EP1997568A1 - Behandlungsvorrichtung zum Reinigen und/oder zum Trocknen von Werkstücken - Google Patents

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EP1997568A1
EP1997568A1 EP08009823A EP08009823A EP1997568A1 EP 1997568 A1 EP1997568 A1 EP 1997568A1 EP 08009823 A EP08009823 A EP 08009823A EP 08009823 A EP08009823 A EP 08009823A EP 1997568 A1 EP1997568 A1 EP 1997568A1
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EP
European Patent Office
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workpiece
nozzle device
relative
axis
lever arm
Prior art date
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EP08009823A
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English (en)
French (fr)
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EP1997568B1 (de
Inventor
Andreas Dietrich
Marco Dietrich
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Aduna Tec Reinigungsanlagen GmbH
Original Assignee
Aduna Tec Reinigungsanlagen GmbH
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Publication date
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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
    • B08B3/024—Cleaning by means of spray elements moving over the surface to be cleaned
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0442—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to separate articles rotated during spraying operation

Definitions

  • the invention relates to a treatment device for cleaning and / or drying workpieces, having a workpiece carrier for receiving at least one workpiece having a workpiece axis, a nozzle device having at least one nozzle for spraying a treatment medium and which is mounted movably relative to the workpiece carrier, to direct the treatment medium in a spray direction on the workpiece.
  • the invention relates to a method for cleaning and / or drying of workpieces.
  • Such treatment devices serve to liberate workpieces with a treatment medium, preferably a liquid cleaning agent or a gas or gas mixture of adhering substances of any kind.
  • the workpieces to be cleaned are mounted on a workpiece carrier and sprayed with a separated by one or more nozzles treatment medium.
  • the workpiece carriers and the nozzles are usually mounted relative to each other movable.
  • the relative movement may be a rotating relative movement or a rectilinear relative movement or a combination of these movements.
  • the relative movement serves to directly spray many areas of the workpiece with the treatment medium in order to achieve a particularly good cleaning result.
  • a workpiece on a rotatable and tiltable workpiece carrier is arranged, which is sprayed from a nozzle which is slidably mounted in three spatial directions and tilted about an axis. Due to this large number of degrees of freedom of the workpiece carrier and the nozzle, almost all sections of the workpiece to be cleaned can be sprayed directly by the treatment medium in this device. This also makes it possible to realize all possible distances and angles of the nozzle relative to the workpiece to be cleaned.
  • a disadvantage of this device is that the large number of degrees of freedom requires a complex control electronics and individual control programs to optimally treat different workpieces. Furthermore, it is disadvantageous that the single nozzle can spray only small sections per unit time and thus can only achieve a low throughput. For mass production of large workpieces or bulk material, this device is rather disadvantageous.
  • a treatment apparatus and method for cleaning or drying workpieces in which a series of nozzles rotate around the workpiece to be treated.
  • the nozzles and the workpiece are moved relative to each other about a common axis of rotation.
  • the workpiece and the nozzles are relatively linear in a linear movement in the direction of the axis of rotation, in a linear movement in a direction perpendicular to the axis of rotation, about an axis perpendicular to the axis of rotation and in a pivotal movement parallel to the axis of rotation move each other.
  • a disadvantage of this device is that the nozzles are always guided around the workpieces to be treated in a circular path. As a result, the distance between the nozzles and the workpiece in the treatment varies, since the workpieces usually have no round base. Since the distance of the workpiece to be treated from the nozzles has a significant influence on the efficiency of the treatment, some portions of the workpiece are treated less intensively than others, which results in inhomogeneous cleaning of the workpieces.
  • the nozzle device is movably mounted by means of at least one lever arm which is rotatably mounted about an axis of rotation parallel to the workpiece axis.
  • a method for cleaning or drying workpieces wherein a workpiece is arranged on a workpiece carrier, a nozzle device by means of at least one lever arm, which is rotatably mounted about a parallel to the workpiece axis axis of rotation, relative to the workpiece moves is sprayed and a treatment medium in a spray device on the workpiece.
  • the invention has the advantage that the nozzle device can be guided at an arbitrary distance relative to a workpiece surface of the workpiece and thus an optimum cleaning effect without shadowing is achieved.
  • the workpiece carrier can be designed for receiving a workpiece or some workpieces, as well as for receiving bulk material. All of the following references to a workpiece or a workpiece carrier refer to all of these alternatives.
  • the workpiece carrier is rotatably mounted about the workpiece axis.
  • the nozzle device is rotatably mounted relative to the lever arm.
  • the spray direction can be directed to the workpiece surface at an optimum angle.
  • the nozzle device is mounted rotatably relative to the lever arm about a longitudinal axis arranged parallel to the axis of rotation.
  • the spray direction can be changed relative to the workpiece or the workpiece carrier, without simultaneously changing the distance to the workpiece, or be kept constant while the lever arm is pivoted.
  • the nozzle device has a plurality of nozzles which are distributed over the length of the nozzle device.
  • the nozzles on the nozzle device form at least one rectilinear row running parallel to the longitudinal axis.
  • the spray direction of all the nozzles can be uniformly changed because the spraying directions of the respective nozzles are the same.
  • the treatment medium is always sprayed onto the surface of the workpiece at an optimum angle, regardless of the surface structure of the workpiece.
  • the treatment device is designed such that the nozzle device is moved relative to the rotating workpiece carrier in such a way that the spray direction forms a constant angle with a side of the workpiece carrier facing the nozzle device.
  • the treatment device is adapted to move the nozzle device relative to the lever arm so that the spray direction is constant relative to the axis of rotation of the lever arm or independent of the rotation angle of the lever arm.
  • a particular advantage of this is that this does not change the direction of movement when the lever arm moves.
  • the treatment device is adapted to move the nozzle device relative to the rotating workpiece carrier so that the nozzles are arranged at a constant distance relative to the workpiece carrier.
  • the treatment device is designed to move the nozzle device relative to the workpiece rotating with the workpiece carrier so that the nozzles are arranged at a constant distance relative to the workpiece.
  • the treatment medium is always sprayed at an optimum distance on the surface of the workpiece, whereby an optimal treatment of the workpiece is achieved.
  • the nozzle device is designed to be variable in length.
  • the treatment device can treat workpieces of different lengths.
  • the nozzle device comprises a tube.
  • the nozzle device can be realized in a particularly simple and cost-effective manner.
  • the nozzle device or the lever arm is guided on a polygonal guide section.
  • the distance of the nozzle device relative to the rotating workpiece carrier or the workpiece can be defined in a simple manner.
  • the nozzle device has a guide element, by means of which the nozzle device or the lever arm is guided on the polygonal guide section.
  • the nozzle device or the lever arm can be guided along the guide section with little design effort.
  • the lever arm is resiliently biased, so that the nozzle device rests against the guide section.
  • the guide section is formed by a workpiece carrier receptacle, which is rotatably driven drivable in a housing of the treatment device.
  • a plurality of nozzle devices are provided, each with at least one lever arm for spraying the cleaning medium.
  • the cleaning speed can be increased and thus the cleaning time can be reduced.
  • the lever arm is mounted separately rotatably on a washing chamber wall.
  • the workpiece carrier is rotated about the workpiece axis.
  • the workpiece can be sprayed from different sides with the treatment medium.
  • the nozzle device is moved relative to the workpiece carrier such that the nozzle device is kept at a constant distance relative to the surface of the rotating workpiece.
  • the treatment medium is always sprayed at an optimum distance on the surface of the rotating workpiece, whereby an optimal treatment is achieved.
  • the nozzle device is moved relative to the workpiece carrier such that the nozzle device is kept at a constant distance relative to the surface of the rotating workpiece carrier.
  • the treatment medium is always sprayed at an optimum distance on the surface of the rotating workpiece carrier, whereby an optimal treatment is achieved.
  • the nozzle device is moved relative to the workpiece carrier such that the spray direction is aligned at a constant angle to one side of the workpiece carrier.
  • the nozzle device is moved relative to the workpiece such that the spray direction is aligned at a constant angle to a surface of the rotating workpiece.
  • the spray direction is kept constant relative to a bearing point of the lever arm upon movement of the lever arm relative to the workpiece (i.e., independent of the pivoting angle).
  • the spray direction can advantageously be kept constant during movements of the lever arm, whereby the spray direction is always directed to the workpiece, regardless of the movement of the lever arm.
  • the length of the nozzle device is varied.
  • the nozzle device is guided on a polygonal guide section.
  • the nozzle device can be moved in a simple manner relative to the rotating workpiece or the workpiece carrier.
  • the nozzle device is guided by means of a guide element on the polygonal guide section.
