EP4467253A1 - Reinigungsvorrichtung mit verbessertem schmutzpartikelaustrag - Google Patents

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Publication number
EP4467253A1
EP4467253A1 EP23174986.2A EP23174986A EP4467253A1 EP 4467253 A1 EP4467253 A1 EP 4467253A1 EP 23174986 A EP23174986 A EP 23174986A EP 4467253 A1 EP4467253 A1 EP 4467253A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cleaning
cleaning device
tub
inlet opening
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23174986.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Jung
Andreas STEINRÜCKE
Dieter Timmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elma Schmidbauer GmbH
Original Assignee
Elma Schmidbauer GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elma Schmidbauer GmbH filed Critical Elma Schmidbauer GmbH
Priority to EP23174986.2A priority Critical patent/EP4467253A1/de
Publication of EP4467253A1 publication Critical patent/EP4467253A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • 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
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/102—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration with means for agitating the liquid
    • 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
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/14—Removing waste, e.g. labels, from cleaning liquid

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning device for cleaning workpieces with a cleaning tank for receiving a cleaning fluid or chemically active substance and the workpieces to be cleaned.
  • Such cleaning devices are generally known as individual devices or as part of larger cleaning systems in different designs and with different purposes.
  • a cavitation effect is usually generated in the cleaning fluid via excitation means, for example ultrasound means or means for generating cyclic cavitation, which supports or provides the cleaning of the workpiece.
  • excitation means for example ultrasound means or means for generating cyclic cavitation
  • the effectiveness and efficiency of the overall cleaning also depends on the dirt and contaminants released from the workpieces, for example in the form of dirt particles, not only being effectively released from the workpiece, but also being removed as effectively as possible from the cleaning fluid, in particular being filtered out.
  • dissolved particles are not removed properly or are not removed effectively from the cleaning fluid, this can lead to either a sedimentation of particles, for example at the bottom of a cleaning tank, and/or a concentration of the particles or dirt particles in the cleaning fluid, which in turn can lead to particles from the cleaning fluid being deposited on the workpieces to be cleaned or being less difficult to remove.
  • measures are already known in the state of the art to ensure that the cleaning device to separate, in particular filter, particles dissolved in the cleaning fluid.
  • measures have already been taken in the state of the art to remove heavier particles or particles that tend to sink in the cleaning fluid.
  • FIG. 1 A schematic structure of a corresponding state-of-the-art solution is shown in the Fig. 1 shown schematically.
  • a pipe or pipeline is connected to an opening in the bottom of the cleaning tank, which in turn is connected to pumping means and filtering means in a fluid-conducting manner so that the cleaning fluid can be circulated when the cleaning device is in operation.
  • the cleaning fluid is sucked in or discharged by means of the pumping means at the bottom of the cleaning tank, passed through the corresponding filtering means, and then fed back into the cleaning tank.
  • the renewed supply of the cleaning fluid into the cleaning tank takes place via flow generation means which are designed and arranged in such a way that the re-inflowing cleaning fluid in the cleaning tank generates a flow which is intended to support particle transport in the direction of the opening in the bottom of the cleaning tank.
  • the flow generation means which return the cleaning fluid are arranged in or on a side wall of the cleaning tank and are generally aligned in the direction of the opening in the bottom of the cleaning tank.
  • this known solution can only transport a relatively small proportion of particles dissolved in the cleaning fluid, especially dirt particles, into the drain or the opening in the bottom of the cleaning tank, so that only relatively few particles can be filtered out in the filter media.
  • the flow generation means can disadvantageously generate turbulence, backflow and even circular flows in the cleaning fluid or cleaning bath, which not only prevent the transport of particles to the drain or the opening in the bottom of the cleaning tank, but can also lead to particles or dirt particles being moved towards the parts to be cleaned and possibly remaining or adhering there. This ultimately reduces the cleaning effect or the effectiveness of the cleaning device.
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to propose a cleaning device with which particles released from workpieces, in particular dirt particles, can be effectively removed from the cleaning fluid, in particular filtered out, during operation of the cleaning device.
  • the cleaning device for cleaning workpieces provides a cleaning tray which is designed to hold a cleaning fluid, in which the workpieces to be cleaned are absorbed during cleaning.
  • a cleaning tray which is designed to hold a cleaning fluid, in which the workpieces to be cleaned are absorbed during cleaning.
  • This can be made of a stainless steel material, for example.
  • the cleaning device comprises excitation means, in particular ultrasound means or means for generating cyclic cavitation, which are accordingly designed to generate a cavitation effect in the cleaning fluid.
  • the excitation means can comprise, for example, sound sources, such as transducers or converters, which generate sound in the ultrasound or megasonic range.
  • pumps can be provided which cause alternating pressure states in the cleaning fluid in order to cause cyclic cavitation.
  • the cleaning tank of the cleaning device also comprises a bottom-side drain which is connected to pumping means, filtering means and return means in such a way that circulation of the cleaning fluid and filtering of particles, in particular dirt particles, from the cleaning fluid is possible by circulating the cleaning fluid.
  • the pumping means can comprise commercially available fluid pumps.
  • the filtering means can be designed as conventional particle filters with an appropriate mesh size.
  • the cleaning fluid can comprise, for example, water with appropriate additives.
  • the cleaning device further comprises flow generating means which cause a fluid flow within the cleaning tank to the drain.
  • the flow generating means can be connected to the return means in a fluid-conducting manner in order to feed the cleaning fluid removed through the drain by means of the pump means back to the cleaning tank via the flow generating means after passing through the filter means and the return means.
  • the flow generating means can be designed, for example, as one or more nozzles.
  • the bottom drain of the cleaning tub has at least one inlet opening which extends or extends in at least one spatial direction over at least 15% of the cleaning tub, preferably at least 30%, particularly preferably over the entire dimension of the cleaning tub.
  • the extension of the openings in the respective spatial direction should be evaluated additively.
  • the maximum diameter or the maximum extension in the respective spatial direction should be regarded as the corresponding extension.
  • Bottom drains and their inlet openings should not only be considered to be openings in a bottom of the cleaning tub, but also openings in a section of the cleaning tub close to the bottom or in a part of a side wall of the cleaning tub adjacent to a bottom of the cleaning tub.
  • a base of a cleaning tub When forming at least one inlet opening in a base of a cleaning tub, it can be arranged either at the edge or centrally with respect to the extension of the base.
  • the present invention has recognized that various problems can be solved by the inlet opening of the bottom-side drain according to the invention, which overall lead to particles dissolved or suspended in the cleaning fluid being able to be very effectively filtered out of the cleaning fluid by circulation or recirculation.
  • the terms "dissolved” and “suspended” are used synonymously below, even if the particles are not actually dissolved in the cleaning fluid.
  • an inlet opening that extends in at least one spatial direction over at least 15%, preferably over at least 30%, the dimension, particularly preferably even over the entire dimension of the cleaning tank, initially enables that even with correspondingly high volume flows of the circulation or recirculation of the cleaning fluid in the area of the inlet opening as well as in the other area of the cleaning tank, no turbulent or otherwise disadvantageous flow properties of the cleaning fluid are caused.
  • the increased volume throughput can already fundamentally result in a more effective filtering of particles from the cleaning fluid.
  • the invention is based on the basic idea that with a cleaning opening that extends at least in one spatial direction over at least 15%, preferably at least 30%, of the dimensions, particularly preferably over the entire dimensions, of the cleaning tank, it is relatively easier to generate a flow with the flow generation means that is largely or even completely directed towards the inlet opening, so that the particles to be removed or filtered out can be moved or accelerated via the inlet opening towards the drain and thus towards the filter means.
  • this means that the invention achieves a minimization of the distance the dissolved particles travel to the drain.
  • cleaning tanks can be used for the cleaning device.
  • cleaning tanks made of stainless steel can be used.
  • the cleaning device can be designed as a separate or stand-alone cleaning device.
  • the cleaning device is part of a cleaning system that includes, for example, several cleaning basins or cleaning tanks in order to carry out different cleaning and/or rinsing steps one after the other. Automation of workpiece transport and/or cleaning can also be realized.
  • the excitation means can be designed as ultrasound means, particularly preferably as ultrasound transducers, which are designed in such a way that ultrasound vibrations can be coupled into the cleaning fluid, preferably via the cleaning tank, in order to generate cavitation or cavitation effects there.
  • the excitation means can comprise both closure means for airtight or gas-tight closure of the cleaning tank and pumping means for cyclically generating overpressures and negative pressures in the cleaning fluid and/or the closed cleaning tank. It can advantageously be provided to combine both excitation concepts with one another.
  • the bottom-side drain is preferably designed in the area of the bottom of the cleaning tank or adjacent to the bottom of the cleaning tank.
  • the term "bottom-side" should not be understood to mean that the drain must necessarily be arranged or designed in the bottom or in a bottom surface of the cleaning tank.
  • the return means like means for connecting the drain to the pumping means, can be designed as pipes or pipelines.
  • Various pumps known per se can be used as pumping means, which are suitable for generating and maintaining fluid flows and for guiding them through appropriate filtering means.
  • a height, a width and a depth can be defined for the cleaning tub of the cleaning device. These should each be understood as a spatial direction of the cleaning tub. Accordingly, according to the invention, it should be provided that the inlet opening of the drain extends at least in the direction of the width, length or depth over at least 15%, preferably at least 30%, particularly preferably over the entire cleaning tub. In a cleaning tub in which the width and depth vary over the height or are not constant, the extension over at least one spatial direction should correspond to an extension in the respective spatial direction near the floor or on the floor side.
  • the inlet opening is designed as a bottom-side gap in a side wall of the cleaning tub or as a gap in a bottom of the cleaning tub, which extends over 15%, preferably at least 30%, of the width or depth of the cleaning tub, preferably over the entire width or the entire depth of the cleaning tub.
  • the flow generated by the flow generation means does not have to undergo a noticeable or significant change in direction when leaving the cleaning tank to be transferred to the bottom-side drain, but can initially be transferred essentially in a straight line from the cleaning tank into the inlet opening of the drain.
  • a corresponding gap enables a large area of the inlet opening, so that relatively large volume flows can be circulated without turbulent phenomena occurring in the area of the inlet opening or other areas of the cleaning fluid.
  • the excitation means in particular ultrasonic means, are arranged on the bottom of the cleaning tank and are optionally connected to it for sound coupling.
  • This advantageously allows a widespread design of cleaning devices in which ultrasonic waves are coupled in on the bottom and the surface of the cleaning fluid is used to reflect the sound waves.
  • the gap in height or height direction can have an extension of preferably up to 25% of the total height of the cleaning tank.
  • the floor of the cleaning tub preferably on an inner surface, at least in sections encloses an angle of at least 3°, preferably at least 5° with the horizontal.
  • the inclination of the floor achieved in this way is designed such that the inlet opening is arranged at the lowest point or in the area of the lowest level of the floor.
  • the weight force on individual particles in the cleaning fluid can therefore additionally contribute to them being subjected to force or accelerated towards the inlet opening.
  • the inlet opening is arranged in a bottom-side wall section of the cleaning tub, the inclination of the floor can, for example, extend evenly and over the entire surface in one direction. If the inlet opening is arranged in the floor itself, the inclination can also run in different directions to ensure that the inlet opening is arranged in the area of the lowest level of the floor.
