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Die Erfindun- betrifft ein Verfahren zum Reinigen von feinmechanischen
Kleinteilen durch nacheinander erfolgende Behandlung mit Reinigungs- und Spülflüssigkeiten
in einem Reinigungsgefäß, an das während der Behandlungszeit ein Vakuum gelegt wird.
Des weiteren betrifft sie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, gemäß
der oberhalb einer Behandlungskammer, die einen rotierenden Werkstückträger für
die zu behandelnden Teile aufweist, eine Absaugleitung für Dämpfe und an ihrem Boden
eine Zuleitung mit Steuerventilen zur wahlweisen oder vorgegebenen Verbindung mit
Flüssigkeitsbehältern vorgesehen sind.
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Die deutsche Gebrauchsmusterschrift 1725 648 zeigt eine Beizanlage,
bei der die in einem abgeschlossenen Beizbottich vorgesehene Beizflüssigkeit durch
einen Propellerrührer ständig umgewälzt wird. Dabei wird während der Behandlungszeit
über Saugkanäle ein Unterdruck an das Behandlungsgefäß gelegt.
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Die deutsche Patentschrift 972 359 zeigt eine Anlage zur Oberflächenbehandlung,
die im oberen Bereich mit einer Absaugvorrichtung versehen ist und die über Steuerventile
einzeln mit Behältern für die Reinigungsflüssigkeit bzw. Spülflüssigkeiten zu verbinden
ist. Auch dort rotiert im Reinigungsbehälter selbst ein Werkstückträger, und im
oberen Bereich ist eine Zuleitung für Luft vorgesehen.
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Bei bekannten Geräten der eingangs genannten Art ist zwischen dem
Reinigungsgefäß und den einzelnen Behältern der Reinigungs- und Spülflüssigkeiten
eine oder sind niehrere Flüssigkeitspumpen vorgesehen, die über ein oder mehrere
Steuerventile mit den Saugleitungen, die in den Behältern enden, verbunden werden
kann bzw. können.
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Bei dieser Anordnung besteht der Nachteil, daß sämtliche Reinigungs-
und Spülflüssigkeiten die Flüssigkeitspumpe durchströmen, so daß durch die jeweils
in der Pumpe verbleibenden Flüssigkeitsreste eine Vermischung der einzelnen Flüssigkeiten
stattfindet. Bekanntlich sind die in der Pumpe nach dem Pumpvorgang jeweils verbleibenden
Restflüssigkeitsmengen verhältnismäßig groß, so daß schon nach einer geringen Anzahl
von Reinigungs- und Spülvorgängen die einzelnen Flüssigkeiten so miteinander vermischt
sind, daß ein einwandfreier Reinigungs- und Spülvorgang nicht mehr gewährleistet
ist und die einzelnen Flüssigkeiten ersetzt werden müssen. Außerdem hat sich gezeigt,
daß sich in diesen Flüssigkeitspumpen leicht Schmutzreste absetzen, die zusätzlich
zu einer Verunreinigung der einzelnen Flüssigkeiten führen.