  • the nozzle device can be guided on the guide section with little design effort.
  • the nozzle device is guided by the guide element at a constant distance from the workpiece carrier and / or the workpiece.
  • FIG. 8 another embodiment of the invention with four nozzle devices.
  • the treatment device according to the invention is generally designated 10.
  • the treatment apparatus 10 is used to clean and / or dry a workpiece 12.
  • the workpiece is received by a workpiece carrier 14.
  • the workpiece carrier 14 has a workpiece axis 16.
  • the workpiece carrier 14 may be fixed or, according to a preferred embodiment, rotatably mounted about the workpiece axis 14, as indicated by arrows 17.
  • the treatment device 10 has a nozzle device 18 which has at least one nozzle 20 for spraying a treatment medium.
  • the nozzle device 18 is movably supported relative to the workpiece carrier 14 to direct the variable spacing treatment medium to the workpiece 12 in a spray direction 22.
  • the nozzle device 18 is movably mounted by means of a lever arm 24 which is rotatably mounted about a rotation axis 26.
  • the axis of rotation 26 is arranged offset parallel to the workpiece axis 16.
  • the treatment medium is sprayed onto the workpiece 12 by means of the nozzle 20 or a plurality of nozzles 20.
  • the spray direction 22 is directed to the workpiece 12.
  • the workpiece carrier 14 is rotated back and forth in a certain angular range about the workpiece axis 16, so that the workpiece 12 is sprayed in a certain area.
  • the workpiece 12 to be cleaned has a polygonal base surface relative to the workpiece axis 16, such that upon rotation of the workpiece carrier 14, the workpiece 12 is spaced from the nozzles 20 in a varying manner.
  • the nozzle device 18 is rotatably supported by the lever arm 24 about the axis of rotation 26. Thereby, a movement of the nozzle device 18 relative to the workpiece 12 is possible.
  • the relative movement of the nozzle device 18 is carried out so that the nozzles 20 are always arranged independently of a rotational position of the workpiece carrier 14 in an optimal, approximately constant distance to the surface of the workpiece 12 or the workpiece carrier 14.
  • FIG. 2 shows a schematic representation for explaining the operation of the treatment device 10. It is in FIG. 2 schematically illustrated two operating positions, wherein a first operating position is shown by solid lines and a second operating position with dashed lines. The two operating positions differ in that in the first operating position, the workpiece 12 is rotated by 90 degrees about the workpiece axis 16 relative to the second operating position of the workpiece 12 '.
  • the workpiece 12, 12 ' has a polygonal shape.
  • the workpiece 12 in the spray direction 22 has a small distance between the axis of rotation 16 and outer surface (hereinafter referred to as diameter for simplicity).
  • diameter outer surface
  • the workpiece 12 'in the spray direction 22' has a large diameter.
  • the nozzle device 18, 18 ' is arranged by a rotation of the lever arm 24, 24' about the axis of rotation 26 in the first operating position at a smaller distance from the workpiece axis 16, as in the second operating position.
  • the nozzle device 18, 18 ' additionally has a longitudinal axis 28, 28' about which the nozzle device 18, 18 'is rotatably mounted relative to the lever arm 24, 24'.
  • the nozzle device 18, 18 ' is in the first operating position relative to the second operating position about the longitudinal axis 28, 28' by an angular amount
  • the nozzle device 18, 18' By the rotation of the lever arm 24, 24 'about the axis of rotation 26, the nozzle device 18, 18' relative to the workpiece axis 16 off or swung, so that the distance of the nozzle device 18, 18 'to the workpiece axis 16 can be varied. As a result, the nozzle device 18, 18 'can always be arranged at a constant distance from the surface of the workpiece, even in the case of polygonal rotating workpieces 12, 12'. Characterized in that the spray device 18, 18 'relative to the lever arm 24, 24' rotatably mounted about the longitudinal axis 28, 28 ', a constant spray direction 22, 22' in different pivot positions of the lever arm 24, 24 'realize.
  • the treatment medium can be sprayed onto the rotating workpiece 12, 12 'at a constant distance and constant spray direction 22, 22', thus realizing optimum treatment.
  • FIG. 3 a further embodiment of a treatment device 10 according to the invention is shown schematically.
  • a path 29 is indicated by a dashed line, which marks a constant distance 30 to the workpiece carrier.
  • the nozzle device 18 is located on the path 29, so the nozzle device 18 is arranged at the distance 30 from the workpiece carrier 14.
  • the nozzle device 18 upon rotation of the workpiece carrier 14 about the workpiece axis 16, the nozzle device 18 is deflected about the axis of rotation 26 via the lever arm 24 such that the nozzle device 18 always follows the path 29.
  • the nozzle device 18 is always arranged at the constant distance 30 to the workpiece carrier 14, regardless of the rotational position of the workpiece carrier 14.
  • the treatment medium can be sprayed onto the workpiece at an optimum spraying distance.
  • the nozzle device 18 is preferably rotated relative to the lever arm 24 about the longitudinal axis 28 that the spray direction 22 remains constant.
  • FIG. 2 and FIG. 3 described rotation of the nozzle device 18 about the longitudinal axis 28 can be carried out via a mechanism or via an electronic control.
  • the constant distance 30 of the nozzle device 18 relative to the workpiece carrier 14 or the workpiece 12 can be ensured by distance sensors, such as ultrasound or laser-based systems. It is also conceivable for the contour of the workpiece carrier 14 or the workpiece 12 to be made accessible to an electronic controller which controls the extension and retraction of the lever arm 24 and thus the constant distance 30 is realized.
  • the nozzle device 18 can be rotated back and forth about the longitudinal axis 28 in a certain angular range such that the spray direction 22 is changed regularly and the treatment medium impinges on the workpiece 12 or the workpiece carrier 14 at varying angles.
  • FIG. 4 an embodiment of the treatment device 10 according to the invention is illustrated for explaining the operation, in which the spray direction 20 is aligned relative to a surface of the workpiece 12 constant.
  • FIG. 4 two operating positions of the treatment device 10 according to the invention are shown.
  • a first operating position of the workpiece 12 is indicated by solid lines and a second operating position of the workpiece 12 'is shown by dashed lines.
  • the two operating positions differ in that the workpiece 12, 12 'is rotated about the workpiece axis 16 by approximately 30 degrees.
  • the nozzle device 18, 18 ' is aligned in these two operating positions relative to the workpiece 12, 12' such that the spray direction 22, 22 'with the surface of the workpiece 12, 12' in the two operating positions in each case an identical angle 32, 32 ' of 90 degrees.
  • the nozzle device is rotated about the longitudinal axis 28 such that the spray direction 22, 22' always has a constant angle 32, 32 'with the surface of the rotating workpiece 12, 12'.
  • the treatment medium generally strikes the surface at an optimum angle 32, 32 ', so that an optimal treatment can be carried out.
  • this angle 32, 32 '90 degrees wherein the optimum angle between the spray direction 22, 22' and the surface of the workpiece 12, 12 'can also be another angle, for example, an acute angle.
  • angle 32, 32 ' is varied continuously in order to spray the surface from different directions.
  • the alignment of the nozzle device 18, 18 'or the spraying direction 22, 22' can take place via a mechanism or an electronic control or a combination of these two.
  • the orientation of the nozzle device 18, 18 'facing side can be detected or determined by sensors or as stored data, so that the spray direction is permanently aligned so that the angle 32, 32 'remains constant.
  • FIG. 4 illustrated embodiment also with a movable lever FIG. 2 or 3 can be trained.
  • the treatment agent can be sprayed onto the surface of the workpiece 12, 12 'both at the optimum distance 30 and at the optimum angle 32, 32'.
  • FIG. 5 a treatment device 10 according to the invention is shown schematically in plan view.
  • the workpiece axis 16 is arranged parallel to the axis of rotation 26 and parallel to the longitudinal axis 28.
  • the nozzle device 18 is formed of an elongated member on which the plurality of nozzles 20 are distributed over a length of the nozzle device 18.
  • the nozzles 20 form a straight line.
  • the nozzle device 18 has a proximal end 33 and a distal end 34. At the proximal end 33, the nozzle device 18 is connected to the lever arm 24 (fixed or rotatably mounted) and supported rotatably about the axis of rotation 26 via this.
  • the distal end 34 is formed as a free end in this embodiment.
  • nozzles 20 are distributed over the length of the nozzle device 18, a larger longitudinal section of the workpiece carrier 14 can be treated at the same time, whereby a treatment time can be significantly reduced.
  • the nozzle device 18 is formed as a tube through which the treatment medium is supplied to the nozzles 20 arranged in a tube wall.
