber can have an ultrasonic transducer for impinging the cleaning fluid with sound waves.
  • sound waves particularly in the 20-400 kHz range
  • cavitation bubbles are created in the cleaning fluid, which penetrate to the dirty area, where they burst and carry dirt with them.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for cleaning different cylinder heads in an exploded view
  • Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1,
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III of FIG. 2; and
  • FIG. 4 shows an embodiment of the device according to the invention, in which the cleaning chamber is arranged on an arm of a multi-axis robot.
  • a device according to the invention for cleaning different cylinder heads as cleaning objects 1 of different object types has, as can be seen from FIGS. 1 and 2, a cleaning chamber 2 in which several cleaning nozzles 3 that can be acted upon with a cleaning fluid are provided.
  • the cleaning chamber 2 is delimited by a sealing plate 4 (FIG. 2), which can be placed in the cleaning position by moving it against the cleaning object 1 .
  • the sealing plate 4 has a plurality of superimposed cleaning structures 5.
  • One or more cleaning nozzles 3 to which cleaning fluid can be applied in groups are assigned to each cleaning structure 5 .
  • the cleaning structures 5 are adapted to certain object types of the cleaning objects 1, for example cylinder heads of different sizes, the cleaning structures 5 can be assigned to certain object types and can be activated or deactivated depending on the object type, so that with the device with a corresponding number or design of the cleaning structures 5 Cleaning objects of different object types can be cleaned without having to make any constructive change measures.
  • the positioning of the sealing plate 4 against the object to be cleaned 1 creates a connecting channel 6 between the cleaning nozzles 3 and the interior 7 of the object to be cleaned, so that at 3 different object types can be cleaned with the same arrangement of the cleaning nozzles.
  • Fig. 3 shows a simple embodiment of the device according to the invention with two superimposed cleaning structures 5.
  • the sealing plate 4 is placed on the cleaning object 1 in such a way that the smaller cleaning structure 5 creates a fluid-tight connection channel 6 between the cleaning nozzles 3 and Cleaning object interior 7 generated while the larger cleaning structure can survive.
  • cleaning fluid can be applied to the cleaning nozzles 3 assigned to the smaller cleaning structure 5 . If a larger cylinder head is to be cleaned, proceed to positioning the sealing plate
  • both cleaning structures 5 establish a fluid-tight connection with the interior 7 of the object to be cleaned, so that the cleaning nozzles 3 assigned to the larger cleaning structure 5 can also be switched on. If the cleaning structures 5 are configured appropriately, different object types can be cleaned by switching the cleaning nozzles 3 on or off. Particularly compact conditions result here if at least one cleaning structure 5 is within another cleaning structure
  • Liquid and gaseous fluids can be used as the cleaning fluid.
  • Different cleaning fluids can be assigned to different cleaning nozzles 3 .
  • a cleaning nozzle 3 can also be acted upon with different cleaning fluids, for example with a valve circuit 8 .
  • the application can take place via lines which are only indicated schematically and by way of example in FIGS. 1 and 2 for reasons of clarity.
  • the cleaning structures 5 can form sealing webs 9 which protrude from the sealing plate 4 and thereby seal the intermediate space between the sealing plate 4 and the cleaning object 1 from the rest of the cleaning chamber and thereby form the connecting channel 6 .
  • the cleaning chamber 2 comprises a base body 10 and a cleaning object holder 11 that can be pushed into it. whereby a simple loading of the device with the cleaning objects 1 is made possible.
  • Both the base body 10 and the cleaning object receptacle 11 can have cleaning nozzles 3 directed towards the cleaning object 1 in its cleaning position.
  • the bottom 12 of the cleaning object receptacle 11 can slope down to a discharge nozzle 13 in order to promote the used cleaning fluid being discharged (FIG. 2).
  • a negative pressure can be applied to the cleaning chamber 2 via the discharge nozzle 13 .
  • a horizontally displaceable sealing plate 14 can also be provided, which can also include cleaning nozzles 3.
  • cleaning nozzles 3 For a fluid-tight arrangement of the sealing plates 4 , 14 in the cleaning chamber 2 , they can be connected to the rest of the cleaning chamber 2 via a bellows seal 15 .
  • the displacement of the sealing plates 4.14 can be done by means of a hydraulic cylinder 16.