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Es ist auch bekannt, die in das Reinigungsgefäß einsetzbaren Teile,
Halter oder Körbe motorisch so anzutreiben, daß sie regelmäßige geradlinige oder
rotierende Bewegungen ausführen, so daß nicht nur eine chemische Reinigung durch
die betreffende Reinigungsflüssigkeit stattfindet, sondern zusätzlich noch mechanische
Reinigungseffekte durch die relative Bewegung zwischen den zu reinigenden Teilen
Lind der Flüssigkeit erzielt werden. Insbesondere bei feinmechanischen Kleinteilen,
die Hohlräume aufweisen, oder bei der Reinigung von nur teilweise oder nicht zerlegten
Uhrwerken von Kleinuhren versagen, jedoch diese bekannten Reinigungsmaschinen, weil
durch die Regelmäßigkeit der Bewegungen die Reinigungsflüssigkeit nicht an alle
Stellen der zu reinigenden Teile gelangt und somit auch die Reinigung nicht in der
-ewünschten Qualität erfolgen kann, Zur Verbesserung der Reinigungswirkung durch
entsprechende Reinigungsflüssigkeiten ist auch schon bekannt, nach dem Einfüllen
der Reinigungsflüssigkeiten in den Reinigungsbehälter in diesem durch Abpumpen einen
Unterdruck zu erzeugen und die zu reinigenden Teile in der Reinigungsflüssigkeit
Ultraschallschwingungen auszusetzen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren
und eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens zum Reinigen von feinmechanischen
Kleinteilen zu schaffen, wodurch einerseits gewährleistet wird, daß die einzelnen
Reinigungs- und Spülflüssigkeiten möglichst wenig vermischt werden, so daß diese
Flüssigkeiten die ihnen zugedachten Aufgaben möglichst lange und gut ausführen können,
und andererseits verbesserte Reinigungswirkungen auch an ungünstigen Stellen der
zu reinigenden Teile zu erzielen sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Reinigungs- und Spülflüssigkeiten durch Anlegen eines Vakuums in das Reinigungsgefäß
gesaugt werden. Der Erfindungszweck wird hierbei also lediglich durch das Einsaugen
der Flüssigkeiten erreicht.
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Die eingangs genannte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
in der Behandlungskammer ein über eine Nockenwelle mit erster Nockenscheibe betätigtes
Lufteinlaßventil angeordnet ist, wobei die gleiche Nockenwelle über eine zweite
Nockenscheibe auch einen Antriebsmotor für eine Vakuumpumpe und den Werkstückträger
sowie einen Zeitschalter mit Drehknopf schaltet. Hierdurch ist es möglich, durch
Einstellung des Zeitschalters das Steuerprogramm des Lufteinlaßventils und auch
der Vakuumpumpe ablaufen zu lassen, wobei beide Programme über die gemeinsame Nockenwelle
mit den beiden Nockenscheiben miteinander koordiniert sind.
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Mit Vorteil ist der Werkstückträger in der Behandlungskammer auf einer
durch den Motor angetriebenen Antriebswelle exzentrisch und um seine Achse frei
drehbar gelagert. Hierdurch wird es ermöglicht, daß der Werkstückträger zwei Drehbewegungen
gleichzeitig ausführt, die sich überlagern. Die eine dieser Drehbewegungen erfolgt
dabei regelmäßig, während die Drehung um die freie Achse unregelmäßig geschieht.
Hierdurch wird der Reinigungseffekt erhöht, da die Reinigungsflüssigkeit durch die
im wesentlichen elliptische Bewegung der zu reinigenden Kleinteile auch Zugang zu
den ungünstigsten Stellen dieser Teile findet.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. In der Zeichnung ist ein schematischer Aufbau einer Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt.
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Eine Behandlungskammer 1 ist mit einem Deckel 2 ausgerüstet,
welcher, mit einem Dichtungsring 3 versehen, den Innenraum der Kammer
1 luftdicht abschließen kann. Im oberen Bereich der Kammer 1
ist eine
Saugleitung 4 einer Vakuumpumpe angeschlossen. Die Vakuumpumpe 5 ist als
Membranpumpe ausgebildet, deren Membran 6 durch ein Pleuel 7 von einem
Exzenter 8 angetrieben wird. Der Exzenter 8 ist auf einer Antriebswelle
9 befestigt, die über eine Riemenscheibe 10 und einem Riemen
11
durch eine Rieinenscheibe 12 von einem Elektromotor
1,3
an-etrieben wird. Die Antriebswelle 9 ist in einer Buchse 14 im Boden der
Behandlungskammer 1 drehbar aelagert und trägt an seinem oberen Ende im Innenraum
der Kammer 1 eine Exzenterplatte 16. Auf dieser Exzenterplatte
16 sitzt frei drehbar die Achse 17 eines Teilehalters 18. Die
Lagerung der Achse 17 des Teilehalters 18 in der Exzenterplatte
16 ist so getroffen, daß die Achse 17 gegenüber der Rotationsachse
der Antriebswelle 9 radial versetzt ist, so daß bei der Drehung der Antriebswelle
9 und der mit dieser fest verbundenen Exzenterplatte 16 die Achse
17 eine Kreisbahn beschreibt. Der Teilehalter 18 besitzt zwei auf
der Achse 17
übereinander angeordnete Scheiben 19 und 20, auf denen
Haltevorrichtungen 21 zum Befestigen der zu reinig ,enden Teile angeordnet sind.