  • the nozzle device 18 is designed as a bar or a linkage on which the nozzles 20 are arranged and the treatment medium is supplied to the nozzles 20 through eg tubes.
  • the length of the nozzle device 18 can be varied, wherein for this function, the tube 18 must be telescopically extendable, or the linkage must be formed with a corresponding mechanism.
  • a second lever arm 24 may be arranged on the distal end 34 of the nozzle device 18 opposite the lever arm 24. As a result, the stability of the nozzle device would be increased.
  • the nozzles 20 may be arranged on the nozzle device 18 in individual axial sections in a smaller or at a greater distance from each other. As a result, special sections of the workpiece 12 can be individually intensively treated or less intensively treated.
  • the lever arm 24 is designed so that it has a length which is less than a distance between the axis of rotation 26 and the workpiece axis 16.
  • a distance of the nozzle device 18 to the workpiece axis 16 can be varied particularly favorable by a pivoting movement of the lever arm 24 ,
  • the treatment device 10 and the rotating workpiece 12 or the rotating workpiece carrier 14 are usually arranged in a washing chamber.
  • This wash chamber may be filled with a liquid or gaseous medium during the treatment. If the washing chamber is filled with the liquid medium, special nozzles 20, so-called flood nozzles, which are optimized for this special application, are preferably used for spraying the treatment medium onto the workpiece 12.
  • the nozzle device is rotated back and forth in a certain angular range about the longitudinal axis 28, wherein the workpiece 12, 12 ' or the workpiece carrier 14, 14 'is not rotated or only to a certain angle of rotation around the workpiece axis 16 back and forth rotated.
  • the treatment medium even sensitive parts that must not be rotated or swiveled, treated with the treatment medium.
  • FIG. 6 a particular embodiment of the treatment device 10 is shown schematically.
  • the workpiece 12 is received in the workpiece carrier 14, which may also be designed as a workpiece basket.
  • the workpiece carrier 14 is received in a basket carrier 36, which is rotatably driven in a housing or the washing chamber is mounted.
  • the basket carrier 36 has a guide portion 38 which extends around the basket carrier 36 around.
  • the nozzle device 28 has a guide element 40 which is arranged on the guide section 38.
  • the lever arm 24 is mounted so that the nozzle device 28 or the lever arm 24 by means of elastic means (eg., A spring) is pressed with the guide member 40 against the guide portion 38.
  • the guide portion 38 and the guide member 40 are formed such that the guide member 40 slides on a rotation of the basket support 36 about the workpiece axis 16 on the guide portion 38 or rolls by means provided on the lever arm 24 and the nozzle device 18 of the workpiece carrier 14 is always constant is spaced. This ensures that the nozzle device 18 is always arranged in the defined distance 30 to the workpiece carrier 14 during the rotation of the basket carrier 36 about the workpiece axis 16.
  • the guide member 40 is designed as an annular element that can slide or roll on the guide portion 38.
  • other shapes of the guide element 40 are also conceivable. It is, for example, elliptical or polygonal trained guide elements 40 conceivable that vary the distance 30 by their shape.
  • the guide member 40 may be formed interchangeable, so that different shapes and sizes of the guide member 40 may be used. The larger the guide element 40 is formed, the greater the distance 30 of the nozzle device 18 to the basket carrier 36 or the workpiece carrier 14 or the workpiece 12 is realized.
  • the nozzle device 18 may be rotatably mounted about the longitudinal axis 28 or rigidly connected to the lever arm 24.
  • FIG. 7 shows the embodiment of the treatment device 10 from FIG. 6 in plan view.
  • the workpiece carrier 14 is received in the basket carrier 36.
  • the basket carrier 36 has the guide portion 38 at one end.
  • the nozzle device 18 has, at its proximal end 33, the guide element 40, which is arranged on the guide section 38 of the basket carrier 36.
  • FIG. 7 further shows a to the workpiece axis 16 coaxially extending workpiece shaft 42, by means of which the workpiece 12 and the basket carrier 36 is rotatably mounted.
  • the workpiece shaft 42 is guided by means of a passage 44 through a washing chamber wall 46 to the outside.
  • the lever arm 24 is rotatably supported by means of a Hebelarmrohrs 47 in a further passage 48 in the washing chamber wall 46 separately.
  • the Hebelarmrohr 47 is disposed coaxially with the axis of rotation 26.
  • the supply of the nozzle device 18 with the cleaning medium takes place in this embodiment by the Hebelarmlagerungsrohr 47 therethrough.
  • the guide member 40 is arranged on the guide portion 38 and the lever arm 24 is mounted so that the guide member 40 is pressed against the guide portion 38, the nozzle device 18 at a rotation of the basket support 36 about the workpiece axis 16 always at a constant distance 30 guided to the workpiece carrier 14 and to the workpiece 12.
  • FIG. 8 an embodiment of the treatment device 10 is shown with four separate nozzle devices 18, which are each mounted by means of a lever arm 24 about four separate axes of rotation 26. Identical elements are in FIG. 8 denoted by identical reference numerals.
  • the nozzle devices 18 each have a guide element 40, with which they are guided on the guide portion 38 of the basket carrier 36 and thus always have the constant distance 30 to the basket carrier 36.
  • the lever arms 24 are arranged relative to the basket carrier 36 so that pivoting of the lever arms 24 causes rotation of the lever arms 24 about the axis of rotation 26 in the clockwise direction. It is also conceivable that at least one of the lever arms 24 is arranged such that a deflection of the nozzle device 18 causes a rotation of the lever arm 24 about the axis of rotation 26 in the counterclockwise direction. If the nozzle device 18 is designed to be stationary relative to the lever arm 24, causes such a different storage of the lever arms 24 that the spray direction 22 of the differently supported nozzle devices 18 is deflected in different directions, whereby an improved cleaning effect can be achieved.
  • the lever arms 24 are mounted separately about the axes of rotation 26 and with separate passages 48 through the Washing chamber wall 46 which is arranged orthogonal to the workpiece axis 16 and the axes of rotation 26, led to the outside.
  • the nozzle devices 18 can be subjected to different pressures. Furthermore, it is possible through this separate implementation 48 to supply the different nozzle devices 18 with different cleaning media at the same time.
  • the guide portion 38 has a shape that differs from the in FIG. 6 different form shown. It is conceivable that a polygonal shape is selected, which varies the distance of the nozzle 20 from the workpiece 12 and the workpiece carrier 14.
  • the shape of the guide section 38 is adapted to the shape of the workpiece 12.
  • the workpiece 12 may be arranged in the basket carrier 36 or workpiece carrier 14 or be treated without basket carrier 36.

Landscapes

  • Spray Control Apparatus (AREA)

Abstract

Behandlungsvorrichtung (10) zum Reinigen und/oder Trocknen von Werkstücken (12), mit einem Werkstückträger (14) zur Aufnahme wenigstens eines Werkstücks (12), der eine Werkstückachse (16) aufweist, einer Düsenvorrichtung (18), die wenigstens eine Düse (20) zum Versprühen eines Behandlungsmediums aufweist und die relativ zu dem Werkstückträger (14) beweglich gelagert ist, um das Behandlungsmedium in einer Sprührichtung (22) auf das Werkstück (12) zu richten, wobei die Düsenvorrichtung (18) mittels mindestens eines Hebelarms (24) beweglich gelagert ist, der um eine zur Werkstückachse (16) parallel versetzte Drehachse (26) drehbar gelagert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung zum Reinigen und/oder Trocknen von Werkstücken, mit einem Werkstückträger zur Aufnahme wenigstens eines Werkstücks, der eine Werkstückachse aufweist, einer Düsenvorrichtung, die wenigstens eine Düse zum Versprühen eines Behandlungsmediums aufweist und die relativ zu dem Werkstückträger beweglich gelagert ist, um das Behandlungsmedium in einer Sprührichtung auf das Werkstück zu richten.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen und/oder zum Trocknen von Werkstücken.
  • Eine derartige Behandlungsvorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen und/oder zum Trocknen von Werkstücken ist aus US 5,167,720 bekannt.
  • Derartige Behandlungsvorrichtungen dienen dazu, Werkstücke mit einem Behandlungsmedium, vorzugsweise einem flüssigen Reinigungsmittel oder einem Gas oder Gasgemisch von anhaftenden Substanzen jeglicher Art zu befreien.