  • the gap adjoins a bottom of the cleaning tank and is preferably free of dead space relative to the bottom of the cleaning tank. This means that at the transition between the bottom of the cleaning tank and the side wall of the cleaning tank in which the inlet opening is formed, the bottom of the cleaning tank goes directly into the inlet opening and there is no step or edge between the bottom of the cleaning tank and the inlet opening. This allows the flow within the cleaning tank to be transferred to the inlet opening particularly effectively and without eddies, backflows or other turbulence.
  • a channel is arranged downstream of the inlet opening or facing away from the cleaning tank, which channel is provided with a drain opening, which is preferably designed for connecting a pipe.
  • the drain opening and the pipe preferably connected to it can provide the fluid connection to the pumping means, the filtering means, the return means and, if applicable, the flow generation means.
  • the channel arranged downstream of the inlet opening can particularly advantageously provide the guidance, direction or concentration of the fluid flow emerging from the cleaning tank through the inlet opening, without causing negative effects or repercussions on the cleaning fluid in the cleaning tank with regard to the fluid flow within the cleaning tank.
  • the drain opening can preferably be arranged or designed at a lowest point of the channel.
  • the channel described above can be combined with an inlet opening in a bottom of the cleaning tub as well as with an inlet opening in a bottom section of a side wall of the cleaning tub, thereby providing the advantages and effects described above.
  • the channel may have at least two inclined bottom surfaces, in particular on two sides of a drainage opening, which are preferably designed to prevent deposition of particles on the floor.
  • the flow generation means which can preferably be designed as a nozzle or as a plurality of nozzles, are designed or arranged on the bottom or near the bottom on or in a side wall of the cleaning tank that is opposite the inlet opening.
  • the inlet opening forms a bottom opening in a side wall. This can cause a particularly advantageous flow of the cleaning fluid towards the inlet opening of the drain, which causes little turbulence, backflow or circulation flow and thus moves or accelerates many particles located or suspended in the cleaning fluid towards the inlet opening of the drain.
  • the inlet opening is designed as an opening in a bottom in the cleaning tank, a different arrangement of the flow generation means can preferably be provided, which will be discussed in more detail below.
  • the cleaning device has a separation device for floating particles, which is preferably designed as an overflow channel and is further advantageously arranged in an upper area of the cleaning tank.
  • the separation device can, for example, be designed as an overflow, which is arranged continuously or in sections along an upper edge of the cleaning tank and allows an overflow of cleaning liquid together with floating particles, but prevents backflow, for example by means of a height offset.
  • the inlet opening extends in two spatial directions, in particular in the width direction and depth direction over the entire dimensions of the cleaning tub.
  • the formation of the inlet opening in two spatial directions over the entire dimension of the cleaning tank, in particular over the entire width and depth of the cleaning tank, can be particularly advantageously supported if the excitation means, in particular ultrasound means, not in the area of the bottom of the cleaning tank, but rather arranged laterally or in the area of the side walls of the cleaning tank and, if necessary, coupled to these and otherwise in operative connection.
  • the excitation means in particular ultrasound means
  • the invention has recognized that the coupling of ultrasound can also be carried out effectively from the area of the side walls of the cleaning tank, even if this arrangement is much less common than the coupling of ultrasound through the bottom of the cleaning tank, in which the surface of the cleaning fluid is used to reflect the sound waves.
  • At least one funnel is arranged downstream of the inlet opening or facing away from the cleaning tank, which funnel is provided with a drain opening, which is preferably designed for connecting a pipe.
  • a drain opening which is preferably designed for connecting a pipe.
  • all geometries and shapes that taper from the inlet opening to a drain opening are to be considered funnels. This includes symmetrical and asymmetrical shapes and cross sections.
  • the drain opening can preferably be arranged or designed at the lowest point of the funnel.
  • the preferably provided pipe can advantageously be used to filter the cleaning fluid taken from the cleaning tank through the filter means by means of the pump means and to feed it back to the cleaning tank, particularly preferably to the flow generation means, via the return means, preferably another pipe or another pipe section.
  • the particular advantage of the invention is that in the cleaning tub, in particular above the inlet opening of the drain and thus in the area in which the cleaning the workpieces or in which the workpieces are arranged for cleaning, a flow can be generated which can be fed to the drain over a very large cross-section or over a very large area and which, due to the particularly large area, is able to enable strong agitation or circulation through a high volume flow or a high circulation rate, whereby despite the high volume flows, preferably in the entire cleaning tank, a flow directed towards the drain or the inlet opening can be generated which causes hardly any turbulence, backflow or circulation flows in the cleaning fluid, so that overall a very effective discharge of particles via the drain and thus a correspondingly effective filtering of particles from the cleaning fluid is possible.
  • a plurality of funnels are arranged downstream of the inlet opening or facing away from the cleaning tank, which funnels are arranged next to one another in one or more rows.
  • the arrangement of several funnels next to each other makes the construction of the drain beyond the inlet opening correspondingly complex.
  • a correspondingly advantageous compact design of the cleaning device can be achieved, so that the external dimensions of the cleaning device are hardly or only slightly increased by the drain according to the invention and the integration of the cleaning device into a larger cleaning system is also possible without any problems.
  • the plurality of discharge openings in particular all discharge openings of funnels, are in, in particular fluidically, identical type and way with common pumping means.
  • common pumping means When implementing a drain that has a plurality of funnels downstream of the inlet opening, it is advantageous or even necessary to ensure that the flow conditions in all funnels and in the flow direction after the funnels are as identical as possible in the fluid technology lines arranged beyond the drain opening, for example pipes.
  • the volume flow through the individual funnels can be generated particularly advantageously with common pumping means, particularly preferably with a single pump, whereby care is also taken to ensure that the connection between the discharge openings and the pumping means, preferably corresponding pipes, are designed to be as identical as possible, in particular fluidically identical.
  • the pumping means are designed to generate a volume flow of more than 3 times, preferably more than 8 times the volume of the cleaning tank per hour.
  • the inventive implementation of a particularly large inlet opening for the drain allows large volume flows to be generated without the cavitation effect in the cleaning fluid or the flow properties in the cleaning fluid within the cleaning tank having adverse consequences for the cleaning of the workpieces.
  • the at least one funnel has a cross-section tapering in a height direction, preferably a pyramid shape, with inclined walls of the funnel enclosing an angle of at least 5°, preferably between 30° and 60° with the horizontal.
  • a small angle of the inclined pyramid walls of the funnel or funnels can be advantageous in order to achieve a lower construction height of the at least one funnel.
  • particles can be deposited on the surface of the funnels and possibly adhere there or at least be prevented from being discharged from the drain and fed to the filter means. Accordingly, it has proven particularly advantageous to form the inclined walls of the pyramids with an angle of at least 5°, preferably between 30° and 60° with respect to the horizontal.
  • the funnels can, for example, be made of the same material as the cleaning tub.
  • the funnels can be made of stainless steel material.
  • the flow generation means are arranged in the upper region of the cleaning tank, preferably below a separation device for floating parts or floating particles, in particular an overflow channel.
  • this arrangement of the flow generating means enables light parts or particles with a correspondingly low density that float or drift upwards in the cleaning fluid to be discharged by a separation device known per se and are not fundamentally prevented from floating up and/or being discharged by the flow generating means.
  • the flow generating means are arranged on opposite sides of the cleaning tank.
  • the flow generating means can preferably have a plurality of outlet nozzles or an elongated outlet slot.
  • the outlet nozzles or the outlet slot can preferably be arranged in such a way that a uniform flow can be generated over the entire dimension of the cleaning tank in one spatial direction. This can achieve in a particularly advantageous manner that a flow is generated in the entire cleaning fluid in the direction of the inlet opening of the drain, although the flow generating means are only arranged on two opposite sides of the cleaning tank.
  • the flow generating means in particular the outlet nozzles or the outlet slot, are designed and arranged in such a way that a backflow-free flow can be generated in the cleaning fluid.
  • the flow generation means in particular the outlet nozzles or outlet slots, are aligned at an angle of 15° to 70°, preferably 5° to 85°, particularly preferably 0° to 90°, relative to the horizontal, so that a flow is generated, preferably from both sides, which is directed downwards into the cleaning tank and in the direction of the inlet opening and, in particular viewed vectorially, flows or flow components are also generated which are directed towards one another, preferably from opposite sides.
  • This arrangement of the flow generation means, in particular the outlet nozzles generates a particularly effective and targeted flow in the cleaning tank, which is particularly well suited to moving and/or accelerating particles in the direction of the inlet opening of the drain.
  • the particles discussed in the preceding description can advantageously be particles with a size of at least 3 ⁇ m in one spatial direction.
  • the Fig. 1a shows a cleaning device 01 according to the prior art.
  • the cleaning device 01 can have a housing 02 and an electronics and control unit 03.
  • the cleaning device 01 also comprises a cleaning tub 04 for holding a cleaning fluid and the parts to be cleaned, which are not shown for reasons of clarity.
  • a device holder can be inserted or hung in the cleaning tub 04 for cleaning purposes, which is also not shown in detail.
  • the cleaning device 01 also comprises excitation means 05, which can be, for example, ultrasonic means and are designed to generate a cavitation effect in the cleaning fluid.
  • the cleaning tub 04 is delimited by side walls 06 and a base 07.
  • the cleaning tub can optionally comprise a lid.
  • the excitation means 05 are arranged on the base or in the area of the base 07.
  • a drain 08 is also arranged in the area of the base 07.
  • the drain 08 is fluidically connected, for example via a pipe 09, to pumping means 10, which can remove cleaning fluid from the cleaning tank 04, in particular suck it out and feed it to a filter medium 11. After passing through the filter medium 11, the filtered cleaning fluid is fed back to the cleaning tank 04 via return means 12.
  • the cleaning fluid can be fed back to the cleaning tank 04 via flow generation means 13, which can be formed, for example, in a side wall 06 of the cleaning tank 04.
  • the top view of the Fig. 1b with a view of the bottom 07 of the cleaning tub 04 shows the drain 08 known in the prior art, which is designed as a drain opening in the bottom 07 of the cleaning tub 04 and serves for the direct connection of the pipe 09. Accordingly, the drain only extends over the cross-section of the pipe 09.
  • the flow generating means 13 can generate a flow that also accelerates or moves particles in the direction of the outflow 08, but also causes backflows or circulation flows, as shown in the side view of the Fig. 1a are outlined in dotted lines.
  • the drain can also cause circulation or agitation of the cleaning fluid in conjunction with the pumping means 10 and the filtering means 11 in the prior art, but these do not lead to an effective filtering out of particles from the cleaning fluid.
  • the Fig. 2a shows a view of an embodiment of a cleaning device 01 according to the invention.
  • an inlet opening 14 of a drain 08 is provided, which extends in one spatial direction, namely in the width direction B, over the entire dimension of the cleaning tub 04.
  • the inlet opening 14 is in the example the Fig. 2a designed as a gap on the bottom side in a side wall 06, which extends over the entire width direction B and is directly connected to the bottom 07 of the cleaning tub 04 in the transition area to the bottom 07.
  • the realization of flow generation means 13 can be realized, for example in the form of a large number of evenly spaced outlet nozzles, which enable a corresponding flow in the direction of the inlet opening 14.
  • the inlet opening 14 can - not shown in detail - also extend over only 15% of the width and still achieve a correspondingly significantly improved effect.