  • the control of the sealing plates 4, 14 and the cleaning nozzle 3, and the application of negative pressure can be done by a controller, not shown.
  • the cleaning chamber 2 can be mounted on a support 18 such that it can pivot about one or more axes of rotation 17a, 17b.
  • the carrier 18 can have a guide in which bearing rings 19 are arranged and are connected via the carrier 18 to a drive 20 for rotary drive.
  • the cleaning chamber 2 is connected to the bearing rings 19 via connecting pieces 21 which can have supply connections 22 for the cleaning fluid.
  • the cleaning chamber 2 can be rotated or pivoted about the axis of rotation 17a via the rotation of the bearing rings 19 .
  • the cleaning chamber 2 can be arranged on an arm 23 of a multi-axis robot 24 .
  • the cleaning chamber 2 can be rotated or pivoted about the axis of rotation 17b.
  • the cleaning chamber 2 can be attached via the carrier 18 on the arm 23 of the Be arranged multi-axis robot 24, so that the pivots about the axes of rotation 17a, 17b can be superimposed.
  • the cleaning chamber 2 can be assigned ultrasonic transducers 25 for impinging the cleaning fluid with sound waves. These can be arranged on the outer wall of the cleaning chamber 2 and connected to an ultrasonic generator.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Reinigen unterschiedlicher Zylinderköpfe als Reinigungsobjekte (1) unterschiedlicher Objekttypen mit einer Reinigungskammer (2) und mehreren mit einem Reinigungsfluid beaufschlagbaren Reinigungsdüsen (3) beschrieben. Um auf zeiteffiziente Weise unterschiedliche Zylinderkopftypen mit verschiedenen Dimensionen und Zylinderkopfinnenräumen reinigen zu können, ohne dabei Einbußen bei der Reinigungsqualität zu bedingen, wird vorgeschlagen, dass die Reinigungskammer (2) von einer gegen ein Reinigungsobjekt (1) in einer Reinigungslage anstellbaren Dichtplatte (4) begrenzt wird, die auf ihrer dem Reinigungsobjekt (1) zugewandten Oberfläche mehrere überlagerte, Reinigungsdüsen (3) aufweisende und den Objekttypen zugeordnete Reinigungsstrukturen (5) aufweist, wobei die Reinigungsdüsen (3) je Reinigungsstruktur (5) gruppenweise mit einem Reinigungsfluid beaufschlagbar sind.

Description

Vorrichtung zum Reinigen unterschiedlicher Zylinderköpfe als Reinigungsobiekte
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen unterschiedlicher Zylinderköpfe als Reinigungsobjekte unterschiedlicher Objekttypen mit einer Reinigungskammer und mehreren mit einem Reinigungsfluid beaufschlagbaren Reinigungsdüsen.
Stand der Technik
Aus der EP2230392B1 ist eine Vorrichtung zum Reinigen eines Zylinderkopfes bekannt. Die Vorrichtung weist Reinigungsdüsen auf, welche auf einer vertikal verlagerbaren Platte angeordnet sind. Zum Reinigen des Zylinderkopfinnenraums werden die Reinigungsdüsen durch Verlagern der Platte derart gegen den Zylinderkopf angestellt, dass diese in den Zylinderkopfinnenraum ragen. Daraufhin werden die Reinigungsdüsen mit einem Reinigungsfluid beaufschlagt. Nachteilig daran ist allerdings, dass die Anordnung der Reinigungsdüsen für eine ordnungsgemäße Reinigung des Zylinderkopfinnenraums an die Geometrie des Zylinderkopfes angepasst werden muss, sodass eine Vorrichtung nur zur Reinigung eines bestimmten Zylinderkopftyps eingesetzt werden kann, ohne zeitaufwendige Umbauarbeiten an der Vorrichtung vornehmen zu müssen.
Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen von Zylinderköpfen als Reinigungsobjekte vorzuschlagen, die auf zeiteffiziente Weise unterschiedliche Zylinderkopftypen mit verschiedenen Dimensionen und Zylinderkopfinnenräumen reinigen kann, ohne dabei Einbußen bei der Reinigungsqualität zu bedingen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Reinigungskammer von einer gegen ein Reinigungsobjekt in einer Reinigungslage anstellbaren Dichtplatte begrenzt wird, die auf ihrer dem Reinigungsobjekt zugewandten Oberfläche mehrere überlagerte, Reinigungsdüsen aufweisende und den Objekttypen zugeordnete Reinigungsstrukturen aufweist, wobei die Reinigungsdüsen je Reinigungsstruktur gruppenweise mit einem Reinigungsfluid beaufschlagbar sind. Zufolge der erfindungsgemäßen Maßnahmen müssen die Reinigungsdüsen zur Reinigung unterschiedlicher Objekttypen nicht auf deren variierende Geometrien bzw. der Anordnung der Innenraumkanäle ausgerichtet werden, da die Dichtplatte mehrere, unterschiedlichen Objekttypen zugeordnete Reinigungsstrukturen umfasst, die für eine vorzugsweise fluiddichte Verbindung zwischen den Reinigungsdüsen und den Reinigungsobjektinnenräumen der bestimmten Objekttypen sorgen und somit für einen ordnungsgemäßen Zulauf des Reinigungsfluids in den zu reinigenden Reinigungsobjektinnenraum sorgen. Eine Reinigungsstruktur umfasst dabei eine oder mehrere Reinigungsdüsen und gegebenenfalls weitere Elemente zum Leiten des Reinigungsfluids. Werden mehrere Reinigungsstrukturen überlagert, so können diese nebeneinander angeordnet sein, oder sich wenigstens in Teilbereichen überlappen. Somit kann durch gruppenweises Zu- bzw. Wegschalten der Reinigungsdüsen je Reinigungsstruktur ein auf die Geometrie der Objekttypen abgestimmter Reinigungsfluideinlauf in den Reinigungsobjektinnenraum erzeugt werden. Auf diese Weise kann der Innenraum beispielsweise unterschiedlich großer Reinigungsobjekte mit der gleichen Vorrichtung gereinigt werden, indem aus mehreren Reinigungsstrukturen diese ausgewählt und aktiviert werden, die mit dem jeweiligen Objekttyp übereinstimmen. Zum Reinigen eines Reinigungsobjektes kann die Dichtplatte gegen dieses angestellt werden, wodurch sich ein Verbindungskanal zwischen den Reinigungsdüsen und dem Reinigungsobjektinnenraum ergibt, und nur die Reinigungsdüsen der diesem Objekttyp zugeordneten Reinigungsstruktur mit einem Reinigungsfluid beaufschlagt werden. Mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich somit durch Zu- bzw. Wegschalten verschiedener Reinigungsstrukturen auf den jeweiligen Objekttyp angepasste Reinigungsmuster erzeugen, wobei aufgrund der durch die Dichtplatte erzeugten Verbindung zwischen Reinigungsdüsen und Reinigungsobjektinnenraum keine konstruktiven Anpassungen der Vorrichtung vorgenommen werden müssen. Beispielsweise können unterschiedliche Reinigungsobjekte der gleichen Gattung, wie beispielsweise Zylinderköpfe, nach ihrer Dimensionierung bzw. Ausführungsform in Objekttypen eingeteilt werden, wobei jedem Objekttyp ein oder mehrere Reinigungsstrukturen zugeordnet sein können. Grundsätzlich ist die Vorrichtung auch zum Reinigen anderer Fahrzeugkomponenten als Reinigungsobjekte mit verzweigten Kanälen als Innenraumgeometrien, beispielsweise Kurbelgehäuse, Wasserkühlmäntel und dergleichen, geeignet. Hierzu kann es notwendig sein, dass die Dichtplatte und die Reinigungsstrukturen auf die jeweiligen Eigenheiten der Fahrzeugkomponenten angepasst sind. Im Folgenden werden die Vorzüge der Erfindung exemplarisch anhand eines Zylinderkopfes erklärt. Als Reinigungsfluid können Wasser, diverse aus dem Stand der Technik bekannte Reinigungsmittel, aber auch Gase, wie Druckluft eingesetzt werden. Die Reinigungsdüsen können auch mit Unterdrück beaufschlagt werden. Unterschiedlichen Reinigungsstrukturen können unterschiedliche Reinigungsfluide zugeordnet sein.