  • Üblicherweise werden die zu reinigenden Werkstücke auf einem Werkstückträger befestigt und mit einem durch eine oder mehrere Düsen abgesonderten Behandlungsmedium besprüht. Dabei sind die Werkstückträger und die Düsen üblicherweise relativ zueinander beweglich gelagert. Die Relativbewegung kann eine rotierende Relativbewegung oder eine geradlinige Relativbewegung oder eine Kombination dieser Bewegungen sein. Die Relativbewegung dient dazu, viele Bereiche des Werkstücks mit dem Behandlungsmedium direkt zu besprühen, um ein besonders gutes Reinigungsergebnis zu erzielen.
  • Bei der aus US 5,167,720 bekannten Vorrichtung und dem Verfahren zum Behandeln von Maschinenteilen ist ein Werkstück auf einem drehbaren und verkippbaren Werkstückträger angeordnet, das von einer Düse besprüht wird, die in drei Raumrichtungen verschiebbar und um eine Achse verkippbar gelagert ist. Durch diese große Anzahl an Freiheitsgraden des Werkstückträgers und der Düse sind bei dieser Vorrichtung nahezu alle Abschnitte des zu reinigenden Werkstücks von dem Behandlungsmedium direkt besprühbar. Auch lassen sich dadurch alle denkbaren Abstände und Winkel der Düse relativ zu dem zu reinigenden Werkstück realisieren.
  • Nachteilig an dieser Vorrichtung ist es, dass die große Anzahl an Freiheitsgraden eine aufwändige Steuerelektronik und individuelle Steuerprogramme erfordert, um unterschiedliche Werkstücke optimal zu behandeln. Weiterhin ist es nachteilig, dass die einzelne Düse nur kleine Abschnitte pro Zeiteinheit besprühen und somit nur einen geringen Durchsatz erzielen kann. Für eine Massenproduktion von großen Werkstücken oder Schüttgut ist diese Vorrichtung eher nachteilig.
  • Aus EP 1 640 077 A2 ist eine Behandlungsvorrichtung und ein Verfahren zur reinigenden oder trocknenden Behandlung von Werkstücken bekannt, bei dem eine Reihe von Düsen um das zu behandelnde Werkstück rotiert. Dabei werden die Düsen und das Werkstück relativ zueinander um eine gemeinsame Rotationsachse bewegt. In dieser koaxialen Relativbewegung lassen sich das Werkstück und die Düsen in einer linearen Bewegung in Richtung der Rotationsachse, in einer linearen Bewegung in Richtung senkrecht zu der Rotationsachse, in einer Schwenkbewegung um eine Achse senkrecht zu der Rotationsachse und in einer Schwenkbewegung parallel zu der Rotationsachse relativ zueinander bewegen.
  • Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist es, dass die Düsen um die zu behandelnden Werkstücke immer in einer Kreisbahn herumgeführt werden. Dadurch variiert der Abstand zwischen den Düsen und dem Werkstück bei der Behandlung, da die Werkstücke üblicherweise keine runde Grundfläche haben. Da der Abstand des zu behandelnden Werkstückes zu den Düsen einen signifikanten Einfluss auf die Effizienz der Behandlung hat, werden einige Abschnitte des Werkstückes weniger intensiv behandelt als andere, wodurch eine inhomogene Reinigung der Werkstücke erzielt wird.
  • Dadurch, dass das Werkstück nicht immer in optimalem Abstand zu den Düsen bewegt wird, können durch hervorstehende Werkstückteile oder Halterungen des Werkstückträgers gewisse Abschnitte des Werkstücks abgedeckt bzw. abgeschattet werden, so dass an diesen Stellen die Reinigung nicht optimal ausgeführt wird.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache Behandlungsvorrichtung zum Reinigen oder zum Trocknen von Werkstücken bereitzustellen, bei der Abschattungseffekte reduziert sind.
  • Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein schnelles Reinigungsverfahren bereitzustellen, bei dem eine Schattenwirkung reduziert ist.
  • Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Behandlungsvorrichtung dadurch gelöst, dass die Düsenvorrichtung mittels mindestens eines Hebelarms beweglich gelagert ist, der um eine zur Werkstückachse parallel versetzte Drehachse drehbar gelagert ist.
  • Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Reinigen oder zum Trocknen von Werkstücken, wobei ein Werkstück an einem Werkstückträger angeordnet wird, eine Düsenvorrichtung mittels mindestens eines Hebelarms, der um eine parallel zur Werkstückachse versetzte Drehachse drehbar gelagert ist, relativ zu dem Werkstück bewegt wird und ein Behandlungsmedium in einer Sprühvorrichtung auf das Werkstück gesprüht wird.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Düsenvorrichtung relativ zu einer Werkstückoberfläche des Werkstücks in einem beliebigen Abstand geführt werden kann und somit eine optimale Reinigungswirkung ohne Abschattungen erzielt wird.
  • Der Werkstückträger kann zur Aufnahme eines Werkstücks oder einiger Werkstücke, wie auch zur Aufnahme von Schüttgut ausgebildet sein. Alle folgenden Bezugnahmen auf ein Werkstück oder einen Werkstückträger beziehen sich auf alle diese Alternativen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird somit vollständig gelöst.
  • Bevorzugt ist es, wenn der Werkstückträger um die Werkstückachse drehbar gelagert ist.
  • Dadurch kann das Werkstück von allen Seiten mit dem Behandlungsmedium besprüht werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Düsenvorrichtung relativ zu dem Hebelarm drehbar gelagert.
  • Dadurch kann die Sprührichtung in einem optimalen Winkel auf die Werkstückoberfläche gerichtet werden.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Düsenvorrichtung relativ zu dem Hebelarm um eine parallel zu der Drehachse angeordnete Längsachse drehbar gelagert ist.
  • Dadurch kann die Sprührichtung relativ zu dem Werkstück oder dem Werkstückträger geändert werden, ohne dass gleichzeitig der Abstand zu dem Werkstück verändert wird, oder aber konstant gehalten werden, während der Hebelarm verschwenkt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Düsenvorrichtung eine Mehrzahl von Düsen auf, die über die Länge der Düsenvorrichtung verteilt angeordnet sind.
  • Dadurch lassen sich größere Werkstücke in sehr kurzer Zeit mit dem Behandlungsmedium behandeln, da das Behandlungsmedium auf mehrere Abschnitte des Werkstücks gleichzeitig versprüht werden kann.
  • In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform bilden die Düsen an der Düsenvorrichtung wenigstens eine geradlinige, parallel zu der Längsachse verlaufende Reihe.
  • Folglich kann durch Drehen der Düsenvorrichtung die Sprührichtung aller Düsen einheitlich verändert werden, weil die Sprührichtungen der jeweiligen Düsen gleich sind.
  • Besonders bevorzugt ist es, die Düsenvorrichtung relativ zu dem mit dem Werkstückträger drehenden Werkstück so zu bewegen, dass die Sprührichtung mit einer der Düsenvorrichtung zugewandten Oberfläche des Werkstücks einen konstanten Winkel bildet.
  • Dadurch wird das Behandlungsmedium unabhängig von der Oberflächenstruktur des Werkstücks immer in einem optimalen Winkel auf die Oberfläche des Werkstücks gesprüht.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Behandlungsvorrichtung dazu ausgelegt, dass die Düsenvorrichtung relativ zu dem sich drehenden Werkstückträger so bewegt wird, dass die Sprührichtung mit einer der Düsenvorrichtung zugewandten Seite des Werkstückträgers einen konstanten Winkel bildet.
  • Dadurch können Abschattungseffekte des Werkstückträgers ausgeschlossen werden, da das Behandlungsmedium immer in einem optimalen Winkel auf die Oberfläche des Werkstücks gesprüht wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Behandlungsvorrichtung dazu ausgelegt, die Düsenvorrichtung relativ zu dem Hebelarm so zu bewegen, dass die Sprührichtung relativ zu der Drehachse des Hebelarms bzw. unabhängig von dem Drehwinkel des Hebelarms konstant ist.
  • Ein besonderer Vorteil daran ist es, dass sich dadurch bei einer Bewegung des Hebelarms die Sprührichtung nicht ändert.
  • In einer besonderen Ausführungsform ist die Behandlungsvorrichtung dazu ausgelegt, die Düsenvorrichtung relativ zu dem sich drehenden Werkstückträger so zu bewegen, dass die Düsen relativ zu dem Werkstückträger in einem konstanten Abstand angeordnet sind.
  • Dadurch lässt sich die Bewegung des Hebelarms einfach und universell realisieren, da die Abmessungen des Werkstückträgers üblicherweise bei unterschiedlichen Werkstücken identisch sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Behandlungsvorrichtung dazu ausgelegt, die Düsenvorrichtung relativ zu dem mit dem Werkstückträger drehenden Werkstück so zu bewegen, dass die Düsen relativ zu dem Werkstück in einem konstanten Abstand angeordnet sind.