  • the inlet opening can also be formed in the bottom 07 of the cleaning tub 04, for example as a slot or gap.
  • the inlet opening 14 Downstream of the cleaning tub 04 or facing away from the cleaning tub 04, the inlet opening 14 is adjoined by a channel 15 which is provided with a cross-section tapering downwards and which is delimited by two inclined bottom surfaces 15.1, wherein the channel 15 has a drain opening 16 on the bottom side between the inclined bottom surfaces 15.1, which preferably serves to connect a pipeline 09.
  • the representation of the Fig. 2b shows a view of the opposite side wall 06 of the cleaning tank 04.
  • a part of the return means 12 is shown as well as a part of the pipe 09, which is connected to the drain opening 16 of the channel 15.
  • Pumping means and filter means arranged between the return means 12 and the pipe 09 are shown in the illustration of the Fig. 2b not shown.
  • the flow generating means 13, in particular nozzles, connected to the return means 12 are also not shown in the illustration of the Fig. 2b not shown.
  • Even in the perspective representation of the Fig. 2c the inlet opening 14 of the drain 08, which extends over the entire width direction B of the cleaning tub 04, can be seen.
  • the Gutter 15 and the part of a pipe 09 arranged at the drain opening 16 for supplying the cleaning fluid taken from the cleaning tank 04 to pumping means and filtering means is in the Fig. 2c shown.
  • the inlet opening 14 forms a gap 17 on the bottom side, from which the cleaning fluid enters the channel 15. Due to the extension of the inlet opening 14 over the entire dimension of the cleaning tank 04 in one spatial direction, namely in the width direction B, not only can a relatively large amount of cleaning fluid be removed per unit of time via the drain 08 without causing turbulence, backflow or other negative effects, including on the ultrasound and cavitation propagation in the cleaning fluid, but it can also be removed much more easily and effectively via the Fig. 2c A flow can be generated by a flow generating means 13 (not shown) which is directed towards the inlet opening 14, in particular towards the gap 17.
  • the design of the floor, in particular the course of the floor, of the cleaning tub is not shown in detail.
  • the floor is slightly inclined, for example at least 3° relative to the horizontal.
  • the inclination can be designed so that it runs evenly over one spatial direction.
  • the floor on the side of the cleaning device, which is in the Fig. 2b shown have the highest level and on the side of the cleaning device, which is in the Fig. 2a shown, have the lowest level, so that the inlet opening 14 is arranged in the region of the lowest level of the inclined/sloping floor. This allows particles or particles to be accelerated/forced even better towards the inlet opening, in particular and with the additional effect of weight.
  • Fig. 3a shows a side view of a second embodiment of a cleaning device 01 according to the invention.
  • a cleaning tub 04 and a drain 08 arranged on the bottom.
  • the drain 08 extends, as with reference to Fig. 3c shown even more clearly, over the entire dimensions of the cleaning tank 04 in two spatial directions, namely in the width direction B and in the depth direction T.
  • the Fig. 3a It can be seen accordingly that the inlet opening 14 of the drain 08 extends essentially over the entire bottom area or the entire bottom surface of the cleaning tank 04.
  • a plurality of funnels 18 are connected to the inlet opening 14 facing away from the cleaning tank 04, each of which has a drain opening 16 at a lowest point, which is designed to connect a pipe 09.
  • a separation device 19 is shown, which can be used when the cleaning tank 04 is filled with cleaning fluid to separate or discharge floating parts, in particular according to the function of an overflow channel.
  • a separation device 19 can also be used in the embodiment of the Fig. 2a to 2c be provided.
  • flow generation means 13 can advantageously be arranged, which preferably extend over the entire depth of the cleaning tub 04 on both sides of the cleaning tub 04.
  • the flow generation means 13, not shown in detail, can preferably have a plurality of outlet nozzles that allow escaping cleaning fluid, which is particularly preferably provided by the return means 12 (not shown), to flow into the cleaning tub 04 in an angular range.
  • the said angle ranges 21 are shown in the illustration of the Fig. 3a outlined.
  • the arrangement and orientation of the flow generating means 13 shown can also be advantageously realized if the inlet opening 14 is designed as a gap or slot in the bottom 07 of the cleaning tub 04, for example in the middle or centrally.
  • the routing of the pipes 09 is identical, in particular identical in terms of fluid technology. This ensures that identical flow properties or flow values are present or exist in the respective funnels 18 and accordingly also in the inlet opening 14 of the outlet 08.
  • the Fig. 3a also shows that the excitation means 05 of the cleaning device are arranged on the side walls 06 of the cleaning tank 04.
  • the funnels 18 have a pyramid shape or an upside down pyramid shape, with the inclined walls 22 enclosing an angle ⁇ of at least 5°, preferably between 30° and 60°, with respect to the horizontal H.
  • Other shapes or cross sections with inclined walls are also advantageously possible.
  • This slope or inclination of the walls 22 leads on the one hand to a relatively compact design due to a relatively short design of the funnels 18.
  • particles that have entered the drain 08 are not deposited in the area of the funnels 18, in particular on the inclined walls 22, but slide off them.
  • the representation of the Fig. 3a shows two funnels 18 arranged side by side. As with reference to the Fig. 3b and 3c will be clarified later, but can also Funnels 18 can be arranged next to each other in several rows, i.e. in a matrix-like manner.
  • the number and arrangement of the funnels 18 is therefore essentially dependent on the size of the base area, in particular the width and depth of the cleaning tub 04, and how much installation space is available on the bottom side of the cleaning tub 04.
  • the funnels 18 are designed symmetrically with four equally inclined walls 22.
  • the funnels 18, in particular the pyramids do not have a square base, but for example have a rectangular base, in which the inclined walls 22 can then optionally have different shapes or surfaces and/or different inclinations.
  • the Fig. 3b shows a side view of the cleaning tray 04, which is different from the view of the Fig. 3a is rotated by 90°. Accordingly, it can be seen that not only two funnels 18 are arranged next to each other in the width direction B but also two funnels 18 are arranged next to each other in the depth direction T, so that the embodiment of the Fig. 3a to 3c in the area of the drain 08 facing away from the cleaning tank 04, has four funnels 18 with correspondingly inclined walls 22 and drain openings 16 as well as pipes 09 connected to the drain openings 16.
  • the pumping means and filter means required according to the invention are shown in the illustration of the Fig. 3b , as already mentioned in the presentation of the Fig.3a , not shown.
  • the inlet opening 14 of the drain 18 extends over the entire spatial direction, i.e. over the entire depth direction T of the cleaning tub 04.
  • the widened areas of the cleaning tub 04, which are in the Fig. 3a are shown, but which are occupied by the flow generating means 13, would be understood as part of the width of the cleaning tub 04, which is not the case due to the arrangement of the corresponding flow generating means 13, the inlet opening 14 would nevertheless extend over the complete dimension of the cleaning tub 04 in two spatial directions in the bottom area of the cleaning tub 04.
  • the excitation means 05 are again shown on the side wall 06 of the cleaning tank 04.
  • FIG. 3c Looking at the inlet opening 14, it can be seen that two funnels 18, each with inclined walls 22, are arranged below the inlet opening 14 in both the depth direction T and the width direction B, which open into the discharge openings 16 at their lowest point.
  • the top view of the Fig. 3c shows that a flow can be generated over the entire area generated by the dimensions of the cleaning tank 04 in the width direction B and in the depth direction T, which flow is directed towards the inlet surface 14 and transports particles in the direction of the inlet opening 14 and thus in the direction of the outlet 08.

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  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung (01) zur Reinigung von Werkstücken mit einer Reinigungswanne (04) zur Aufnahme eines Reinigungsfluids und zu reinigenden Werkstücken, wobei die Reinigungsvorrichtung (01) Anregungsmittel (05), insbesondere Ultraschallmittel, aufweist, die dazu eingerichtet sind, im Reinigungsfluid eine Kavitationswirkung zu erzeugen, wobei die Reinigungswanne (04) einen bodenseitigen Abfluss (08) aufweist, der so mit Pumpmitteln und Filtermitteln und Rückführmitteln (12) verbunden ist, dass eine Zirkulation des Reinigungsfluids und eine Filterung von Partikeln, insbesondere Schmutzpartikeln, aus dem Reinigungsfluid durch eine Umwälzung des Reinigungsfluids möglich ist, wobei die Reinigungsvorrichtung (01) Strömungserzeugungsmittel (13) umfasst, die eine Fluidströmung innerhalb der Reinigungswanne (04) auf den Abfluss (08) zu bewirken. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der bodenseitige Abfluss (08) eine Eintrittsöffnung (14) aufweist, die sich in wenigstens einer Raumrichtung über die gesamte Abmessung der Reinigungswanne (04) erstreckt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von Werkstücken mit einer Reinigungswanne zur Aufnahme eines Reinigungsfluids oder chemisch aktiven Substanz und der zu reinigenden Werkstücke.
  • Derartige Reinigungsvorrichtungen sind als Einzelvorrichtungen oder als Teil von größeren Reinigungsanlagen in unterschiedlichen Ausgestaltungen und mit unterschiedlichem Einsatzzweck grundsätzlich und gattungsbildend bekannt. Bei den bekannten Reinigungseinrichtungen wird in der Regel über Anregungsmittel, beispielsweise Ultraschallmittel oder Mittel zur Erzeugung einer zyklischen Kavitation, eine Kavitationswirkung im Reinigungsfluid erzeugt, die die Reinigung des Werkstücks unterstützt oder bereitstellt. Bei den bekannten Vorrichtungen ist die Effektivität und Effizienz der Gesamtreinigung auch davon abhängig, dass die von den Werkstücken gelösten Verschmutzungen und Verunreinigungen, beispielsweise in Form von Schmutzpartikeln, nicht nur wirkungsvoll vom Werkstück gelöst werden, sondern auch möglichst effektiv aus dem Reinigungsfluid entfernt, insbesondere ausgefiltert, werden. Denn bei einer mangelnden oder ineffektiven Entfernung der gelösten Partikel aus dem Reinigungsfluid kommt es entweder zu einer Sedimentbildung von Partikeln, beispielsweise am Boden einer Reinigungswanne, und/oder zu einer Aufkonzentration der Partikel oder Schmutzpartikel im Reinigungsfluid, was dann wiederum dazu führt, dass an den an sich zu reinigenden Werkstücken auch Partikel aus dem Reinigungsfluid wieder angelagert werden können oder weniger schlecht entfernt werden können.
  • Um der Aufkonzentrierung oder Anhäufung von Partikeln im Reinigungsfluid bekannter Reinigungsvorrichtungen zu begegnen, sind im Stand der Technik bereits Maßnahmen bekannt, um im Betrieb der Reinigungsvorrichtung ein Abseparieren, insbesondere Abfiltern von im Reinigungsfluid gelösten Partikeln zu erreichen. Neben bekannten Möglichkeiten zum Abführen von aufschwimmenden Partikeln, sind im Stand der Technik auch bereits Maßnahmen ergriffen worden, um schwerere Partikel oder Teilchen, die zu einem Absinken im Reinigungsfluid neigen, zu entfernen.