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Ebenfalls im oberen Bereich der Behandlungskammer 1 ist ein
Lufteinlaßventil 22 angeschlossen, das vorzugsweise elektromagnetisch betätigbar
und in seiner Ruhestellung offen ist.
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Am Boden der Kammer 1 befindet sich ein Rohrstutzen
23. der über eine Verbindungsleitung 24 mit der verstellbaren Kopfplatte
25 eines Steuerventils 26
verbunden ist. Die Kopfplatte 25 ist
über einen Bügel 27 mit einer Steuerwelle 28 und einem Drehknopf
29
ausgerüstet. Die Fußplatte 30 des Steuerventils 26 hat mehrere
Anschlußrohrstutzen, die einzeln je nach Winkelstellung der Kopfplatte
25 und der Verbindungsleitung 24 verbindbar sind.
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Die einzelnen Anschlußrohrstutzen 31, 32 und 33
stehen
über Verbindungsleitungen 34, 35 und 36 mit in den Deckeln 40,41 und
42 von Behältern 43,44 und 45 befestigten Tauchrohren 37, 38 und
39 in Verbindun-.
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Die Deckel 40,41 und 42 sind jeweils mit Lufteinlaßöffnungen 46 versehen.
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Zur Verminderung der sonst lästigen Arbeitsgeräusehe der Vaktiumpumpe
5 ist deren Auslaßstutzen 47 über eine Verbindungsleitung 48 mit einem Tauchrohr
49 verbunden, das die von der Vakuumpumpe 5
erzeugte Druckluft unterhalb des
Flüssigkeitsspiegels im Behälter 44 austreten läßt. Diese austretende Druckluft
kann dann durch die Lufteinlaßöffnung46 des Deckels 41 entweichen.
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Zur Trocknun- der gereinigten und gespülten Teile ist die Behandlungskammer
1 in an sich bekannter Weise von einem Heizmantel 50 umgeben. Um die
bei der Heizung entstehenden Kondensate in den Behälter 45, der die jeweils zuletzt
zum Einsatz kommende Spülflüssigkeit enthält, ableiten zu können, ist zwischen der
Bodenplatte 30 des Steuerventils 26 und dem Behälter 45 eine weitere
Verbindungsleitung 51
vorgesehen, die durch entsprechende Winkelverstellung
der Kopfplatte 25 des Steuerventils 26 mit der Verbindungsleitung
24 verbunden wird.
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Die Steuerung des Antriebsmotors 13 sowie des Lufteinlaßventils
22 erfolgt zweckmäßigerweise durch Mikroschalter 52 und 53. die von
Nockenscheiben 54 und 55 betätigt werden. Die Nockenscheiben 54 und
55 werden von einer gemeinsamen Welle 56 von einem Zeitschaltwerk
57 angetrieben, das durch einen Drehknopf 58. dem eine Zeitskala
59 zugeordnet ist, einstellbar ist.