  • Dadurch wird das Behandlungsmedium immer in einem optimalen Abstand auf die Oberfläche des Werkstücks gesprüht, wodurch eine optimale Behandlung des Werkstücks erreicht wird.
  • In einer besonderen Ausführungsform ist die Düsenvorrichtung in ihrer Länge variabel ausgebildet.
  • Dadurch kann die Behandlungsvorrichtung Werkstücke unterschiedlicher Länge behandeln.
  • In einer besonderen Ausführungsform weist die Düsenvorrichtung ein Rohr auf.
  • Dadurch kann die Düsenvorrichtung besonders einfach und kostengünstig realisiert werden.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung ist die Düsenvorrichtung bzw. der Hebelarm an einem polygonalen Führungsabschnitt geführt.
  • Dadurch kann auf einfache Weise der Abstand der Düsenvorrichtung relativ zu dem rotierenden Werkstückträger oder dem Werkstück definiert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung weist die Düsenvorrichtung ein Führungselement auf, mittels dem die Düsenvorrichtung bzw. der Hebelarm an dem polygonalen Führungsabschnitt geführt ist.
  • Dadurch kann die Düsenvorrichtung bzw. der Hebelarm mit geringem konstruktiven Aufwand an dem Führungsabschnitt entlang geführt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Hebelarm elastisch vorgespannt, so dass die Düsenvorrichtung an dem Führungsabschnitt anliegt.
  • Dadurch wird sichergestellt, dass die Düsenvorrichtung mit geringem konstruktiven Aufwand stets an dem Führungsabschnitt anliegt und keinen eigenen Antrieb benötigt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Führungsabschnitt von einer Werkstückträgeraufnahme gebildet, die drehbar antreibbar in einem Gehäuse der Behandlungsvorrichtung gelagert ist.
  • Dadurch ist eine Führung der Düsenvorrichtung an einem Führungsabschnitt möglich, auch wenn die Werkstücke ohne Korbträger in der Behandlungsvorrichtung behandelt wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung sind eine Mehrzahl von Düsenvorrichtungen mit jeweils mindestens einem Hebelarm zum Versprühen des Reinigungsmediums bereitgestellt.
  • Dadurch kann die Reinigungsgeschwindigkeit erhöht und somit die Reinigungsdauer verringert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hebelarm separat an einer Waschkammerwand drehbar gelagert.
  • Dadurch ist eine besonders einfache Konstruktion der Lagerung des Hebelarms möglich, ohne eine Drehdurchführung für das Reinigungsmedium im Bereich der Drehachse für den Werkstückträger vorsehen zu müssen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Werkstückträger um die Werkstückachse gedreht.
  • Dadurch kann das Werkstück von verschiedenen Seiten mit dem Behandlungsmedium besprüht werden.
  • In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Düsenvorrichtung relativ zu dem Werkstückträger derart bewegt, dass die Düsenvorrichtung relativ zu der Oberfläche des rotierenden Werkstücks in konstantem Abstand gehalten wird.
  • Dadurch wird das Behandlungsmedium immer in einem optimalen Abstand auf die Oberfläche des rotierenden Werkstücks gesprüht, wodurch eine optimale Behandlung erzielt wird.
  • In einer weiteren besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Düsenvorrichtung relativ zu dem Werkstückträger derart bewegt, dass die Düsenvorrichtung relativ zu der Oberfläche des rotierenden Werkstückträgers in konstantem Abstand gehalten wird.
  • Dadurch wird das Behandlungsmedium immer in einem optimalen Abstand auf die Oberfläche des rotierenden Werkstückträgers gesprüht, wodurch eine optimale Behandlung erzielt wird. In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Düsenvorrichtung relativ zu dem Werkstückträger derart bewegt, dass die Sprührichtung unter konstantem Winkel zu einer Seite des Werkstückträgers ausgerichtet wird.
  • Dadurch lässt sich die Relativbewegung der Düsenvorrichtung zu dem Hebelarm besonders einfach realisieren.
  • In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird die Düsenvorrichtung relativ zu dem Werkstück derart bewegt, dass die Sprührichtung unter konstantem Winkel zu einer Oberfläche des rotierenden Werkstücks ausgerichtet wird.
  • Vorteilhaft dabei ist es, dass Abschattungseffekte durch z.B. Vorsprünge des Werkstücks reduziert werden können.
  • In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Sprührichtung relativ zu einem Lagerpunkt des Hebelarms bei einer Bewegung des Hebelarms relativ zu dem Werkstück (d.h. unabhängig vom Verschwenkwinkel) konstant gehalten.
  • Dadurch kann die Sprührichtung vorteilhafterweise bei Bewegungen des Hebelarms konstant gehalten werden, wodurch die Sprührichtung unabhängig von der Bewegung des Hebelarms immer auf das Werkstück gerichtet ist.
  • In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Länge der Düsenvorrichtung variiert.
  • Dadurch wird es möglich, unterschiedlich lange Werkstücke zu behandeln. Besondere Abschnitte des Werkstücks können bevorzugt besonders intensiv behandelt werden, da mit einer Verringerung der Länge der Düsenvorrichtung die Reinigungswirkung verstärkt ist, wenn die Dichte der Düsen in diesem Fall zunimmt.
  • In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Düsenvorrichtung an einem polygonalen Führungsabschnitt geführt.
  • Dadurch lässt sich die Düsenvorrichtung auf einfache Weise relativ zu dem rotierenden Werkstück bzw. dem Werkstückträger bewegen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Düsenvorrichtung mittels eines Führungselementes an dem polygonalen Führungsabschnitt geführt.
  • Dadurch lässt sich die Düsenvorrichtung an dem Führungsabschnitt mit geringem Konstruktionsaufwand führen.
  • In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Düsenvorrichtung mittels des Führungselementes in dem konstanten Abstand zu dem Werkstückträger und/oder dem Werkstück geführt.
  • Dadurch lässt sich der konstante Abstand der Düsenvorrichtung relativ zu dem rotierenden Werkstückträger bzw. dem Werkstück mit geringem konstruktiven Aufwand realisieren. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung mit Hebelarm;
    Figur 2
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der Behandlungsvorrichtung;
    Figur 3
    eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung mit konstantem Abstand zwischen Düsenvorrichtung und Werkstückträger;
    Figur 4
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer besonderen Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung, bei der die Sprührichtung in konstantem Winkel zu einer Seite des Werkstücks geführt ist;
    Figur 5
    eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung mit Düsenvorrichtung und Hebelarm in Draufsicht;
    Figur 6
    eine besondere Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung mit Führungselement;
    Figur 7
    eine schematische Darstellung der Ausführungsform aus Fig. 6 in Draufsicht; und
  • Figur 8 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit vier Düsenvorrichtungen. In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung generell mit 10 bezeichnet.
  • Die Behandlungsvorrichtung 10 dient zum Reinigen und/oder Trocknen eines Werkstücks 12. Das Werkstück ist von einem Werkstückträger 14 aufgenommen. Der Werkstückträger 14 weist eine Werkstückachse 16 auf. Der Werkstückträger 14 kann fest oder gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um die Werkstückachse 14 drehbar gelagert sein, wie durch Pfeile 17 angedeutet ist.
  • Die Behandlungsvorrichtung 10 weist eine Düsenvorrichtung 18 auf, die zum Versprühen eines Behandlungsmediums wenigstens eine Düse 20 aufweist. Die Düsenvorrichtung 18 ist relativ zu dem Werkstückträger 14 beweglich gelagert, um das Behandlungsmedium mit variablem Abstand in einer Sprührichtung 22 auf das Werkstück 12 zu richten. Die Düsenvorrichtung 18 ist mittels eines Hebelarms 24 beweglich gelagert, der um eine Drehachse 26 drehbar gelagert ist. Die Drehachse 26 ist parallel versetzt zu der Werkstückachse 16 angeordnet.
  • Zum Reinigen und/oder zum Trocknen des Werkstücks 12 wird das Behandlungsmedium mittels der Düse 20 oder einer Mehrzahl von Düsen 20 auf das Werkstück 12 gesprüht. Dabei ist die Sprührichtung 22 auf das Werkstück 12 gerichtet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bei der Behandlung des Werkstücks 12 der Werkstückträger 14 und somit auch das darin aufgenommene Werkstück 12 um die Werkstückachse 16 gedreht, so dass das Werkstück 12 durch die Düsen 20 an unterschiedlichen Abschnitten mit dem Behandlungsmedium besprüht wird. In einer weiteren Ausführungsform oder einem besonderen Betriebsmodus wird der Werkstückträger 14 in einem bestimmten Winkelbereich um die Werkstückachse 16 hin- und hergedreht wird, so dass des Werkstück 12 in einem bestimmten Bereich besprüht wird.