  • Ein schematischer Aufbau einer entsprechenden Lösung aus dem Stand der Technik ist in der Fig. 1 schematisch dargestellt. Dort ist vorgesehen, dass an einer Öffnung im Boden der Reinigungswanne ein Rohr oder eine Rohrleitung angeschlossen ist, welche(s) wiederum mit Pumpmitteln und Filtermitteln fluidleitend verbunden ist, sodass im Betrieb der Reinigungsvorrichtung eine Umwälzung des Reinigungsfluids stattfinden kann. Dabei wird das Reinigungsfluid mittels der Pumpmittel am Boden der Reinigungswanne angesaugt oder ausgeleitet, durch die entsprechenden Filtermittel geführt, um danach wieder der Reinigungswanne zugeführt zu werden.
  • In diesem Zusammenhang ist bereits bekannt, dass die erneute Zufuhr des Reinigungsfluids in die Reinigungswanne über Strömungserzeugungsmittel erfolgt, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass das wiedereinströmende Reinigungsfluid in der Reinigungswanne eine Strömung erzeugt, die einen Partikeltransport in Richtung der Öffnung im Boden der Reinigungswanne unterstützen soll. Dazu sind beispielsweise die das Reinigungsfluid rückführenden Strömungserzeugungsmittel in oder an einer Seitenwand der Reinigungswanne angeordnet und grundsätzlich in Richtung der Öffnung im Boden der Reinigungswanne ausgerichtet.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese bekannte Lösung nur einen verhältnismäßig geringen Anteil von im Reinigungsfluid gelösten Partikeln, insbesondere Schmutzpartikeln, in den Abfluss oder die Öffnung im Boden der Reinigungswanne transportieren kann, sodass nur verhältnismäßig wenig Partikel in den Filtermitteln ausgefiltert werden können. Weiterhin hat sich gezeigt, dass in nachteiliger Weise die Strömungserzeugungsmittel Turbulenzen, Rückströmungen und sogar zirkuläre Strömungen in dem Reinigungsfluid oder Reinigungsbad erzeugen können, die nicht nur den Transport von Partikeln zum Abfluss oder zur Öffnung im Boden der Reinigungswanne verhindern, sondern gegebenenfalls auch dazu führen können, dass Partikel oder Schmutzpartikel auf zu reinigende Teile zubewegt werden und dort gegebenenfalls verbleiben oder anhaften. Dies verringert letztlich die Reinigungswirkung oder die Effektivität der Reinigungsvorrichtung.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin die Nachteile im Stand der Technik zu überwinden, insbesondere eine Reinigungsvorrichtung vorzuschlagen, mit der von Werkstücken gelöste Partikel, insbesondere Schmutzpartikel, im Betrieb der Reinigungsvorrichtung effektiv aus dem Reinigungsfluid ausgetragen, insbesondere ausgefiltert, werden können.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Reinigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und Figurenbeschreibung sowie der Unteransprüche.
  • Die vorrichtungsmäßig beschriebenen und beanspruchten Merkmale sollen auch als entsprechend verfahrensmäßig offenbart und beanspruchbar gelten, und umgekehrt.
  • Die Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von Werkstücken sieht, wie oben bereits eingeführt, eine Reinigungswanne vor, die zur Aufnahme eines Reinigungsfluids dient, in dem wiederum die zu reinigenden Werkstücke während der Reinigung aufgenommen werden. Diese kann beispielsweise aus einem Edelstahlmaterial gefertigt sein.
  • Die Reinigungsvorrichtung umfasst dabei Anregungsmittel, insbesondere Ultraschallmittel oder Mittel zur Erzeugung einer zyklischen Kavitation, die dementsprechend dazu eingerichtet sind im Reinigungsfluid eine Kavitationswirkung zu erzeugen. Die Anregungsmittel können zum Beispiel Schallquellen, etwa Transducer oder Wandler, umfassen, die Schall im Ultraschall- oder Megaschallbereich erzeugen. Alternativ können Pumpen vorgesehen sein, die alternierende Druckszustände im Reinigungsfluid verursachen, um so zyklische Kavitationen zu bewirken. Die Reinigungswanne der Reinigungsvorrichtung umfasst ferner einen bodenseitigen Ablauf, der so mit Pumpmitteln, Filtermitteln und Rückführmitteln verbunden ist, dass eine Zirkulation des Reinigungsfluids und eine Filterung von Partikeln, insbesondere Schmutzpartikeln, aus dem Reinigungsfluid durch eine Umwälzung des Reinigungsfluids möglich ist. Die Pumpmittel können handelsübliche Fluidpumpen aufweisen. Die Filtermittel können als herkömmliche Partikelfilter mit einer entsprechenden Maschenweite ausgebildet sein. Das Reinigungsfluid kann zum Beispiel Wasser mit entsprechenden Zusätzen umfassen.
  • Weiter umfasst die Reinigungsvorrichtung Strömungserzeugungsmittel, die eine Fluidströmung innerhalb der Reinigungswanne auf den Abfluss zu bewirken. Bevorzugt können die Strömungserzeugungsmittel mit den Rückführmitteln fluidleitend verbunden sein, um das durch den Ablauf mittels der Pumpmittel entnommene Reinigungsfluid nach dem Passieren der Filtermittel und der Rückführmittel der Reinigungswanne wieder über die Strömungserzeugungsmittel zuzuführen. Die Strömungserzeugungsmittel können zum Beispiel als eine oder mehrere Düsen ausgebildet sein.
  • Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der bodenseitige Abfluss der Reinigungswanne wenigstens eine Eintrittsöffnung aufweist, die sich in wenigstens einer Raumrichtung über wenigstens 15% der Reinigungswanne, bevorzugt wenigstens 30%, besonders bevorzugt über die gesamte Abmessung der Reinigungswanne, erstreckt oder erstrecken. Beim Vorsehen von mehreren Öffnungen soll die Erstreckung der Öffnungen in der jeweiligen Raumrichtung additiv gewertet werden. Bei einer Eintrittsöffnung mit einer nicht rechtwinkligen Form soll der maximale Durchmesser oder die maximale Erstreckung in der jeweiligen Raumrichtung als entsprechende Erstreckung angesehen werden. Als bodenseitige Abflüsse und deren Eintrittsöffnungen sollen nicht nur Öffnungen in einem Boden der Reinigungswanne, sondern auch Öffnungen in einem bodennahen Abschnitt der Reinigungswanne oder in einem an einen Boden der Reinigungswanne angrenzende Teil einer Seitenwand der Reinigungswanne gelten.
  • Bei der Ausbildung der wenigstens einer Eintrittsöffnung in einem Boden einer Reinigungswanne kann diese in Bezug auf die Erstreckung des Bodens sowohl randseitig oder zentral angeordnet sein.
  • Die vorliegende Erfindung hat erkannt, dass durch die erfindungsgemäße Eintrittsöffnung des bodenseitigen Abflusses verschiedene Probleme gelöst werden können, die insgesamt dazu führen, dass im Reinigungsfluid gelöste oder suspensierte Partikel sehr effektiv aus dem Reinigungsfluid durch Zirkulation oder Umwälzung ausgefiltert werden können. Nachfolgend werden die Begriffe "gelöst" und "suspensiert" synonym verwendet, auch wenn die Partikel in dem Reinigungsfluid in der Tat nicht gelöst vorliegen.
  • Denn die Realisierung einer Eintrittsöffnung, die sich in wenigstens einer Raumrichtung über mindestens 15%, bevorzugt über mindestens 30%, der Abmessung, besonders bevorzugt sogar über die gesamte Abmessung der Reinigungswanne, erstreckt ermöglicht zunächst, dass auch bei entsprechend hohen Volumenströmungen der Umwälzung oder Zirkulation des Reinigungsfluids sowohl im Bereich der Eintrittsöffnung als auch im sonstigen Bereich der Reinigungswanne keine turbulente oder ansonsten nachteilige Strömungseigenschaft des Reinigungsfluids verursacht wird. Durch den gesteigerten Volumendurchsatz kann jedoch bereits grundsätzlich eine effektivere Filterung von Partikeln aus dem Reinigungsfluid erfolgen.
  • Darüber hinaus basiert die Erfindung auf dem Grundgedanken, dass bei einer Reinigungsöffnung, die sich wenigstens in einer Raumrichtung über wenigstens 15%, bevorzugt wenigstens 30%, der Abmessung, besonders bevorzugt über die gesamte Abmessung, der Reinigungswanne erstreckt es verhältnismäßig leichter ist mit den Strömungserzeugungsmitteln eine Strömung zu erzeugen, die größtenteils oder gar vollständig auf die Eintrittsöffnung zugerichtet ist, sodass mit der Strömung die zu entfernenden oder auszufilternden Partikel über die Eintrittsöffnung auf den Abfluss zu und damit auf die Filtermittel zu bewegt oder beschleunigt werden können. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass mit der Erfindung eine Minimalisierung der Wegstrecke der gelösten Partikel zum Abfluss erreicht wird.
  • Für die Reinigungsvorrichtung können grundsätzlich verschiedene Reinigungswannen zum Einsatz kommen. Bevorzugt können Reinigungswannen aus Edelstahl zum Einsatz kommen. Die Reinigungsvorrichtung kann als separate oder alleinstehende Reinigungsvorrichtung ausgebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorrichtung Teil einer Reinigungsanlage ist, die beispielsweise mehrere Reinigungsbecken oder Reinigungswannen umfasst, um unterschiedliche Reinigungs- und/oder Spülschritte nacheinander durchzuführen. Dabei kann auch eine Automatisierung des Werkstücktransports und/oder der Reinigung realisiert sein.
  • Die Anregungsmittel können, wie bereits angedeutet, als Ultraschallmittel, besonders bevorzugt als Ultraschall-Transducer ausgebildet sein, die so ausgebildet sind, dass Ultraschallschwingungen, bevorzugt über die Reinigungswanne, in das Reinigungsfluid eingekoppelt werden können, um dort Kavitation oder Kavitationswirkung zu erzeugen. Im Falle von einem Reinigungsmechanismus auf der Basis von zyklischer Nukleation können die Anregungsmittel sowohl Verschlussmittel zum luftdichten oder gasdichten Verschließen der Reinigungswanne sowie Pumpmittel zum zyklischen Erzeugen von Überdrücken und Unterdrücken im Reinigungsfluid und/oder der verschlossenen Reinigungswanne umfassen. Es kann vorteilhaft vorgesehen sein beide Anregungskonzepte miteinander zu kombinieren.
  • Der bodenseitige Ablauf ist bevorzugt im Bereich des Bodens der Reinigungswanne oder angrenzend an den Boden der Reinigungswanne ausgebildet. Der Begriff "bodenseitig" soll jedoch nicht so verstanden werden, dass zwangsläufig der Ablauf im Boden oder in einer Bodenfläche der Reinigungswanne angeordnet oder ausgebildet sein muss. Die Rückführmittel können, gleichermaßen wie Mittel zum Verbinden des Ablaufs mit dem Pumpmittel als Rohre oder Rohrleitungen ausgestaltet sein. Als Pumpmittel können verschiedene an sich bekannte Pumpen zum Einsatz kommen, die geeignet sind Fluidströmungen zu erzeugen, aufrechtzuerhalten und durch entsprechende Filtermittel zu führen.