Konstruktiv besonders günstige Bedingungen beim Erzeugen einer fluiddichten Verbindung zwischen den mit einem Reinigungsfluid beaufschlagten Reinigungsdüsen und dem Reinigungsobjektinnenraum ergeben sich, wenn die Reinigungsstrukturen von der Dichtplatte vorragende Dichtstege umfassen, die den Zwischenraum zwischen der Dichtplatte und dem Reinigungsobjekt gegenüber anderen Zwischenräumen oder der restlichen Reinigungskammer abdichten. Die Dichtstege können aus einem Elastomer gefertigt sein. Auch die Dichtplatte selbst kann aus einem Elastomer gefertigt sein. Besonders vorteilhafte Bedingungen ergeben sich, wenn die Dichtstege der jeweiligen Reinigungsstrukturen den Umriss bzw. einen Teil des Umrisses der diesen Reinigungsstrukturen zugeordneten Objekttypen nachbilden, wobei für eine ordnungsgemäße Abdichtung der Umriss der Dichtstege gegenüber dem Umriss des Objekttypen verkleinert ausgebildet sein kann. Um einerseits die selben Reinigungsdüsen für mehrere Reinigungsstrukturen verwenden zu können und andererseits bei kompakter Bauweise eine Vielzahl an unterschiedlichen Objekttypen reinigen zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Reinigungsstruktur innerhalb einer anderen Reinigungsstruktur angeordnet ist. Dabei können einzelne Reinigungselemente, wie beispielsweise Reinigungsdüsen oder Dichtstege, jeweils nur einer oder aber beiden Reinigungsstrukturen zugeordnet sein.
Damit die Beschickung der Vorrichtung mit einem Reinigungsobjekt auf einfache Weise beispielsweise mithilfe eines Roboterarmes automatisiert durchgeführt werden kann, kann die Reinigungskammer einen die Dichtplatte aufweisenden Grundkörper umfassen, in dem eine Reinigungsobjektaufnahme ausziehbar gelagert ist. Durch das Ausziehen der Reinigungsobjektaufnahme aus dem Grundkörper ist diese frei zugänglich, sodass Roboterarme rasch die Vorrichtung Be- und Entladen können. Grundsätzlich empfiehlt es sich, dass die Reinigungskammer druckdicht ausgebildet ist, sodass diese mit Unterdrück beaufschlagt werden kann. Um dies auch bei einer zweiteiligen Ausführung gewährleisten zu können, kann die Reinigungsobjektaufnahme gegen den Grundkörper abgedichtet sein. Unabhängig davon kann die die Reinigungskammer begrenzende Dichtplatte durch eine Balgdichtung, insbesondere Faltenbalgdichtung, mit der Reinigungskammer verbunden sein, um eine freie Beweglichkeit der Dichtplatte zum Anstellen an das Reinigungsobjekt zu ermöglichen.
Um einen energieschonenden Abzug des Reinigungsfluids aus der Reinigungskammer zu ermöglichen, empfiehlt es sich in einer besonders praktikablen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass der Boden der Reinigungsobjektaufnahme zu einem Abzugsstutzen für das Reinigungsfluid hin abfällt. Auf diese Weise kann auf das Anlegen eines Unterdrucks zum Absaugen der benützten Reinigungsflüssigkeit aus der Reinigungskammer verzichtet werden. Damit nicht nur der Reinigungsobjektinnenraum, sondern auch die Außenfläche des Reinigungsobjektes gereinigt werden kann, kann die
Reinigungsobjektaufnahme gegen das Reinigungsobjekt in seiner Reinigungslage gerichtete Reinigungsdüsen aufweisen. Grundsätzlich können an beliebigen Positionen der Reinigungskammer, also sowohl in der Reinigungsobjektaufnahme als auch im Grundkörper Reinigungsdüsen angeordnet sein, die gegen das Reinigungsobjekt in seiner Reinigungslage gerichtet sind. Auf diese Weise kann eine besonders gründliche Reinigung ermöglicht werden, indem sowohl die Reinigungsobjektaußenfläche als auch der Reinigungsobjektinnenraum gereinigt wird.