  • Üblicherweise weist das zu reinigende Werkstück 12 relativ zu der Werkstückachse 16 eine polygonale Grundfläche auf, so dass bei der Drehung des Werkstückträgers 14 das Werkstück 12 von den Düsen 20 variierend beabstandet ist. Um diese Abstandsvariation bei dem Reinigungs- und/oder Trocknungsvorgang auszugleichen, ist die Düsenvorrichtung 18 über den Hebelarm 24 um die Drehachse 26 drehbar gelagert. Dadurch ist eine Bewegung der Düsenvorrichtung 18 relativ zu dem Werkstück 12 möglich. Vorzugsweise wird die Relativbewegung der Düsenvorrichtung 18 so ausgeführt, dass die Düsen 20 unabhängig von einer Rotationsposition des Werkstückträgers 14 immer in einer optimalen, annähernd gleichbleibenden Distanz zur Oberfläche des Werkstücks 12 oder des Werkstückträgers 14 angeordnet sind.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der Behandlungsvorrichtung 10. Dabei sind in Figur 2 zwei Betriebspositionen schematisch dargestellt, wobei eine erste Betriebsposition mit durchgezogenen Linien und eine zweite Betriebsposition mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Die beiden Betriebspositionen unterscheiden sich dadurch, dass in der ersten Betriebsposition das Werkstück 12 um 90 Grad um die Werkstückachse 16 relativ zu der zweiten Betriebsposition des Werkstücks 12' verdreht ist. Das Werkstück 12, 12' weist eine polygonale Form auf. In der ersten Betriebsposition weist das Werkstück 12 in der Sprührichtung 22 einen geringen Abstand zwischen der Drehachse 16 und Außenfläche (im Folgenden der Einfachheit halber mit Durchmesser bezeichnet) auf. In der zweiten Betriebsposition weist das Werkstück 12' in der Sprührichtung 22' einen großen Durchmesser auf.
  • Die Düsenvorrichtung 18, 18' ist durch eine Verdrehung des Hebelarms 24, 24' um die Drehachse 26 in der ersten Betriebsposition in einem geringeren Abstand zur Werkstückachse 16 angeordnet, als in der zweiten Betriebsposition. Die Düsenvorrichtung 18, 18' weist bei dieser Ausführungsform zudem eine Längsachse 28, 28' auf, um die die Düsenvorrichtung 18, 18' relativ zu dem Hebelarm 24, 24' drehbar gelagert ist. Die Düsenvorrichtung 18, 18' ist in der ersten Betriebsposition relativ zu der zweiten Betriebsposition um die Längsachse 28, 28' um einen Winkelbetrag |α'-α| verdreht angeordnet, so dass die Sprührichtung 22, 22' in beiden Betriebspositionen identisch ist, obwohl der Hebelarm 24, 24' in diesen beiden Betriebspositionen um die Drehachse 26 verdreht positioniert ist.
  • Durch die Drehung des Hebelarms 24, 24' um die Drehachse 26 kann die Düsenvorrichtung 18, 18' relativ zu der Werkstückachse 16 aus- oder eingeschwenkt werden, so dass der Abstand der Düsenvorrichtung 18, 18' zu der Werkstückachse 16 variiert werden kann. Dadurch kann die Düsenvorrichtung 18, 18' auch bei polygonalen, rotierenden Werkstücken 12, 12' immer mit einem konstanten Abstand zu der Oberfläche des Werkstücks angeordnet sein. Dadurch, dass die Sprühvorrichtung 18, 18' relativ zu dem Hebelarm 24, 24' um die Längsachse 28, 28' drehbar gelagert ist, lässt sich eine konstante Sprührichtung 22, 22' in unterschiedlichen Schwenkpositionen des Hebelarms 24, 24' realisieren.
  • Durch diese Anordnung lässt sich in dieser Ausführungsform der Erfindung das Behandlungsmedium in konstantem Abstand und konstanter Sprührichtung 22, 22' auf das rotierende Werkstück 12, 12' sprühen und so eine optimale Behandlung realisieren.
  • In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Um den Werkstückträger 14 ist ein Pfad 29 durch eine gestrichelte Linie angedeutet, der einen konstanten Abstand 30 zu dem Werkstückträger markiert. Die Düsenvorrichtung 18 befindet sich auf dem Pfad 29, so dass die Düsenvorrichtung 18 mit dem Abstand 30 zu dem Werkstückträger 14 angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß wird bei einer Rotation des Werkstückträgers 14 um die Werkstückachse 16 die Düsenvorrichtung 18 über den Hebelarm 24 um die Drehachse 26 derart ausgelenkt, dass die Düsenvorrichtung 18 immer dem Pfad 29 folgt. Dies bedeutet, dass die Düsenvorrichtung 18 unabhängig von der Rotationsposition des Werkstückträgers 14 immer in dem konstanten Abstand 30 zu dem Werkstückträger 14 angeordnet ist. Dadurch kann das Behandlungsmedium in einer optimalen Sprühdistanz auf das Werkstück gesprüht werden. Die Düsenvorrichtung 18 wird dabei vorzugsweise relativ zu dem Hebelarm 24 so um die Längsachse 28 gedreht, dass die Sprührichtung 22 konstant bleibt.
  • Diese in Figur 2 und Figur 3 beschriebene Drehung der Düsenvorrichtung 18 um die Längsachse 28 kann über eine Mechanik oder aber über eine elektronische Steuerung ausgeführt werden. Der konstante Abstand 30 der Düsenvorrichtung 18 relativ zu dem Werkstückträger 14 oder dem Werkstück 12 kann über Abstandssensoren, wie z.B. ultraschall- oder laserbasierte Systeme gewährleistet werden. Auch ist es denkbar, dass die Kontur des Werkstückträgers 14 oder des Werkstücks 12 einer elektronischen Steuerung, die das Aus- und Einlenken des Hebelarms 24 steuert, zugänglich gemacht wird und so der konstante Abstand 30 realisiert wird.
  • In einer besonderen Ausführungsform kann die Düsenvorrichtung 18 in einem bestimmten Winkelbereich so um die Längsachse 28 hin- und hergedreht werden, dass die Sprührichtung 22 regelmäßig geändert wird und das Behandlungsmedium in variierenden Winkeln auf das Werkstück 12 oder den Werkstückträger 14 auftrifft.
  • In Figur 4 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 10 zur Erläuterung der Funktionsweise dargestellt, bei der die Sprührichtung 20 relativ zu einer Oberfläche des Werkstücks 12 konstant ausgerichtet wird.
  • In Figur 4 sind zwei Betriebspositionen der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung 10 dargestellt. Eine erste Betriebsposition des Werkstücks 12 ist mit durchgezogenen Linien angedeutet und eine zweite Betriebsposition des Werkstücks 12' ist mit gestrichelten Linien dargestellt. Die beiden Betriebspositionen unterscheiden sich dadurch, dass das Werkstück 12, 12' um circa 30 Grad um die Werkstückachse 16 verdreht ist. Die Düsenvorrichtung 18, 18' ist in zwei um die Längsachse 28 verdrehten Positionen dargestellt. Dies ist erkennbar, dadurch dass die Sprührichtung 22, 22' für diese beiden Betriebspositionen unterschiedlich ausgerichtet ist. Die Düsenvorrichtung 18, 18' ist in diesen beiden Betriebspositionen so relativ zu dem Werkstück 12, 12' ausgerichtet, dass die Sprührichtung 22, 22' mit der Oberfläche des Werkstücks 12, 12' in den beiden Betriebspositionen jeweils einen identischen Winkel 32, 32' von 90 Grad aufweist.
  • Weist der Werkstückträger 12, 12' eine polygonale Form auf, wird die Düsenvorrichtung um die Längsachse 28 derart gedreht, dass die Sprührichtung 22, 22' mit der Oberfläche des rotierenden Werkstücks 12, 12' immer einen konstanten Winkel 32, 32' aufweist. Dadurch trifft das Behandlungsmedium grundsätzlich in einem optimalen Winkel 32, 32' auf die Oberfläche auf, so dass eine optimale Behandlung durchgeführt werden kann.
  • In der schematischen Darstellung der Figur 4 ist dieser Winkel 32, 32' 90 Grad, wobei der optimale Winkel zwischen der Sprührichtung 22, 22' und der Oberfläche des Werkstücks 12, 12' auch ein anderer Winkel, z.B. ein spitzer Winkel, sein kann.