  • Als Filtermittel können grundsätzlich bekannte, auf den Reinigungszweck oder auf die Partikelart abgestimmte Filter zum Einsatz kommen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung soll davon ausgegangen werden, dass für die Reinigungswanne der Reinigungsvorrichtung eine Höhe, eine Breite und eine Tiefe definierbar ist. Diese sollen jeweils als eine Raumrichtung der Reinigungswanne verstanden werden. Dementsprechend soll erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Eintrittsöffnung des Abflusses sich wenigstens in Richtung der Breite, Länge oder Tiefe über wenigstens 15%, bevorzugt wenigstens 30%, besonders bevorzugt über die gesamte Reinigungswanne, erstreckt. Bei einer Reinigungswanne, bei der die Breite und die Tiefe über die Höhe variieren oder nicht konstant sind, soll die Erstreckung über wenigstens eine Raumrichtung einer Erstreckung in der jeweiligen Raumrichtung in Bodennähe oder bodenseitig entsprechen.
  • Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Eintrittsöffnung als bodenseitiger Spalt in einer Seitenwand der Reinigungswanne oder als Spalt in einem Boden der Reinigungswanne ausgebildet ist, die sich über 15%, bevorzugt, wenigstens 30%, der Breite oder Tiefe der Reinigungswanne, bevorzugt über die gesamte Breite oder die gesamte Tiefe der Reinigungswanne, erstreckt.
  • Dies ist vorteilhaft, weil die mit den Strömungserzeugungsmitteln erzeugte Strömung dann zur Überführung in den bodenseitigen Abfluss beim Verlassen der Reinigungswanne keine merkbare oder deutliche Richtungsänderung vollziehen muss, sondern zunächst im Wesentlichen gradlinig aus der Reinigungswanne in die Eintrittsöffnung des Abflusses überführt werden kann. Außerdem ermöglicht ein entsprechender Spalt eine große Fläche der Eintrittsöffnung, sodass verhältnismäßig große Volumenströme umgewälzt oder zirkuliert werden können, ohne dass es im Bereich der Eintrittsöffnung oder sonstigen Bereichen des Reinigungsfluids zu turbulenten Phänomenen kommt.
  • In dieser Ausführungsform kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Anregungsmittel, insbesondere Ultraschallmittel, bodenseitig an der Reinigungswanne angeordnet und gegebenenfalls zur Schalleinkopplung mit dieser verbunden sind. Dies erlaubt vorteilhaft eine weit verbreitete Ausgestaltung von Reinigungsvorrichtungen, in denen Ultraschallwellen bodenseitig eingekoppelt werden und die Oberfläche des Reinigungsfluids zur Reflexion der Schallwellen genutzt wird.
  • Bei einer Erstreckung der Eintrittsöffnung über die gesamte Breite oder Tiefe kann der Spalt in der Höhe oder Höhenrichtung eine Ausdehnung von bevorzugt bis 25% der gesamten Höhe der Reinigungswanne aufweisen.
  • Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass der Boden der Reinigungswanne, bevorzugt auf einer Innenoberfläche, wenigstens abschnittsweise einen Winkel von wenigstens 3°, bevorzugt wenigstens 5° mit der Horizontalen einschließt. Besonders bevorzugt ist die so erreichte Neigung des Bodens so ausgebildet, dass die Eintrittsöffnung am tiefsten Punkt oder im Bereich des tiefsten Niveaus des Bodens angeordnet ist. Damit kann die Gewichtskraft auf einzelne Partikel im Reinigungsfluid zusätzlich dazu beitragen, dass diese auf die Eintrittsöffnung hin kraftbeaufschlagt oder beschleunigt werden. Bei einer Anordnung der Eintrittsöffnung in einem bodenseitigen Wandabschnitt der Reinigungswanne kann die Neigung des Bodens sich beispielsweise gleichmäßig und vollflächig in einer Richtung erstrecken. Bei einer Anordnung der Eintrittsöffnung im Boden selbst kann die Neigung auch in unterschiedliche Richtungen verlaufen, um sicherzustellen, dass die Eintrittsöffnung im Bereich des tiefsten Niveaus des Bodens angeordnet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Spalt an einen Boden der Reinigungswanne angrenzt und bevorzugt todraumfrei gegenüber dem Boden der Reinigungswanne ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass am Übergang zwischen dem Boden der Reinigungswanne und der Seitenwand der Reinigungswanne, in der die Eintrittsöffnung ausgebildet ist, der Boden der Reinigungswanne direkt in die Eintrittsöffnung übergeht und gerade keinen Absatz oder keine Kante zwischen dem Boden der Reinigungswanne und der Eintrittsöffnung realisiert ist. Dadurch kann die Strömung innerhalb der Reinigungswanne besonders effektiv und ohne Verwirbelungen, Rückströmungen oder sonstige Turbulenzen in die Eintrittsöffnung überführt werden.
  • Weiter kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Eintrittsöffnung nachgeordnet oder von der Reinigungswanne abgewandt eine Rinne angeordnet ist, die mit einer Abflussöffnung versehen ist, die bevorzugt zum Anschluss einer Rohrleitung ausgebildet ist. Die Abflussöffnung und die daran bevorzugt angeschlossene Rohrleitung kann die fluidtechnische Verbindung zu den Pumpmitteln, den Filtermitteln, den Rückführmitteln und gegebenenfalls den Strömungserzeugungsmitteln bereitstellen. Die der Eintrittsöffnung nachgeordnete Rinne kann dabei besonders vorteilhaft die Leitung, Führung oder Konzentration des durch die Eintrittsöffnung aus der Reinigungswanne austretenden Fluidstroms bereitstellen, ohne dass dadurch bezüglich der Fluidströmung innerhalb der Reinigungswanne negative Auswirkungen oder Rückwirkungen auf das Reinigungsfluid in der Reinigungswanne verursacht werden. Die Abflussöffnung kann bevorzugt an einem tiefsten Punkt der Rinne angeordnet oder ausgebildet sein.
  • Die vorangehend beschriebene Rinne kann sowohl mit einer Eintrittsöffnung ein einem Boden der Reinigungswanne als auch mit einer Eintrittsöffnung in einem bodenseitigen Abschnitt einer Seitenwand der Reinigungswanne kombiniert werden und dabei die vorbeschriebenen Vorteile und Wirkungen bereitstellen.
  • Die Rinne kann wenigstens zwei geneigte Bodenflächen, insbesondere auf zwei Seiten einer Abflussöffnung, aufweisen, die bevorzugt so ausgestaltet sind, dass eine Ablagerung von Partikeln auf dem Boden verhindert wird.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Strömungserzeugungsmittel, die bevorzugt als Düse oder als eine Vielzahl von Düsen ausgebildet sein kann, bodenseitig oder in Bodennähe an oder in einer Seitenwand der Reinigungswanne ausgebildet oder angeordnet sind, die der Eintrittsöffnung gegenüberliegt. Dies kann besonders dann vorteilhaft vorgesehen sein, wenn die Eintrittsöffnung eine bodenseitige Öffnung in einer Seitenwand ausbildet. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Strömung des Reinigungsfluids auf die Eintrittsöffnung des Abflusses hin bewirkt werden, die wenig Turbulenzen, Rückströmungen oder Zirkulationsströmungen hervorruft und somit viele im Reinigungsfluid befindliche oder suspendierte Partikel auf die Eintrittsöffnung des Abflusses zubewegt oder zu beschleunigt. Sofern die Eintrittsöffnung als Öffnung in einem Boden in der Reinigungswanne ausgeführt ist, kann bevorzugt eine andere Anordnung der Strömungserzeugungsmittel vorgesehen sein, auf die noch im Detail eingegangen werden soll.
  • Es hat sich im Rahmen der Erfindung überraschend herausgestellt, dass auch bei einem verhältnismäßig großen Volumenstrom über den Boden in Richtung einer Eintrittsöffnung des Abflusses bodenseitig in einer Seitenwand der Reinigungswanne keine negative Beeinträchtigung der Einkopplung und/oder Ausbreitung von Ultraschallwellen, beispielsweise durch außenliegend benachbart zum Boden der Reinigungswanne angeordneten Ultraschallmitteln, ergibt, sodass gleichzeitig eine effektive Einkopplung von Ultraschall und Aufrechterhaltung von Kavitationswirkung im Reinigungsfluid möglich wird und eine effektive Zirkulation und eine besonders effektive Ausfilterung von Partikeln aus dem Reinigungsfluid ermöglicht wird.
  • Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorrichtung über eine Abseparierungsvorrichtung für Aufschwimmteile verfügt, die bevorzugt als Überlaufrinne ausgebildet ist und weiter vorteilhaft in einem oberen Bereich der Reinigungswanne angeordnet ist. Damit können Leichtflüssigkeiten und aufschwimmende Teile einfach und effektiv entfernt werden. Die Abseparierungsvorrichtung kann beispielsweise als Überlauf ausgebildet sein, der an einem oberen Rand der Reinigungswanne verlaufend durchgängig oder abschnittsweise angeordnet ist und einen Überlauf von Reinigungsflüssigkeit mit samt aufschwimmender Partikel ermöglicht, eine Rückströmung aber, beispielsweise durch einen Höhenversatz, verhindert.
  • In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass sich die Eintrittsöffnung in zwei Raumrichtungen, insbesondere in Breitenrichtung und Tiefenrichtung über die gesamten Abmessungen der Reinigungswanne erstreckt. Dies bedeutet mit anderen Worten ausgedrückt, dass grundsätzlich die gesamte Bodenfläche der Reinigungswanne oder eine gedachte gesamte Bodenfläche der Reinigungswanne zur Eintrittsöffnung des Abflusses gemacht wird, sodass dann auf einer entsprechend großen Fläche der Reinigungswanne eine Strömung auf die Eintrittsöffnung zu bewirkt werden kann und somit eine insgesamt sehr hohe Umwälzungsrate oder ein besonders hoher Volumenfluss im Rahmen der Zirkulation oder Umwälzung des Reinigungsfluids ermöglicht wird.
  • Die Ausbildung der Eintrittsöffnung in zwei Raumrichtungen über die gesamte Abmessung der Reinigungswanne, insbesondere über die gesamte Breite und Tiefe der Reinigungswanne kann besonders vorteilhaft dadurch unterstützt werden, wenn die Anregungsmittel, insbesondere Ultraschallmittel, nicht im Bereich des Bodens der Reinigungswanne, sondern vielmehr seitlich oder im Bereich der Seitenwände der Reinigungswanne angeordnet und gegebenenfalls mit diesen gekoppelt sind und ansonsten in Wirkverbindung stehen.
  • Die Erfindung hat für diese Ausführungsform erkannt, dass die Einkopplung von Ultraschall auch aus dem Bereich der Seitenwände der Reinigungswanne effektiv erfolgen kann, auch wenn diese Anordnung sehr viel unüblicher ist, als die Einkopplung von Ultraschall durch den Boden der Reinigungswanne, bei der die Oberfläche des Reinigungsfluids zur Reflexion der Schallwellen genutzt wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Eintrittsöffnung nachgeordnet oder von der Reinigungswanne abgewandt wenigstens ein Trichter angeordnet ist, der mit einer Abflussöffnung versehen ist, die bevorzugt zum Anschluss einer Rohrleitung ausgebildet ist. Als Trichter sollen nachfolgend alle Geometrien und Formen gelten, die sich ausgehend von der Eintrittsöffnung zu einer Abflussöffnung hin verjüngen. Dies umfasst gerade auch symmetrische sowie asymmetrische Formen und Querschnitte. Die Abflussöffnung kann bevorzugt am tiefsten Punkt des Trichters angeordnet oder ausgebildet sein. Die bevorzugt vorgesehene Rohrleitung kann vorteilhaft genutzt werden, um das der Reinigungswanne entnommene Reinigungsfluid mittels der Pumpmittel durch die Filtermittel zu filtern und über die Rückführmittel, bevorzugt eine weitere Rohrleitung oder ein weiterer Rohrleitungsabschnitt, wieder der Reinigungswanne, besonders bevorzugt, den Strömungserzeugungsmitteln, zuzuführen.