Insbesondere kann eine gründliche Reinigung erzielt werden, wenn zunächst bei vom Reinigungsobjekt abgezogener Dichtplatte Reinigungsdüsen mit einem flüssigen Reinigungsfluid beaufschlagt werden, wonach die Dichtplatte an das Reinigungsobjekt angestellt wird, woraufhin die Reinigungsdüsen mit einem gasförmigen Reinigungsfluid beaufschlagt werden und die Dichtplatte wieder vom Reinigungsobjekt abgezogen wird. Zufolge der erfindungsgemäßen Maßnahmen wird also zunächst die Außenfläche des Reinigungsobjektes gereinigt. Im Rahmen dieses Schrittes kann ein Teil des flüssigen Reinigungsfluids in den Reinigungsobjektinnenraum eindringen. Um auch diesen Innenraum zu reinigen, wird die Dichtplatte gegen das Reinigungsobjekt angestellt, wodurch die Reinigungsstrukturen die Eingänge zum Reinigungsobjektinnenraum vorzugsweise abdichten. Durch Beaufschlagung der Reinigungsdüsen der entsprechenden Reinigungsstrukturen mit einem gasförmigen Reinigungsfluid wird das flüssige zuvor in den Reinigungsobjektinnenraum eingedrungene Reinigungsfluid durch diesen gedrückt und ausgeblasen, wodurch es auch zu einer Reinigung und Trocknung des Innenraums kommt. Anschließend kann die Dichtplatte abgezogen werden und gegebenenfalls auch die Reinigungsobjektaußenfläche zum Trocknen mit gasförmigem Reinigungsfluid beaufschlagt werden.
Für eine besonders gründliche und gleichzeitig ressourcenschonende Reinigung des Reinigungsobjektinnenraums können bei an das Reinigungsobjekt angestellter Dichtplatte nur jene Reinigungsdüsen mit flüssigem Reinigungsfluid beaufschlagt werden, die Teil der Reinigungsstrukturen sind, die dem Objekttyp des Reinigungsobjekts zugeordnet sind. Dadurch ergibt sich ein Reinigungsprozess, bei dem zunächst die Außenfläche des Reinigungsobjektes mit flüssigem Reinigungsfluid gereinigt wird, die Dichtplatte an das Reinigungsobjekt angestellt wird, woraufhin nur jene Reinigungsdüsen, die Teil der Reinigungsstrukturen sind, die dem Objekttyp des Reinigungsobjekts zugeordnet sind, zuerst mit flüssigem Reinigungsfluid und anschließend mit gasförmigem Reinigungsfluid, beispielsweise Druckluft, beaufschlagt werden, wodurch der Reinigungsobjektinnenraum durchgespült und getrocknet wird und anschließend nach Abziehen der Dichtplatte die Reinigungsobjektaußenfläche zum vollständigen Trocknen mit gasförmigem Reinigungsfluid beaufschlagt wird. Bei vom Reinigungsobjekt abgezogener Dichtplatte können entweder auch nur jene Reinigungsdüsen mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden, die den Reinigungsstrukturen des Objekttyps zugeordnet sind, oder aber auch Reinigungsdüsen anderer Reinigungsstrukturen. Letzteres hat den Vorteil, dass die Außenfläche des Reinigungsobjekts besonders gründlich gereinigt werden kann, wobei es sich empfiehlt, alle vorgesehenen Reinigungsdüsen mit einem Reinigungsfluid zu beaufschlagen. Zur Reinigung gängiger Zylinderköpfe können für das flüssige Reinigungsfluid Volumenströme von 60 bis 300 L/min eingesetzt werden. Für das gasförmige Reinigungsfluid können Volumenströme von 2000 bis 6000 L/min eingesetzt werden. Geeignete Drücke für das gasförmige bzw. flüssige Reinigungsfluid liegen zwischen 8 und 100 bar. Eine besonders effektive Reinigung kann erzielt werden, wenn die Temperatur des flüssigen Reinigungsfluids 23°C -27 °C beträgt. Eine ausreichend schnelle und dennoch energieeffiziente Trocknung ergibt sich, wenn die Temperatur des gasförmigen Reinigungsfluids 27°C -32 °C beträgt.
Um den Trocknungsprozess vor allem bei Reinigungsobjekten mit komplexer Innenraumgeometrie zu beschleunigen, wird vorgeschlagen, dass die Reinigungskammer während der Reinigung des Reinigungsobjektes mit Unterdrück beaufschlagt wird. Hierzu kann ein Abzugsstutzen der Reinigungskammer mit Unterdrück, insbesondere von 1 - 10 mbar, beaufschlagt werden. Besonders günstige Trocknungsbedingungen ergeben sich, wenn der durch den Unterdrück erzeugte Abzugsvolumenstrom das 1 ,5 bis 2,5-fache des Reinigungsfluidstromes entspricht.