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Die Wirkungsweise der eben beschriebenen Reinigungsmaschine ist folgende:
Nach dem Einsetzen des Teilehalters 18 mit den zu reinigenden Teilen auf
die Exzenterplatte 16 und dem Schließen des Deckels2 der Behandlungskammer
1 wird durch entsprechende Verdrehung des Drehknopfes 58 in Uhrzeigerdrehrichtung
um einen auf der Zeitskala59 ablesbaren Zeitwert vermittels der Nockenscheiben 54
und 55 und der beiden Mikroschalter 52 und 53 einerseits der
Antriebsmotor 13 eingeschaltet und andererseits das Lufteinlaßventil 22 geschlossen.
Die Kopfplatte 25 des Steuerventils 26 wird durch entsprechende Verdrehung
des Knopfes 29 in die Stellung gebracht, in welcher die Verbindungsleitung
24 mit dem Anschlußrohrstutzen 31
in Verbindung steht. Ob dieser Schaltvorgang
am Steuerventil 26 vor oder nach der Betätigung des Drehknopfes
58, d. h. also vor oder nach dem Einschalten des Antriebsmotors
13 stattfindet, ist an und für sich gleichgültig. Sobald der Antriebsmotor
13
läuft, wird durch die Drehung des Exzenters 8 auf der Antriebswelle
9 die Membrane 6 der Vakuumpumpe in Hubbewegungen versetzt, so daß
sie im-Innern der Kammer 1 ein Vakuum aufzubauen beginnt. Durch den dabei
entstehenden Unterdruck wird dann über die Verbindungsleitung 34, das Steuerventil
26 und die Verbindungsleitung 24 die in dem Behälter 43 befindliche Reinigungsflüssigkeit
in die Behandlungskammer eingesaugt. Sobald dieser Ansaugvorgang beendet ist und
sich die Reinigungsflüssigkeit des Behälters 43 bis auf einen kleinen Bodenrest,
der nach längerem Gebrauch meist Verunreinigungen enthält, in der Kammer
1 befindet, wird die Kopfplatte 25 des Steuerventils 26 in
eine Schließstellung gebracht, in welcher keine der Verbindungsleitungen 34,
35, 36 und 51 mit der Verbindungsleitung 24 bzw. mit der Behandlungskammer
in Verbindung steht. Da die Vakuumpumpe 5 bzw. deren Membrane, die von der
Antriebswelle 9 angetrieben wird, auch während des Reinigungsvorganges weiter
arbeitet, wird das Vakuum bzw. der Unterdruck in der Behandlungskammer laufend erhöht,
so daß die Reinigungsflüssigkeit, die meist einen sehr niedrigen Siedepunkt hat,
zum Sieden gebracht wird und dadurch einen sehr guten Reinigungseffekt hervorbringt.
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Während sich die Antriebswelle 9 dreht, führt, wie schon erwähnt,
die Achse 17 in der eingefüllten Reinigungsflüssigkeit eine Bewegung auf
einer Kreisbahn um die Achse der Welle 9 aus. Durch den Reibungswiderstand,
den die Haltevorrichtungen und die zu reinigenden Teile selbst in der Flüssigkeit
erzeugen, findet gleichzeitig eine Rotationsbewegung der Achse 17 mit den
beiden Scheiben 19 und 20 des Teilehalters 18 statt, so daß sich,
wie schon erwähnt, zwei Rotationsbewegungen überlagern, von denen die eine einer
Gesetzmäßigkeit folgt und die andere dauernd veränderlich ist, weil sich die Reibungswiderstände
je nach gerade vorherrschender Bewegungsrichtung dauernd ändern. Durch diese
Unregelmäßigkeit der Bewegung der zu reinigenden Teile in der Reinigungsflüssigkeit,
bei der auch sehr unregelmäßige Beschleunigungen auftreten, wird ein mechanischer
Reibungseffekt zwischen Flüssigkeit und den zu reinigenden Teilen und somit ein
sehr guter mechanischer Reinigungseffekt erzielt, bei dem die Flüssigkeit mit Sicherheit
an alle, auch an die ungünstigen Stellen der zu reinigenden Teile gelangt.