  • Auch ist es denkbar, dass der Winkel 32, 32' kontinuierlich variiert wird, um die Oberfläche aus unterschiedlichen Richtungen zu besprühen.
  • Die Ausrichtung der Düsenvorrichtung 18, 18' bzw. der Sprührichtung 22, 22' kann über eine Mechanik oder eine elektronische Steuerung oder eine Kombination dieser beiden erfolgen. Dabei kann die Ausrichtung der der Düsenvorrichtung 18, 18' zugewandten Seite durch Sensoren erfasst bzw. bestimmt werden oder aber als gespeicherte Daten hinterlegt sein, so dass die Sprührichtung permanent so ausgerichtet ist, dass der Winkel 32, 32' konstant bleibt.
  • Um den Regelaufwand zu optimieren, können bei der Ausrichtung gewisse Toleranzen zugelassen werden, so dass der Winkel 32, 32' mit einer frei wählbaren Abweichung von z.B. 10 bis 45 Grad geregelt sein kann.
  • Es versteht sich, dass die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform auch mit einem beweglichen Hebel aus Figur 2 oder 3 ausgebildet sein kann. Dadurch kann das Behandlungsmittel sowohl mit dem optimalen Abstand 30 als auch mit dem optimalen Winkel 32, 32' auf die Oberfläche des Werkstücks 12, 12' gesprüht werden.
  • In Figur 5 ist eine erfindungsgemäße Behandlungsvorrichtung 10 schematisch in Draufsicht dargestellt. Die Werkstückachse 16 ist parallel zu der Drehachse 26 und parallel zu der Längsachse 28 angeordnet. Die Düsenvorrichtung 18 ist aus einem länglichen Element gebildet, an der die Mehrzahl von Düsen 20 über eine Länge der Düsenvorrichtung 18 verteilt angeordnet sind. Dabei bilden die Düsen 20 eine geradlinige Reihe. Die Düsenvorrichtung 18 weist ein proximales Ende 33 und ein distales Ende 34 auf. An dem proximalen Ende 33 ist die Düsenvorrichtung 18 mit dem Hebelarm 24 verbunden (fixiert oder drehbar gelagert) und über diesen drehbar um die Drehachse 26 gelagert. Das distale Ende 34 ist in dieser Ausführungsform als freies Ende ausgebildet.
  • Dadurch dass die Düsen 20 über die Länge der Düsenvorrichtung 18 verteilt angeordnet sind, lässt sich zeitgleich ein größerer Längsabschnitt des Werkstückträgers 14 behandeln, wodurch eine Behandlungszeit deutlich reduziert werden kann.
  • In dieser Ausführungsform ist die Düsenvorrichtung 18 als Rohr ausgebildet, durch das das Behandlungsmedium hindurch den Düsen 20, die in einer Rohrwand angeordnet sind, zugeführt wird. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Düsenvorrichtung 18 als ein Balken oder ein Gestänge ausgeführt ist, an dem die Düsen 20 angeordnet sind und das Behandlungsmedium durch z.B. Schläuche den Düsen 20 zugeführt wird. Auch ist es denkbar, dass die Länge der Düsenvorrichtung 18 variiert werden kann, wobei für diese Funktion das Rohr 18 teleskopartig ausfahrbar ausgebildet sein muss, oder aber das Gestänge mit einer entsprechenden Mechanik ausgebildet sein muss.
  • In einer Variante der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform kann an dem dem Hebelarm 24 gegenüberliegenden distalen Ende 34 der Düsenvorrichtung 18 ein zweiter Hebelarm 24 angeordnet sein. Dadurch wäre die Stabilität der Düsenvorrichtung erhöht.
  • Weiterhin können die Düsen 20 an der Düsenvorrichtung 18 auch in einzelnen axialen Abschnitten in einem geringeren oder in einem größeren Abstand zueinander angeordnet sein. Dadurch können besondere Abschnitte des Werkstücks 12 individuell intensiver oder weniger intensiv behandelt werden.
  • Vorzugsweise ist der Hebelarm 24 so ausgeführt, dass er eine Länge aufweist, die geringer ist als ein Abstand zwischen der Drehachse 26 und der Werkstückachse 16. Dadurch kann durch eine Schwenkbewegung des Hebelarms 24 ein Abstand der Düsenvorrichtung 18 zu der Werkstückachse 16 besonders günstig variiert werden.
  • Die Behandlungsvorrichtung 10 und das rotierende Werkstück 12 bzw. der rotierende Werkstückträger 14 sind üblicherweise in einer Waschkammer angeordnet. Diese Waschkammer kann während der Behandlung mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllt sein. Sofern die Waschkammer mit dem flüssigen Medium gefüllt ist, werden vorzugsweise zum Versprühen des Behandlungsmediums auf das Werkstück 12 besondere Düsen 20, sogenannte Flutdüsen verwendet, die für diesen speziellen Einsatz optimiert sind.
  • Weiterhin ist es denkbar, dass die Düsenvorrichtung in einem bestimmten Winkelbereich um die Längsachse 28 hin- und hergedreht wird, wobei das Werkstück 12, 12' bzw. der Werkstückträger 14, 14' nicht rotiert oder nur um einen bestimmten Drehwinkel um die Werkstückachse 16 hin- und hergedreht wird. So können auch empfindliche Teile, die nicht gedreht oder geschwenkt werden dürfen, mit dem Behandlungsmedium behandelt werden.
  • In Figur 6 ist eine besondere Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung 10 schematisch dargestellt. Das Werkstück 12 ist in dem Werkstückträger 14 aufgenommen, der auch als Werkstückkorb ausgeführt sein kann. Der Werkstückträger 14 ist in einem Korbträger 36 aufgenommen, der drehbar angetrieben in einem Gehäuse bzw. der Waschkammer gelagert ist. Der Korbträger 36 weist einen Führungsabschnitt 38 auf, der sich um den Korbträger 36 herum erstreckt. Die Düsenvorrichtung 28 weist ein Führungselement 40 auf, das an dem Führungsabschnitt 38 angeordnet ist.
  • Der Hebelarm 24 ist so gelagert, dass die Düsenvorrichtung 28 oder der Hebelarm 24 mittels elastischer Mittel (bspw. einer Feder) mit dem Führungselement 40 gegen den Führungsabschnitt 38 gedrückt wird. Der Führungsabschnitt 38 und das Führungselement 40 sind derart ausgebildet, dass das Führungselement 40 bei einer Drehung des Korbträgers 36 um die Werkstückachse 16 auf dem Führungsabschnitt 38 gleitet oder mittels einer an dem Hebelarm 24 vorgesehenen Rolle abwälzt und die Düsenvorrichtung 18 von dem Werkstückträger 14 immer konstant beabstandet ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die Düsenvorrichtung 18 während der Drehung des Korbträgers 36 um die Werkstückachse 16 immer in dem definierten Abstand 30 zu dem Werkstückträger 14 angeordnet ist.
  • In dieser Ausführungsform ist das Führungselement 40 als ringförmiges Element ausgeführt, das auf dem Führungsabschnitt 38 gleiten oder rollen kann. Es sind allerdings auch andere Formen des Führungselements 40 denkbar. Es sind bspw. auch elliptisch oder polygonal ausgebildete Führungselemente 40 denkbar, die durch ihre Form den Abstand 30 variieren.
  • Das Führungselement 40 kann austauschbar ausgebildet sein, so dass unterschiedliche Formen und Größen des Führungselements 40 zur Anwendung kommen können. Je größer das Führungselement 40 ausgebildet ist, desto größer ist der Abstand 30 der Düsenvorrichtung 18 zu dem Korbträger 36 bzw. dem Werkstückträger 14 oder dem Werkstück 12 realisiert.
  • In dieser Ausführungsform kann die Düsenvorrichtung 18 um die Längsachse 28 drehbar gelagert oder aber starr mit dem Hebelarm 24 verbunden sein.
  • Figur 7 zeigt die Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung 10 aus Figur 6 in Draufsicht. Der Werkstückträger 14 ist in dem Korbträger 36 aufgenommen. Der Korbträger 36 weist an einem Ende den Führungsabschnitt 38 auf. Die Düsenvorrichtung 18 weist an seinem proximalen Ende 33 das Führungselement 40 auf, das an dem Führungsabschnitt 38 des Korbträgers 36 angeordnet ist.