Um auch Reinigungsobjekte mit verzweigten Kanälen vollständig reinigen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Reinigungskammer um eine Rotationsachse schwenkbar an einem Träger gelagert ist. Durch das Schwenken der Reinigungskammer während der Reinigung des Reinigungsobjektes, insbesondere während und nach der Beaufschlagung der Reinigungskammer mit dem Reinigungsfluid, kann dieses schwerkraftbedingt gezielt durch die Kanäle geführt werden. Die Rotationsachse kann beispielsweise eine Horizontalachse oder eine Vertikalachse sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Reinigungskammer um zwei normal zueinander verlaufende Rotationsachsen schwenkbar an einem oder mehreren Trägern gelagert sein, sodass eine besonders effektive Führung des Reinigungsfluids erreicht werden kann, da die Reinigungskammer durch die Überlagerung der Schwenkbewegungen um die beiden Achsen beliebig ausgerichtet werden kann.
Eine solche gezielte Führung des Reinigungsfluids kann alternativ oder zusätzlich zu obiger Ausführung dadurch erreicht werden, dass die Reinigungskammer am Arm eines Mehrachsenroboters angeordnet ist. Die Reinigungskammer kann über den Träger, an dem sie schwenkbar gelagert ist, am Arm des Roboters angeordnet sein, sodass die durch den Träger ermöglichte Schwenkung mit der Schwenkung des Roboterarms überlagert werden kann.
Damit besonders stark verschmutzte Reinigungsobjekte ausreichend gereinigt werden können, kann die Reinigungskammer einen Ultraschallwandler zur Beaufschlagung des Reinigungsfluids mit Schallwellen aufweisen. Durch die Beaufschlagung des Reinigungsfluids mit Schallwellen, insbesondere im Bereich 20 - 400 kHz, während der Reinigung des Reinigungsobjektes entstehen im Reinigungsfluid Kavitationsblasen, die zum verschmutzen Bereich Vordringen, dort platzen und Verschmutzungen mitreißen. Kurze Beschreibung der Erfindung
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen unterschiedlicher Zylinderköpfe in Explosionsdarstellung,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie ll-ll der Fig. 1 ,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie lll-lll der Fig. 2 und Fig. 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Reinigungskammer auf einem Arm eines Mehrachsenroboter angeordnet ist.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen unterschiedlicher Zylinderköpfe als Reinigungsobjekte 1 unterschiedlicher Objekttypen weist, wie den Figs 1 und 2 zu entnehmen ist, eine Reinigungskammer 2 auf, in der mehrere mit einem Reinigungsfluid beaufschlagbare Reinigungsdüsen 3 vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist die Reinigungskammer 2 von einer Dichtplatte 4 begrenzt (Fig. 2), die durch Verlagerung gegen das Reinigungsobjekt 1 in Reinigungslage anstellbar ist. Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, weist die Dichtplatte 4 mehrere überlagerte Reinigungsstrukturen 5 auf. Jeder Reinigungsstruktur 5 sind ein oder mehrere gruppenweise mit Reinigungsfluid beaufschlagbare Reinigungsdüsen 3 zugeordnet. Da die Reinigungsstrukturen 5 auf bestimmte Objekttypen der Reinigungsobjekte 1, beispielsweise Zylinderköpfe unterschiedlicher Größen, angepasst sind, sind die Reinigungsstrukturen 5 bestimmten Objekttypen zuordenbar und können je nach Objekttyp aktiviert bzw. deaktiviert werden, sodass mit der Vorrichtung bei entsprechender Anzahl bzw. Ausbildung der Reinigungsstrukturen 5 Reinigungsobjekte unterschiedlicher Objekttypen gereinigt werden können, ohne konstruktive Änderungsmaßnahmen vornehmen zu müssen. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, entsteht durch das Anstellen der Dichtplatte 4 an das Reinigungsobjekt 1 ein Verbindungskanal 6 zwischen den Reinigungsdüsen 3 und dem Reinigungsobjektinnenraum 7, sodass bei gleichbleibender Anordnung der Reinigungsdüsen 3 unterschiedliche Objekttypen gereinigt werden können. Fig. 3 zeigt dabei eine simple Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei überlagerten Reinigungsstrukturen 5. Soll ein erster kleiner Zylinderkopf gereinigt werden, wird die Dichtplatte 4 so an das Reinigungsobjekt 1 angestellt, dass die kleinere Reinigungsstruktur 5 einen fluiddichten Verbindungskanal 6 zwischen den Reinigungsdüsen 3 und Reinigungsobjektinnenraum 7 erzeugt, während die größere Reinigungsstruktur überstehen kann. Zum Reinigen können die der kleineren Reinigungsstruktur 5 zugeordneten Reinigungsdüsen 3 mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden. Soll ein größerer Zylinderkopf gereinigt werden, gehen nach Anstellen der Dichtplatte
4 durch die überlagerte Ausgestaltung der Reinigungsstrukturen 5 beide Reinigungsstrukturen 5 eine fluiddichte Verbindung mit dem Reinigungsobjektinnenraum 7 ein, sodass auch die der größeren Reinigungsstruktur 5 zugeordneten Reinigungsdüsen 3 zugeschaltet werden können. Bei entsprechender Ausbildung der Reinigungsstrukturen 5 können durch Zu- bzw. Wegschalten der Reinigungsdüsen 3 unterschiedliche Objekttypen gereinigt werden. Besonders kompakte Bedingungen ergeben sich hierbei, wenn wenigstens eine Reinigungsstruktur 5 innerhalb einer anderen Reinigungsstruktur
5 angeordnet ist. Als Reinigungsfluid können flüssige und gasförmige Fluide eingesetzt werden. Unterschiedliche Reinigungsfluide können unterschiedlichen Reinigungsdüsen 3 zugeordnet sein. Eine Reinigungsdüse 3 kann jedoch auch mit unterschiedlichen Reinigungsfluiden, beispielsweise mit einer Ventilschaltung 8, beaufschlagbar sein. Die Beaufschlagung kann über Leitungen erfolgen, die in Fig. 1 und 2 aus Übersichtlichkeitsgründen nur beispielhaft und schematisch angedeutet sind.
Die Reinigungsstrukturen 5 können Dichtstege 9 ausbilden, die von der Dichtplatte 4 vorragen und dadurch den Zwischenraum zwischen Dichtplatte 4 und dem Reinigungsobjekt 1 gegenüber der restlichen Reinigungskammer abdichten und dadurch den Verbindungskanal 6 ausbilden.
In Fig. 1 wird dargestellt, dass die Reinigungskammer 2 einen Grundkörper 10 und eine in diesen einschiebbare Reinigungsobjektaufnahme 11 umfasst, wodurch eine einfache Beschickung der Vorrichtung mit den Reinigungsobjekten 1 ermöglicht wird. Sowohl der Grundkörper 10 als auch die Reinigungsobjektaufnahme 11 können gegen das Reinigungsobjekt 1 in seiner Reinigungslage gerichtete Reinigungsdüsen 3 aufweisen.
Der Boden 12 der Reinigungsobjektaufnahme 11 kann zu einem Abzugsstutzen 13 abfallen, um ein Abziehen des gebrauchten Reinigungsfluids zu begünstigen (Fig. 2). Über den Abzugsstutzen 13 kann die Reinigungskammer 2 mit Unterdrück beaufschlagt werden.
Neben einer vertikal verlagerbaren Dichtplatte 4 kann auch eine horizontal verlagerbare Dichtplatte 14 vorgesehen sein, die ebenfalls Reinigungsdüsen 3 umfassen kann. Für eine fluiddichte Anordnung der Dichtplatten 4,14 in der Reinigungskammer 2 können diese über eine Faltenbalgdichtung 15 mit dem Rest der Reinigungskammer 2 verbunden sein. Die Verlagerung der Dichtplatten 4,14 kann mittels Flubzylinder 16 erfolgen. Die Ansteuerung der Dichtplatten 4,14 sowie der Reinigungsdüse 3, und der Unterdruckbeaufschlagung kann durch eine nicht dargestellte Steuerung erfolgen.
Fig. 4 offenbart, dass die Reinigungskammer 2 um eine oder mehrere Rotationsachsen 17a, 17b schwenkbar an einem Träger 18 gelagert sein kann. Der Träger 18 kann eine Führung aufweisen, in der Lagerringe 19 angeordnet sind und über den Träger 18 mit einem Antrieb 20 drehantriebsverbunden sind. Die Reinigungskammer 2 ist über Verbindungsstücke 21 , welche Versorgungsanschlüsse 22 für das Reinigungsfluid aufweisen können, mit den Lagerringen 19 verbunden. Über die Rotation der Lagerringe 19 kann die Reinigungskammer 2 um die Rotationsachse 17a rotiert bzw. geschwenkt werden.