  • Auch in dieser Ausführungsform besteht der besondere Vorteil der Erfindung darin, dass in der Reinigungswanne, insbesondere oberhalb der Eintrittsöffnung des Abflusses und damit in dem Bereich, in dem die Reinigung der Werkstücke erfolgt oder in dem die Werkstücke zur Reinigung angeordnet werden, eine Strömung erzeugbar ist, die über einen sehr großen Querschnitt oder über eine sehr große Fläche dem Abfluss zugeführt werden kann und die aufgrund der besonders großen Fläche in der Lage ist, eine starke Umwälzung oder Zirkulation durch einen hohen Volumenstrom oder eine große Umwälzrate zu ermöglichen, wobei trotz der hohen Volumenflüsse, bevorzugt in der gesamten Reinigungswanne, eine auf den Abfluss oder die Eintrittsöffnung gerichtete Strömung erzeugbar ist, die kaum Turbulenzen, Rückströmungen oder Zirkulationsströmungen im Reinigungsfluid verursacht, sodass insgesamt ein sehr effektiver Austrag von Partikeln über den Abfluss und damit eine entsprechend effektive Abfilterung von Partikeln aus dem Reinigungsfluid ermöglicht wird.
  • In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Eintrittsöffnung nachgeordnet oder von der Reinigungswanne abgewandt eine Vielzahl von Trichtern angeordnet ist, die in einer oder mehreren Reihen nebeneinander angeordnet sind.
  • Die Nebeneinanderanordnung von mehreren Trichtern, bevorzugt von mehreren Reihen mit jeweils mehreren Trichtern, macht die Konstruktion des Abflusses jenseits der Eintrittsöffnung zwar entsprechend komplex. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei der Anordnung von mehreren Trichtern eine entsprechend vorteilhafte kompakte Bauweise der Reinigungsvorrichtung erreicht werden kann, sodass durch den erfindungsgemäßen Abfluss die Außenabmessungen der Reinigungsvorrichtung kaum bis wenig vergrößert werden und auch eine Integration der Reinigungsvorrichtung in eine größere Reinigungsanlage problemlos möglich ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Vielzahl an Abflussöffnungen, insbesondere alle Abflussöffnungen von Trichtern, in, insbesondere fluidtechnisch, identischer Art und Weise mit gemeinsamen Pumpmitteln verbunden sind. Bei der Realisierung von einem Abfluss, der nachgeordnet zur Eintrittsöffnung eine Vielzahl von Trichtern aufweist, ist zur Gewährleistung einer möglichst gleichmäßigen und/oder laminaren Strömung innerhalb der Reinigungswanne vorteilhaft oder mithin sogar erforderlich, dass die Strömungsverhältnisse in allen Trichtern und in Flussrichtung nach den Trichtern auch in den jenseits der Ablauföffnung angeordneten fluidtechnischen Leitungsmitteln, beispielsweise Rohrleitungen, möglichst identisch ausgebildet sind.
  • Um dieses zu ermöglichen, kann besonders vorteilhaft mit gemeinsamen Pumpmitteln, besonders bevorzugt mit einer einzigen Pumpe, der Volumenfluss durch die einzelnen Trichter erzeugt werden, wobei ferner darauf geachtet wird, dass auch die Verbindung zwischen den Ablauföffnungen und den Pumpmitteln, bevorzugt entsprechende Rohrleitungen, möglichst identisch, insbesondere fluidtechnisch identisch, ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass bevorzugt identische Fluidführungen nach Form, Querschnitt, Winkel und dgl. gewählt werden, um möglichst für jeden Teilvolumenfluss, der durch einen Trichter zu einer entsprechenden Ablauföffnung geführt wird gleiche, wenn möglich identische Strömungsbedingungen vorherrschen oder erzeugt werden.
  • In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Pumpmittel zur Erzeugung eines Volumenstroms von mehr als dem 3-fachen, bevorzugt mehr als dem 8-fachen des Volumens der Reinigungswanne pro Stunde ausgebildet sind. Durch die erfindungsgemäße Realisierung einer besonders großen Eintrittsöffnung des Abflusses können, wie oben bereits ausgeführt, große Volumenströme erzeugt werden, ohne dass die Kavitationswirkung im Reinigungsfluid oder die Strömungseigenschaften im Reinigungsfluid innerhalb der Reinigungswanne nachteilige Folgen für die Reinigung der Werkstücke haben.
  • Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Trichter einen sich in einer Höhenrichtung verjüngenden Querschnitt, bevorzugt eine Pyramidenform, aufweist, wobei geneigte Wände des Trichters einen Winkel von wenigstens 5°, bevorzugt zwischen 30° und 60° mit der Horizontalen einschließen. Ein kleiner Winkel der geneigten Pyramidenwände des Trichters oder der Trichter kann vorteilhaft sein, um eine geringere Bauhöhe des wenigstens einen Trichters zu erreichen. Bei einer zu geringen Neigung können aber trotz der im Bereich der Trichter vorherrschenden und mit Verkleinerung des Querschnitts zunehmenden Strömungsgeschwindigkeiten Partikel an der Oberfläche der Trichter abgelagert werden und dort gegebenenfalls anhaften oder zumindest am Austrag aus dem Abfluss und einer Zuführung zu den Filtermitteln gehindert werden. Dementsprechend hat es sich als besonders vorteilhat herausgestellt die geneigten Wände der Pyramiden mit einem Winkel von wenigstens 5°, bevorzugt zwischen 30° und 60° gegenüber der Horizontalen auszubilden.
  • Die Trichter können beispielsweise aus dem gleichen Material wie die Reinigungswanne gebildet sein. Bevorzugt können die Trichter aus Edelstahlmaterial geformt sein.
  • In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung, die bevorzugt bei einer im Boden der Reinigungswanne ausgebildeten Eintrittsöffnung - unabhängig von der genauen Dimensionierung - realisiert wird, kann vorgesehen sein, dass die Strömungserzeugungsmittel im oberen Bereich der Reinigungswanne, bevorzugt unterhalb einer Abseparierungsvorrichtung für Aufschwimmteile oder Aufschwimmpartikel, insbesondere eine Überlaufrinne, angeordnet sind. Dies ermöglicht vor allem aber keinesfalls ausschließlich bei einer Ausführungsform, bei der sich die Eintrittsöffnung des Abflusses über die gesamte Fläche des Bodens, also über die gesamte Abmessung der Reinigungswanne in zwei Raumrichtungen, oder als Spalt mittig/zentral über einen Teil des Bodens der Reinigungswanne erstreckt, eine entsprechende Strömung im Reinigungsfluid zu erzeugen, die insgesamt auf die Eintrittsöffnung gerichtet ist. Gleichzeitig ermöglicht diese Anordnung der Strömungserzeugungsmittel, dass leichte Teile oder Partikel mit einer entsprechend geringen Dichte, die im Reinigungsfluid aufschwimmen oder nach oben treiben von einer an sich bekannten Abseparierungsvorrichtung abgeführt werden können und nicht grundsätzlich durch die Strömungserzeugungsmittel vom Aufschwimmen und/oder Abführen abgehalten werden.
  • Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Strömungserzeugungsmittel auf gegenüberliegenden Seiten der Reinigungswanne angeordnet sind. Bevorzugt können die Strömungserzeugungsmittel eine Vielzahl von Auslassdüsen oder einen länglichen Auslassschlitz aufweisen. Die Auslassdüsen oder der Auslassschlitz kann bevorzugt so angeordnet sein, dass eine gleichmäßige Strömung über die gesamte Abmessung der Reinigungswanne in einer Raumrichtung erzeugbar ist. Dadurch kann in besondere vorteilhafter Weise erreicht werden, dass im gesamten Reinigungsfluid eine Strömung in Richtung der Eintrittsöffnung des Abflusses generiert wird, obwohl die Strömungserzeugungsmittel nur an zwei gegenüberliegenden Seiten der Reinigungswanne angeordnet sind.
  • Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Strömungserzeugungsmittel, insbesondere die Auslassdüsen oder der Auslassschlitz, so ausgeführt und angeordnet sind/ist, dass eine rückströmungsfreie Strömung im Reinigungsfluid erzeugbar ist.
  • Besonders bevorzugt kann dies erreicht werden, wenn die Strömungserzeugungsmittel, insbesondere die Auslassdüsen oder Auslassschlitz, in einem Winkelfeld von 15° bis 70°, bevorzugt, 5° bis 85°, besonders bevorzugt von 0° bis 90°, gegenüber der Horizontalen ausgerichtet sind, sodass, bevorzugt von beiden Seiten, eine Strömung erzeugt wird, die nach unten in die Reinigungswanne und in Richtung der Eintrittsöffnung gerichtet ist und, insbesondere vektoriell betrachtet, auch Strömungen oder Strömungsanteile erzeugt werden, die, bevorzugt aus gegenüberliegenden Seiten aufeinander zu ausgerichtet sind. Durch diese Anordnung der Strömungserzeugungsmittel, insbesondere der Auslassdüsen, wird eine besonders effektive und zielgerichtete Strömung in der Reinigungswanne erzeugt, die besonders gut geeignet ist, um Partikel in Richtung der Eintrittsöffnung des Abflusses zu bewegen und/oder zu beschleunigen.
  • Bei den in der vorangehenden Beschreibung thematisierten Partikeln kann es sich vorteilhaft um Partikel mit einer Größe von wenigstens 3µm in einer Raumrichtung handeln.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von lediglich schematischen, beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung zeigenden Zeichnungen näher erläutert.
    • Fig. 1a:
    eine schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Reinigungsvorrichtung aus dem Stand der Technik;
    Fig. 1 b:
    eine schematische Draufsicht auf eine Reinigungsvorrichtung aus dem Stand der Technik;
    Fig. 2a:
    eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 2b:
    eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 2c:
    eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 3a:
    eine schematische Seitenansicht auf eine Reinigungswanne einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
    Fig. 3b:
    eine schematische zweite Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform,
    Fig. 3c:
    eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform.
  • Die Fig. 1a zeigt eine Reinigungsvorrichtung 01 gemäß dem Stand der Technik. Die Reinigungsvorrichtung 01 kann ein Gehäuse 02 sowie eine Elektronik- und Steuereinheit 03 aufweisen. Ferner umfasst die Reinigungsvorrichtung 01 eine Reinigungswanne 04 zur Aufnahme eines Reinigungsfluids und der zu reinigenden Teile, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. In die Reinigungswanne 04 kann zu Reinigungszwecken ein Gerätehalter eingesetzt oder eingehängt werden, der ebenfalls nicht im Detail dargestellt ist. Die Reinigungsvorrichtung 01 umfasst ferner Anregungsmittel 05, die beispielsweise Ultraschallmittel sein können und dazu eingerichtet sind im Reinigungsfluid eine Kavitationswirkung zu erzeugen. Die Reinigungswanne 04 wird durch Seitenwände 06 und einen Boden 07 begrenzt. Die Reinigungswanne kann optional einen Deckel umfassen. Die Anregungsmittel 05 sind bodenseitig oder im Bereich des Bodens 07 angeordnet.