  • Figur 7 zeigt weiterhin eine zu der Werkstückachse 16 koaxial verlaufende Werkstückwelle 42, mittels derer das Werkstück 12 bzw. der Korbträger 36 drehbar gelagert ist. Die Werkstückwelle 42 ist mittels einer Durchführung 44 durch eine Waschkammerwand 46 nach außen geführt. Der Hebelarm 24 ist mittels eines Hebelarmrohrs 47 in einer weiteren Durchführung 48 in der Waschkammerwand 46 separat drehbar gelagert. Das Hebelarmrohr 47 ist koaxial zu der Drehachse 26 angeordnet. Die Versorgung der Düsenvorrichtung 18 mit dem Reinigungsmedium erfolgt in dieser Ausführungsform durch das Hebelarmlagerungsrohr 47 hindurch.
  • Dadurch, dass das Führungselement 40 an dem Führungsabschnitt 38 angeordnet ist bzw. der Hebelarm 24 so gelagert ist, dass das Führungselement 40 an den Führungsabschnitt 38 gedrückt wird, wird die Düsenvorrichtung 18 bei einer Drehung des Korbträgers 36 um die Werkstückachse 16 stets in konstantem Abstand 30 zu dem Werkstückträger 14 bzw. zu dem Werkstück 12 geführt.
  • Dadurch, dass die Werkstückwelle 42 und der Hebelarm mittels separater Durchführungen 44, 48 durch die Waschkammerwand 46 geführt sind, ist eine Abdichtung der Werkstückwelle 42 in der Durchführung 44 und die Lagerung und Abdichtung des Hebelarmrohrs 47 in der Durchführung 48 und die Versorgung der Düsenvorrichtung 18 mit Reinigungsmedium besonders einfach realisierbar.
  • In Figur 8 ist eine Ausführungsform der Behandlungsvorrichtung 10 dargestellt mit vier separaten Düsenvorrichtungen 18, die jeweils mittels eines Hebelarms 24 um vier separate Drehachsen 26 gelagert sind. Identische Elemente sind in Figur 8 mit identischen Bezugsziffern bezeichnet. Die Düsenvorrichtungen 18 weisen jeweils ein Führungselement 40 auf, mit dem sie an dem Führungsabschnitt 38 des Korbträgers 36 geführt sind und so immer den konstanten Abstand 30 zu dem Korbträger 36 aufweisen.
  • Dadurch, dass mehrere Düsenvorrichtungen 18 an dem Korbträger 36 angeordnet sind, wird die Reinigungseffizienz erheblich erhöht, da das zu behandelnde Werkstück von vier verschiedenen Seiten gleichzeitig besprüht werden kann.
  • In der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform sind die Hebelarme 24 relativ zu dem Korbträger 36 so angeordnet, dass ein Ausschwenken der Hebelarme 24 eine Drehung der Hebelarme 24 um die Drehachse 26 im Uhrzeigersinn bewirkt. Es ist auch denkbar, dass wenigstens einer der Hebelarme 24 derart angeordnet ist, dass ein Auslenken der Düsenvorrichtung 18 eine Drehung des Hebelarms 24 um die Drehachse 26 gegen den Uhrzeigersinn bewirkt. Sofern die Düsenvorrichtung 18 relativ zu dem Hebelarm 24 feststehend ausgeführt ist, bewirkt eine derart unterschiedliche Lagerung der Hebelarme 24, dass die Sprührichtung 22 der unterschiedlich gelagerten Düsenvorrichtungen 18 in unterschiedliche Richtungen ausgelenkt wird, wodurch eine verbesserte Reinigungswirkung erzielt werden kann.
  • In der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform sind die Hebelarme 24 um die Drehachsen 26 separat gelagert und mit separaten Durchführungen 48 durch die Waschkammerwand 46, die orthogonal zu der Werkstückachse 16 und den Drehachsen 26 angeordnet ist, nach außen geführt. Dies vereinfacht die Konstruktion und die Abdichtung der Durchführungen 48 für die Hebelarmrohre 47 und die Durchführung 44 für die Werkstückwelle 42 erheblich. Durch diese Ausführungsform können die Düsenvorrichtungen 18 mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden. Weiterhin ist es durch diese separate Durchführung 48 möglich die unterschiedlichen Düsenvorrichtungen 18 mit unterschiedlichen Reinigungsmedien gleichzeitig zu versorgen.
  • Weiterhin ist es denkbar, dass der Führungsabschnitt 38 eine Form aufweist, die sich von der in Figur 6 dargestellten Form unterscheidet. Dabei ist es denkbar, dass eine polygonale Form gewählt wird, die den Abstand der Düsen 20 von dem Werkstück 12 bzw. dem Werkstückträger 14 variiert.
  • Auch ist es in der Ausführungsform von Figur 8 möglich, unterschiedliche Führungselemente zu verwenden, um eine verbesserte Reinigungswirkung zu erzielen.
  • Weiterhin ist es denkbar, dass die Form des Führungsabschnitts 38 an die Form des Werkstücks 12 angepasst ist. Dabei kann das Werkstück 12 in dem Korbträger 36 bzw. Werkstückträger 14 angeordnet sein oder aber ohne Korbträger 36 behandelt werden.

Claims (15)

  1. Behandlungsvorrichtung (10) zum Reinigen und/oder Trocknen von Werkstücken (12), mit
    - einem Werkstückträger (14) zur Aufnahme wenigstens eines Werkstücks (12), der eine Werkstückachse (16) aufweist,
    - einer Düsenvorrichtung (18), die wenigstens eine Düse (20) zum Versprühen eines Behandlungsmediums aufweist und die relativ zu dem Werkstückträger (14) beweglich gelagert ist, um das Behandlungsmedium in einer Sprührichtung (22) auf das Werkstück (12) zu richten,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Düsenvorrichtung (18) mittels mindestens eines Hebelarms (24) beweglich gelagert ist, der um eine zu der Werkstückachse (16) parallel versetzte Drehachse (26) drehbar gelagert ist.
  2. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (24) eine Länge aufweist, die geringer ist als ein Abstand zwischen der Drehachse (26) und der Werkstückachse (16).
  3. Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (18) relativ zu dem Hebelarm (24) drehbar gelagert ist.
  4. Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsvorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, die Düsenvorrichtung (18) relativ zu dem mit dem Werkstückträger (14) drehenden Werkstück (12) so zu bewegen, dass die Sprührichtung (22) mit einer der Düsenvorrichtung (18) zugewandten Oberfläche des Werkstücks (12) oder des Werkstückträgers (14) einen konstanten Winkel (32) bildet.
  5. Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsvorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, die Düsenvorrichtung (18) relativ zu dem sich drehenden Werkstückträger (14) so zu bewegen, dass die Düsen (20) relativ zu dem Werkstückträger (14) in einem konstanten Abstand (30) angeordnet sind.
  6. Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsvorrichtung (10) dazu ausgelegt ist, die Düsenvorrichtung (18) relativ zu dem sich mit dem Werkstückträger (14) drehenden Werkstück (12) so zu bewegen, dass die Düsen (20) relativ zu dem Werkstück (12) in einem konstanten Abstand (30) angeordnet sind.
  7. Behandlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (18) an einem polygonalen Führungsabschnitt (38) geführt ist.
  8. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (24) elastisch vorgespannt ist, so dass die Düsenvorrichtung (18) an dem Führungsabschnitt anliegt.
  9. Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt von einer Werkstückträgeraufnahme gebildet ist, die drehbar antreibbar in einem Gehäuse gelagert ist.
  10. Verfahren zum Reinigen und/oder zum Trocknen von Werkstücken (12), wobei
    - ein Werkstück (12) an einem Werkstückträger (14) angeordnet wird,
    - eine Düsenvorrichtung (18) mittels mindestens eines Hebelarms (24), der um eine parallel zu der Werkstückachse (16) versetzte Drehachse (26) drehbar gelagert ist, relativ zu dem Werkstück (12) bewegt wird, und
    - ein Behandlungsmedium in einer Sprührichtung (22) auf das Werkstück (12) gesprüht wird.
  11. Verfahren nach einem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (18) relativ zu dem Werkstückträger (14) derart bewegt wird, dass die Düsenvorrichtung (18) relativ zu dem rotierenden Werkstück (12) in konstantem Abstand (30) gehalten wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (18) relativ zu dem Werkstückträger (14) derart bewegt wird, dass die Düsenvorrichtung (18) relativ zu dem rotierenden Werkstückträger (14) in konstantem Abstand (30) gehalten wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprührichtung (22) relativ zu einem Lagerpunkt des Hebelarms (24) bei einer Bewegung des Hebelarms (24) relativ zu dem Werkstück (12) konstant gehalten wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (18) an einem polygonalen Führungsabschnitt (38) geführt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenvorrichtung (18) mittels des Führungselementes (40) in dem konstanten Abstand (30) zu dem Werkstückträger (14) und/oder dem Werkstück (12) geführt wird.
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