Die Reinigungskammer 2 kann darüber hinaus an einem Arm 23 eines Mehrachsenroboters 24 angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Reinigungskammer 2 um die Rotationsachse 17b rotiert bzw. geschwenkt werden. Die Reinigungskammer 2 kann über den Träger 18 am Arm 23 des Mehrachsenroboters 24 angeordnet sein, sodass die Schwenkungen um die Rotationsachsen 17a, 17b überlagerbar sind.
Der Reinigungskammer 2 können Ultraschallwandler 25 zur Beaufschlagung des Reinigungsfluids mit Schallwellen zugeordnet sein. Diese können an der Außenwand der Reinigungskammer 2 angeordnet und mit einem Ultraschallgenerator verbunden sein.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Reinigen unterschiedlicher Zylinderköpfe als Reinigungsobjekte (1) unterschiedlicher Objekttypen mit einer Reinigungskammer (2) und mehreren mit einem Reinigungsfluid beaufschlagbaren Reinigungsdüsen (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskammer (2) von einer gegen ein Reinigungsobjekt (1) in einer Reinigungslage anstellbaren Dichtplatte (4) begrenzt wird, die auf ihrer dem Reinigungsobjekt (1) zugewandten Oberfläche mehrere überlagerte, Reinigungsdüsen (3) aufweisende und den Objekttypen zugeordnete Reinigungsstrukturen (5) aufweist, wobei die Reinigungsdüsen (3) je Reinigungsstruktur (5) gruppenweise mit einem Reinigungsfluid beaufschlagbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstrukturen (5) von der Dichtplatte (4) vorragende Dichtstege (9) umfassen, die einen Zwischenraum zwischen der Dichtplatte (4) und dem Reinigungsobjekt (1 ) gegenüber anderen Zwischenräumen oder der restlichen Reinigungskammer (2) abdichten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Reinigungsstruktur (5) innerhalb einer anderen Reinigungsstruktur (5) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskammer (2) einen die Dichtplatte (4) aufweisenden Grundkörper (10) umfasst, in dem eine Reinigungsobjektaufnahme (11) ausziehbar gelagert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (12) der Reinigungsobjektaufnahme (11) zu einem Abzugsstutzen (13) für das Reinigungsfluid hin abfällt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsobjektaufnahme (11) gegen das Reinigungsobjekt (1) in seiner Reinigungslage gerichtete Reinigungsdüsen (3) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskammer (2) um eine Rotationsachse (17a, 17b) schwenkbar an einem Träger (18) gelagert ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskammer (2) am Arm (23) eines Mehrachsenroboters (24) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskammer (2) einen Ultraschallwandler (25) zur Beaufschlagung des Reinigungsfluids mit Schallwellen aufweist.
10. Verfahren zum Reinigen eines Zylinderkopfes als Reinigungsobjekt (1) mit einer Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zunächst bei vom Reinigungsobjekt (1) abgezogener Dichtplatte (4) Reinigungsdüsen (3) mit einem flüssigen Reinigungsfluid beaufschlagt werden, wonach die Dichtplatte
(4) an das Reinigungsobjekt (1) angestellt wird, woraufhin die Reinigungsdüsen (3) mit einem gasförmigen Reinigungsfluid beaufschlagt werden und die Dichtplatte (4) wieder vom Reinigungsobjekt abgezogen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei an das Reinigungsobjekt (1) angestellter Dichtplatte (4) nur jene Reinigungsdüsen (3) mit flüssigem Reinigungsfluid beaufschlagt werden, die Teil der Reinigungsstrukturen
(5) sind, die dem Objekttyp des Reinigungsobjekts (1) zugeordnet sind.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskammer (2) während der Reinigung des Reinigungsobjektes (1) mit Unterdrück beaufschlagt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskammer (2) während der Reinigung des
Reinigungsobjektes (1) um eine Rotationsachse (17a, 17b) geschwenkt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsfluid während der Reinigung des Reinigungsobjektes (1) mit Schallwellen beaufschlagt wird.
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