  • Ebenfalls im Bereich des Bodens 07 ist ein Ablauf 08 angeordnet. Der Ablauf 08 ist fluidtechnisch, beispielsweise über eine Rohrleitung 09 mit Pumpmitteln 10 verbunden, die Reinigungsfluid aus der Reinigungswanne 04 entnehmen, insbesondere absaugen und einem Filtermittel 11 zuführen können. Nach Passieren des Filtermittels 11 wird das gefilterte Reinigungsfluid über Rückführmittel 12 wieder der Reinigungswanne 04 zugeführt. Die erneute Zufuhr des Reinigungsfluids zur Reinigungswanne 04 kann über Strömungserzeugungsmittel 13 erfolgen, die beispielsweise in einer Seitenwand 06 der Reinigungswanne 04 ausgebildet sein können.
  • Die Draufsicht der Fig. 1b mit Blick auf den Boden 07 der Reinigungswanne 04 zeigt den im Stand der Technik bekannten Abfluss 08, der als Abflussöffnung im Boden 07 der Reinigungswanne 04 ausgebildet ist und zum unmittelbaren Anschluss der Rohrleitung 09 dient. Demnach erstreckt sich der Abfluss lediglich über den Querschnitt der Rohrleitung 09.
  • Dieser Stand der Technik führt dazu, dass mit den Strömungserzeugungsmitteln 13 zwar eine Strömung erzeugt werden kann, die auch Partikel in Richtung des Abflusses 08 beschleunigt oder bewegt, die aber auch Rückströmungen oder Zirkulationsströmungen hervorruft, wie sie in der Seitenansicht der Fig. 1a punktiert skizziert sind. Damit kann der Abfluss auch in Verbindung mit den Pumpmitteln 10 und den Filtermitteln 11 im Stand der Technik zwar eine Zirkulation oder Umwälzung des Reinigungsfluids bewirken, diese führen aber nicht zu einem effektiven Ausfiltern von Partikeln aus dem Reinigungsfluid.
  • Die Fig. 2a zeigt eine Ansicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung 01. In der Darstellung der Fig. 2a ist eine Eintrittsöffnung 14 eines Abflusses 08 vorgesehen, die sich in einer Raumrichtung, nämlich in der Breitenrichtung B, über die gesamte Abmessung der Reinigungswanne 04 erstreckt. Die Eintrittsöffnung 14 ist im Beispiel der Fig. 2a als bodenseitiger Spalt in einer Seitenwand 06 ausgebildet, der sich über die gesamte Breitenrichtung B erstreckt und sich im Übergangsbereich zum Boden 07 der Reinigungswanne 04 unmittelbar an den Boden 07 anschließt. In einer gegenüberliegenden Seitenwand 06 der Reinigungswanne 04 kann die Realisierung von Strömungserzeugungsmitteln 13, beispielsweise in Form einer Vielzahl von gleichmäßig beabstandeten Auslassdüsen realisiert sein, die eine entsprechende Strömung in Richtung auf die Eintrittsöffnung 14 ermöglichen. Die Eintrittsöffnung 14 kann sich - nicht im Detail gezeigt - auch nur über 15% der Breite erstrecken und trotzdem noch eine entsprechend deutlich verbesserte Wirkung erzielen. Alternativ kann die Eintrittsöffnung auch im Bode 07 der Reinigungswanne 04, beispielsweise als Schlitz oder Spalt, ausgebildet sein.
  • Nachgelagert zur Reinigungswanne 04 oder von der Reinigungswanne 04 abgewandt schließt sich an die Eintrittsöffnung 14 eine Rinne 15 an, die mit einem nach unten verjüngten Querschnitt versehen ist, der durch zwei geneigte Bodenflächen 15.1 begrenzt wird, wobei die Rinne 15 bodenseitig zwischen den geneigten Bodenflächen 15.1 eine Abflussöffnung 16 aufweist, die bevorzugt zum Anschluss einer Rohrleitung 09 dient.
  • Die Darstellung der Fig. 2b zeigt eine Ansicht auf die gegenüberliegende Seitenwand 06 der Reinigungswanne 04. Dargestellt ist ein Teil der Rückführmittel 12 sowie ein Teil der Rohrleitung 09, die sich an die Abflussöffnung 16 der Rinne 15 anschließt. Zwischen den Rückführmitteln 12 und der Rohrleitung 09 angeordnete Pumpmittel und Filtermittel sind in der Darstellung der Fig. 2b nicht dargestellt. Auch die mit den Rückführmitteln 12 verbundenen Strömungserzeugungsmitteln 13, insbesondere Düsen, sind in der Darstellung der Fig. 2b nicht dargestellt. Auch in der perspektivischen Darstellung der Fig. 2c ist die über die gesamte Breitenrichtung B der Reinigungswanne 04 ausgedehnte Eintrittsöffnung 14 des Abflusses 08 erkennbar. Auch die von der Reinigungswanne 04 abgewandt angeordnete Rinne 15 und der an der Abflussöffnung 16 angeordnete Teil einer Rohrleitung 09 zur Zuführung des aus der Reinigungswanne 04 entnommenen Reinigungsfluids zu Pumpmitteln und Filtermitteln, ist in der Fig. 2c dargestellt.
  • Es kann der Fig. 2c entnommen werden, dass die Eintrittsöffnung 14 einen bodenseitigen Spalt 17 ausbildet, von dem aus das Reinigungsfluid in die Rinne 15 gelangt. Durch die Erstreckung der Eintrittsöffnung 14 über die gesamte Abmessung der Reinigungswanne 04 in einer Raumrichtung, nämlich in der Breitenrichtung B, kann über den Abfluss 08 nicht nur verhältnismäßig viel Reinigungsfluid pro Zeiteinheit entnommen werden, ohne dass es zu Verwirbelungen, Rückströmungen oder sonstigen negativen Effekten, auch auf die Ultraschall- und Kavitationsausbreitung im Reinigungsfluid, kommt, sondern es kann auch viel leichter und effektiver über die in der Fig. 2c nicht dargestellten Strömungserzeugungsmittel 13 eine Strömung erzeugt werden, die auf die Eintrittsöffnung 14, insbesondere auf den Spalt 17 ausgerichtet ist.
  • In den Fig. 2a bis 2c ist die Ausbildung des Bodens, insbesondere der Verlauf des Bodens, der Reinigungswanne nicht im Detail dargestellt. Es kann dabei jedoch vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Boden leicht geneigt ist, beispielsweise wenigstens 3° gegenüber der Horizontalen. Beispielsweise kann die Neigung so ausgebildet sein, dass diese Gleichmäßig über eine Raumrichtung verläuft. Zum Beispiel kann der Boden auf der Seite der Reinigungsvorrichtung, die in der Fig. 2b dargestellt ist, das höchste Niveau aufweisen und auf der Seite der Reinigungsvorrichtung, die in der Fig. 2a dargestellt ist, das tiefste Niveau aufweisen, so dass die Eintrittsöffnung 14 im Bereich des tiefsten Niveaus des geneigten/schrägen Bodens angeordnet ist. Damit können Teilchen oder Partikel noch besser, insbesondere und zusätzlicher Einwirkung der Gewichtskraft, auf die Eintrittsöffnung zu beschleunigt/kraftbeaufschlagt werden.
  • Fig. 3a zeigt eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 01. Im Wesentlichen dargestellt ist eine Reinigungswanne 04 und ein bodenseitig angeordneter Abfluss 08. Der Abfluss 08 erstreckt sich, wie mit Bezug zur Fig. 3c noch deutlicher dargestellt, über die gesamten Abmessungen der Reinigungswanne 04 in zwei Raumrichtungen, nämlich in Breitenrichtung B und in Tiefenrichtung T. Der Fig. 3a ist dementsprechend zu entnehmen, dass die Eintrittsöffnung 14 des Abflusses 08 sich im Wesentlichen über den gesamten Bodenbereich oder die gesamte Bodenfläche der Reinigungswanne 04 erstreckt. Von der Reinigungswanne 04 abgewandt schließt sich an die Eintrittsöffnung 14 eine Vielzahl von Trichtern 18 an, die an einem tiefsten Punkt jeweils eine Abflussöffnung 16 aufweisen, die zum Anschluss einer Rohrleitung 09 ausgebildet sind. Im oberen Bereich der Reinigungswanne 04 ist eine Abseparierungsvorrichtung 19 dargestellt, die bei einer entsprechenden Füllung der Reinigungswanne 04 mit Reinigungsfluid dazu genutzt werden kann, um aufschwimmende Teile, insbesondere nach der Funktion einer Überlaufrinne, abzutrennen oder auszuschleusen. Eine solche Abseparierungsvorrichtung 19 kann auch bei der Ausführungsform der Fig. 2a bis 2c vorgesehen sein.
  • Darunter ist der obere Teil der Reinigungswanne 04 in Breitenrichtung B vergrößert oder aufgeweitet gegenüber einem mittleren und unteren Abschnitt. In diesen seitlich überstehenden Bereichen 20 können vorteilhaft Strömungserzeugungsmittel 13 angeordnet sein, die sich, bevorzugt über die gesamte Tiefe der Reinigungswanne 04 auf beiden Seiten der Reinigungswanne 04 erstrecken. Die nicht im Detail dargestellten Strömungserzeugungsmittel 13 können bevorzugt über eine Vielzahl von Auslassdüsen verfügen, die austretendes Reinigungsfluid, welches besonders bevorzugt von den nicht dargestellten Rückführmitteln 12 bereitgestellt wird, in einem Winkelbereich in die Reinigungswanne 04 einströmen lassen.
  • Die besagten Winkelbereiche 21 sind in der Darstellung der Fig. 3a skizziert.
  • Die in der Fig. 3a dargestellte Anordnung und Ausrichtung der Strömungserzeugungsmittel 13 kann auch vorteilhaft realisiert werden, wenn die Eintrittsöffnung 14 als Spalt oder Schlitz im Boden 07 der Reinigungswanne 04, beispielsweise mittig oder zentral, ausgebildet ist.
  • Wie anhand der Rohrleitungen 09 erkennbar ist, ist die Führung der Rohrleitungen 09 identisch, insbesondere fluidtechnisch identisch. Dadurch kann sichergestellt werden, dass in den jeweiligen Trichtern 18 und dementsprechend auch in der Eintrittsöffnung 14 des Ablaufs 08 identische Strömungseigenschaften oder Strömungswerte gegeben sind oder vorliegen.
  • Die Fig. 3a zeigt auch, dass die Anregungsmittel 05 der Reinigungsvorrichtung an den Seitenwänden 06 der Reinigungswanne 04 angeordnet sind.