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Sobald die durch den Drehknopf 58 an der Zeitskala eingestellte
Zeit abgelaufen ist und die Nockenscheiben 54 und 55 die Mikroschalter
52 und 53 geöffnet haben, wird einerseits der Motor 13 abgeschaltet
und andererseits das Lufteinlaßventil 22 wieder geöffnet, so daß nach entsprechender
Verstellung der
Kopfplatte 25 des Steuerventils
26 die Reinigungsflüssigkeit über die Verbindungsleitung 24, das Steuerventil
26 und die Verbindungsleitung 34 wieder in ihren Behälter 43 zurückfließen
kann.
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In dieser Stellung des Steuerventils 26 wird nun zweckmäßi--erweise
ein sogenannter Schleudervorgang eingiehaltet, was dadurch geschieht, daß durch
eine begrenzte Drehbewegung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn des Drehknopfes
58 nur der Mikroschalter 52 geschlossen und der Motor 13 eingeschaltet
wird, während der Mikroschalter 53 auf Grund des etwa einen Winkel von
600 einschließenden Ausschnittes 60 am Umfang der Nockenscheibe
55 offen bleibt.
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Dadurch kann, weil das Lufteinlaßventil 22 geöffnet bleibt, die Pumpe
5 im Innern des Reinigungsgefäßes 1 kein Vakuum aufbauen, so daß die
bereits zurückgeflossene Reinigungsflüssigkeit des Behälters 43 nicht wieder angesaugt
wird.
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Nach Beendigung des Schleudervorganges wird der erste Spülvor,--ang
eingeleitet, indem durch entsprechende Verstellung der Kopfplatte 25 des
Steuerventils 26 der Anschlußstutzen 32 mit der Verbindungsleitung
24 und der Kammer 1 verbunden wird und durch entsprechende Verdrehung des
Drehknopfes 58 in Uhrzeigerdrehrichtung der Motor 13 eingeschaltet
und das Lufteinlaßventil 22 geschlossen wird. Es wiederholen sich nunmehr die gleichen
Vorgänge wie beim vorausgegangenen Reinigungsvorgang. Nach Beendigung des ersten
Spülvorganges kann wieder auf die gleiche Weise, wie vorher beschrieben, ein Schleudervorgang
durchgeführt werden und anschließend der letzte Spülvorgang, indem das Steuerventil
26 die Verbindung mit dem Behälter 45 der letzten Spülflüssigkeit herstellt.
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Nach oder während des letzten Schleudervorganges kann dann auf an
sich bekannte Weise die Heizung 50 eingeschaltet werden und durch entsprechende
Verstellung der Kopfplatte 25 des Steuerventils 26 die Verbindungsleitung
51 mit der Verbindungsleitung24 verbunden werden.
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Es ist noch zu erwähnen, daß statt eines durch einen Drehknopf
29 zu betätigenden Steuerventils 26
mehrere elektromechanisch steuerbare
Ventile vorgesehen sein können, die beispielsweise durch eine automatische Programmsteuerung
steuerbar sind, so daß eine Verstellung von Hand nicht mehr nötig ist. Die Steuerung
solcher elektroniagnetisch betätigbarer Ventile könnte beispielsweise durch eine
Programmnockenscheibe erfolgen, die von einem Zeitschaltwerk angetrieben wird.
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Um die Reinigungsibaschine vollautomatisch arbeeiten zu lassen und
lediglich durch die Betätigung eines Druckknopfes ein- und ausschaltbar zu machen,
ist es nur not-,#vendig, ein passendes Zeitschaltwerk 57,
das gleichzeitig
die Steuerung der Ventile, die die Aufgabe des Steuerventils 26 übernehmen,
sowie des Antriebsmotors 13 und des Lufteinlaßventils 22 bewirkt, elektromotorisch
beispielsweise durch einen Synchronmotor anzutreiben.