  • Die Trichter 18 weisen eine Pyramidenform oder eine auf den Kopf gestellte Pyramidenform auf, wobei die geneigten Wände 22 gegenüber der Horizontalen H einen Winkel α von wenigstens 5°, bevorzugt zwischen 30° und 60° einschließen. Auch andere Formen oder Querschnitte mit geneigten Wänden sind vorteilhaft möglich. Diese Steigung oder diese Neigung der Wände 22 führt einerseits zu einer verhältnismäßig kompakten Bauform durch eine relativ kurze Ausführung der Trichter 18. Ferner wird jedoch sichergestellt, dass in den Abfluss 08 gelangte Partikel nicht im Bereich der Trichter 18, insbesondere auf den geneigten Wänden 22 abgelagert werden, sondern an diesen abgleiten. Die Darstellung der Fig. 3a zeigt zwei Trichter 18, die nebeneinander angeordnet sind. Wie mit Bezug zu den Fig. 3b und 3c noch verdeutlicht werden wird, können jedoch auch Trichter 18 nebeneinander in mehreren Reihen, also sozusagen matrixartig nebeneinander angeordnet werden.
  • Die Anzahl und Anordnung der Trichter 18 ist dementsprechend im Wesentlichen davon abhängig, wie groß die Grundfläche, insbesondere die Breite und die Tiefe der Reinigungswanne 04 ausfällt und wieviel Bauraum bodenseitig der Reinigungswanne 04 zur Verfügung steht. In der Ausführungsform der Fig. 3a bis 3c sind die Trichter 18 symmetrisch mit vier jeweils gleich geneigten Wänden 22 ausgebildet. Es können aber auch Ausführungsformen vorgesehen sein, in denen die Trichter 18, insbesondere die Pyramiden, keine quadratische Grundfläche aufweisen, sondern beispielsweise eine rechteckige Grundfläche aufweisen, in der dann die geneigten Wände 22 gegebenenfalls unterschiedliche Formen oder Flächen und/oder unterschiedliche Neigungen aufweisen können.
  • Insgesamt ist zur Ausbildung einer gleichmäßigen und rückströmungsfreien Strömung durch die Eintrittsfläche 14 jedoch vorteilhaft, wenn die Trichter 18 eine möglichst große Symmetrie aufweisen.
  • Die Fig. 3b zeigt eine Seitendarstellung der Reinigungswanne 04, die gegenüber der Darstellung der Fig. 3a um 90° gedreht ist. Dementsprechend ist zu erkennen, dass nicht nur zwei Trichter 18 nebeneinander in Breitenrichtung B sondern auch zwei Trichter 18 nebeneinander in Tiefenrichtung T angeordnet sind, sodass die Ausführungsform der Fig. 3a bis 3c in dem von der Reinigungswanne 04 abgewandten Bereich des Abflusses 08 vier Trichter 18 mit entsprechend geneigten Wänden 22 und Abflussöffnungen 16 sowie mit den Abflussöffnungen 16 verbundene Rohrleitungen 09 aufweist. Die erfindungsgemäß notwendigen Pumpmittel und Filtermittel sind in der Darstellung der Fig. 3b, wie auch bereits in der Darstellung der Fig.3a, nicht dargestellt.
  • Es ist jedoch erkennbar, dass sich auch in der Tiefenrichtung T die Eintrittsöffnung 14 des Abflusses 18 über die gesamte Raumrichtung also über die gesamte Tiefenrichtung T der Reinigungswanne 04 erstreckt. Selbst wenn die aufgeweiteten Bereiche der Reinigungswanne 04, die in der Fig. 3a dargestellt sind, die aber mit den Strömungserzeugungsmitteln 13 belegt sind, als Teil der Breite der Reinigungswanne 04 verstanden werden würden, was durch die Anordnung der entsprechenden Strömungserzeugungsmittel 13 nicht der Fall ist, so würde sich die Eintrittsöffnung 14 trotzdem über die vollständige Abmessung der Reinigungswanne 04 in zwei Raumrichtungen im Bodenbereich der Reinigungswanne 04 erstrecken. In der Darstellung der Fig. 3b sind abermals die Anregungsmittel 05 an der Seitenwand 06 der Reinigungswanne 04 dargestellt.
  • In der Draufsicht der Fig. 3c ist mit Blickrichtung auf die Eintrittsöffnung 14 erkennbar, dass sowohl in Tiefenrichtung T als auch in Breitenrichtung B jeweils zwei Trichter 18 mit jeweils geneigten Wänden 22 unterhalb der Eintrittsöffnung 14 angeordnet sind, die an ihrem jeweils tiefsten Punkt in die Abflussöffnungen 16 münden. Die Draufsicht der Fig. 3c lässt erkennen, dass damit über die gesamte Fläche, die durch die Abmessungen der Reinigungswanne 04 in Breitenrichtung B sowie in Tiefenrichtung T generiert wird eine Strömung erzeugbar ist, die auf die Eintrittsfläche 14 gerichtet ist und Partikel in Richtung der Eintrittsöffnung 14 und damit in Richtung des Ablaufes 08 transportiert.
    • Bezugszeichen
    • 01
    Reinigungsvorrichtung
    02
    Gebäude
    03
    Elektronik- und Steuereinheit
    04
    Reinigungswanne
    05
    Anregungsmittel
    06
    Seitenwände
    07
    Boden
    08
    Ablauf /Abfluss
    09
    Rohrleitung
    10
    Pumpmittel
    11
    Filtermitte
    12
    Rückführmittel
    13
    Strömungserzeugungsmittel
    14
    Eintrittsöffnung
    15
    Rinne
    16
    Abflussöffnung /Ablauföffnung
    17
    Spalt
    18
    Trichter
    19
    Abseparierungsvorrichtung
    20
    überstehender Bereich
    21
    Winkelbereiche
    22
    Wände
    B
    Breitenrichtung / Breite
    H
    Horizontalen
    T
    Tiefenrichtung
    α
    Winkel

Claims (18)

  1. Reinigungsvorrichtung (01) zur Reinigung von Werkstücken mit einer Reinigungswanne (04) zur Aufnahme eines Reinigungsfluids und zu reinigenden Werkstücken, wobei die Reinigungsvorrichtung (01) Anregungsmittel (05), insbesondere Ultraschallmittel, aufweist, die dazu eingerichtet sind, im Reinigungsfluid eine Kavitationswirkung zu erzeugen, wobei die Reinigungswanne (04) einen bodenseitigen Abfluss (08) aufweist, der so mit Pumpmitteln und Filtermitteln und Rückführmitteln (12) verbunden ist, dass eine Zirkulation des Reinigungsfluids und eine Filterung von Partikeln, insbesondere Schmutzpartikeln, aus dem Reinigungsfluid durch eine Umwälzung des Reinigungsfluids möglich ist, wobei die Reinigungsvorrichtung (01) Strömungserzeugungsmittel (13) umfasst, die eine Fluidströmung innerhalb der Reinigungswanne (04) auf den Abfluss (08) zu bewirken,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der bodenseitige Abfluss (08) wenigstens eine Eintrittsöffnung (14) aufweist, die sich in wenigstens einer Raumrichtung über mindestens 15%, bevorzugt mindestens 30%, besonders bevorzugt über die gesamte Abmessung, der Reinigungswanne (04) erstreckten.
  2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Eintrittsöffnung (14) als bodenseitiger Spalt (17) in einer Seitenwand (06) der Reinigungswanne (04) oder als Spalt in einem Boden der Reinigungswanne (4) ausgebildet ist, die sich über wenigstens 15%, bevorzugt wenigstens 30%, der Breite oder Tiefe, besonders bevorzugt über die gesamte Breite oder die gesamte Tiefe der Reinigungswanne (04) erstreckt.
  3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Boden (07) der Reinigungswanne (04), bevorzugt auf einer Innenoberfläche, wenigstens abschnittsweise einen Winkel von wenigstens 3°, bevorzugt wenigstens 5° mit der Horizontalen einschließt, wobei bevorzugt die so erreichte Neigung des Bodens (07) so ausgebildet ist, dass die Eintrittsöffnung (14) am tiefsten Punkt oder im Bereich des tiefsten Niveaus des Bodens (07) angeordnet ist.
  4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Spalt (17) an einen Boden (07) der Reinigungswanne (04) angrenzt und insbesondere todraumfrei ausgebildet ist.
  5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Eintrittsöffnung (14) nachgeordnet oder von der Reinigungswanne (04) abgewandt in einer Rinne (15) angeordnet ist, die mit einer Abflussöffnung (16) versehen ist, die bevorzugt zum Anschluss einer Rohrleitung (09) ausgebildet ist.
  6. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungserzeugungsmittel (13) bodenseitig an oder in einer Seitenwand (06) der Reinigungswanne (04) ausgebildet oder angeordnet sind, die der Eintrittsöffnung (14) gegenüberliegt.
  7. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im oberen Bereich (20) der Reinigungswanne (04) eine Abseparierungsvorrichtung (19) für Aufschwimmteile, insbesondere eine Überlaufrinne, angeordnet ist.
  8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich die Eintrittsöffnung (14) in zwei Raumrichtungen, insbesondere in Breitenrichtung (B) und in Tiefenrichtung (T), über die gesamten Abmessungen der Reinigungswanne (04) erstreckt.
  9. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Eintrittsöffnung (14) nachgeordnet oder von der Reinigungswanne (04) abgewandt wenigstens ein Trichter (18) angeordnet ist, der mit einer Abflussöffnung (16) versehen ist, die bevorzugt zum Anschluss einer Rohrleitung (09) ausgebildet ist.
  10. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Eintrittsöffnung (14) nachgeordnet oder von der Reinigungswanne (04) abgewandt eine Vielzahl von Trichtern (18) angeordnet sind, die in einer oder mehreren Reihen nebeneinander angeordnet sind.
  11. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vielzahl an Abflussöffnungen (16) in, insbesondere fluidtechnisch, identischer Art und Weise mit gemeinsamen Pumpmitteln (10) verbunden sind.
  12. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der wenigstens eine Trichter (18) einen sich in einer Höhenrichtung verjüngenden Querschnitt, bevorzugt eine Pyramidenform, aufweist, wobei geneigte Wände (22) einen Winkel (α) von wenigstens 5°, bevorzugt zwischen 30° und 60° mit der Horizontalen (H) einschließen.
  13. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Pumpmittel (10) zur Erzeugung eines Volumenstroms von mehr als dem 3-fachen, bevorzugt von mehr als 8-fachen, des Volumens der Reinigungswanne (04) ausgebildet sind.
  14. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungserzeugungsmittel (13) im oberen Bereich (20) der Reinigungswanne (04), bevorzugt unterhalb einer Abseparierungsvorrichtung (19) für Aufschwimmteile, insbesondere einer Überlaufrinne, angeordnet sind.
  15. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die die Strömungserzeugungsmittel (13) auf gegenüberliegenden Seiten der Reinigungswanne (04) angeordnet sind.
  16. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungserzeugungsmittel (13), insbesondere die Auslassdüsen, so ausgeführt und angeordnet wird, dass eine möglichst rückströmungsfreie Strömung im Reinigungsfluid erzeugbar ist.
  17. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Strömungserzeugungsmittel (13) sich über eine gesamte Raumrichtung der Reinigungswanne (04) erstrecken.
  18. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anregungsmittel Verschlussmittel, bevorzugt einen verschließbaren Deckel, und Pumpmittel, bevorzugt Unterdruckerzeugungsmittel, umfassen, wobei besonders bevorzugt die Reinigungswanne (4) mit den Verschlussmitteln verschließbar ist und die Reinigungswanne (4) fluidtechnisch so mit Pumpmitteln verbunden ist, so dass die Reinigungswanne mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist.
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