DE1966780C3 - Verfahren zum Reinigen und/oder Behandeln von Werkstücken in einem Strom eines Arbeitsmittels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen und/oder Behandeln von Werkstücken, bei dem in einem Strompfad ein Strom eines Arbeitsmittels gebildet wird und die Werkstücke in einen Eintrittsbereich des Strompfades eingebracht, von dem Arbeitsmittel weiterbefördert und nach Zurücklegen einer vorgegebenen Strecke aus einem Austrittsbereich, in welchem das Arbeitsmittel von den Werkstücken abgetrennt und ggf. im Kreislauf zurückgeführt wird, wieder entnommen werden.

Bei einem bekannten Verfahren der beschriebenen Art (US-PS 27 60 873) werden die Werkstücke durch schleusenartige Ventile oder ein oberes offenes Ende eines genügend hoch geführten F.intritlsrohrcs in den von einer Rohrleitung verkörperten Strompfad eingebracht, von dem darin umgepumpten flüssigen Arbeitsmittel mitgenommen und gereinigt (sterilisiert) und am Ende des Strompfades über einen Rost abgegeben, durch den das Arbeitsmittel zur Umwälzpumpe zurückläuft. Wegen der mechanischen Probleme beim Einführen und Entnehmen der Werkstücke aus dem

Sirompfad sind dabei hohe Strömung*- und Transportgeschwindigkeiten nicht zu erzielen. Außerdem ist nur eine einzige Reinigungsbehandlung möglich, und offenbar wegen der geringen erzielbaren Arbeitsgeschwindigkeit und der genannten mechanischen Probleme beim Einführen und Entfernen der Werkstücke war an eine Verwendung mehrerer Strompfade nicht gedacht. Ähnliches gilt auch für eine andere bekannte Vorrichtung (DE-AS 1136 635), bei der die Werkstücke ebenfalls über mechanische Schleusen in eine Rohrleitung eingeführt werden.

Andererseits war es bekannt (US-PS 18 37 159), bei der Reinigung und Behandlung eines zusammenhängenden Stahlbandes mehrere mit verschiedenen Arbeitsmitteln beschickte Strompfade hintereinander zu schalten; dabei handelt es sich aber nicht um ein Verfahren, mit dem eine große Anzahl von einzelnen getrennten Werkstücken von dem Arbeitsmittel weiterbefördert wird, und die erwähnten Probleme bei Zu- und Abfuhr solcher vereinzelter Werkstücke konnten wegen der Kontinuität des Stahlbandes gar nicht auftreten.

Offenbar wegen der geschilderten Schwierigkeiten und wegen des weiteren Problems, mehrere Arbeitsstufen, die verschiedene Einwirkungszeiten und Einwirkungsbedingungen erfordern, miteinander in Reihe zu synchronisieren, ist bei der serienweisen Ausführung mehrerer Reinigungs- und/oder Behandlungsschritte die Praxis beibehalten worden, die Werkstücke durch mehrere stationäre Arbeitsstationen an mechanisch bewegten Trag- und Halteeinrichtungen zu befördern. Typisch dafür sind die in der Galvanotechnik verwendeten Einrichtungen, insbesondere Werkstück-Traggestelle, die zwischen den einzelnen Arbeitsstationen befördert und in die dort jeweils befindlichen Flüssigkeitsbehälter eing ;aucht werden; kleinere Werkstücke werden oft auch in Form geschütteter Mengen verwendet, die in durchbrochene Aufnahmebehälter eingefüllt und in diesen Aufnahmebehältern durch die einzelnen A.beitsstationen befördert werden. Diese zuletzt beschriebene Arbeitsweise ist baulich aufwendig, platz- und zeitraubend und erfordert sorgfältige Wariupgsarbeiten, insbesondere wenn in korrosiver Atmosphäre gearbeitet wird, wie sie zum Beispiel sich bei der galvanischen Behandlung unvermeidlich einstellt.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen Serien von Arbeitsgängen an Werkstücken mit hoher Geschwindigkeit und hoiwr Intensität und Gleichmäßigkeit durchgeführt werden können; dabei soll der Aufwand für Konstruktion, Platz und Wartung nur gering sein, und das Verfahren und die Vorrichtung sollen ohne große Änderungen vielfältig verwendbar und an die verschiedensten Aufgaben leicht anpaßbar sein.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens gelöst mit einem Verfahren der eingangs angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zur aufeinanderfolgenden Ausführung mehrerer Reinigungs- und/oder Behandlungsschritte mehrere voneinander getrennte, vorzugsweise mit verschiedenen Arbeitsmitteln beschickte Strompfade gebildet werden, daß in jedem Strompfad ein Eintrittsbereich gebildet wird, in welchem das betreffende Arbeitsmittel als Injektor-Treibströmung zum Einsaugen der Werkstükkc verwendet wird, ur.r daß die Werkstücke, die nacheinander durch mehrere Stronipfade transportiert werden, dabei jeweils vom Austrittsbereich eines durchlaufenden Strompfades in den Einlrittsbereich des nächsten Strompfades geführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr einfach, kann mit sehr einfachen und wenig störanfälligen Vorrichtungen leicht ausgeführt werden und ermöglicht dennoch hohe Arbeitsgeschwindigkeiten, weil langsam arbeitende Bauteile wie mechanische Schleusen, die überdies störanfällig und baulich aufwendig sind, vollständig vermieden werden. Die Einsaugung der Werkstücke mittels des von dem Arbeitsmittel gebildeten Injektor-Treibstromes erfolgt außerordentlich schnell, störungsfrei und verschleißarm.

Es ist zwar bei Druckluft-Förderanlagen für in großen Stückzahlen zu befördernde Werkstücke bereits bekannt, die Werkstücke mit Hilfe eines mit der Druckluft betriebenen Injektors durch ein in Richtung der Strömung in die Rohrleitung einmündendes Zuleitungsrohr einzuspeisen (DE-AS 11 60 793), doch war dabei weder an die Möglichkeit gedacht ν ^-den, irgendwelche anderen strömungsfähigen Medien einzusetzen, noch überhaupt daran, daß ein gleichzeitiges Bearbeiten und Behandeln in einer Rohrleitung zu den beschriebenen beträchtlichen Vorteilen und Vereinfachungen

:·> führen könnte.

Die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die Angabe beleuchtet, daß bei behälterartigen Werkstücken, die im wesentlichen den gesamten Querschnitt des Strompfades ausfüllen, bei

jo optimaler gegenseitiger Anpassung der Transportgeschwindigkeiten und Aufenthaltszeiten in den einzelnen Strompfaden ein Durchsatz von beispielsweise 100 bis über 1000 Werkstücken pro Minuie erzielt werden kann.

Ein weiterer sehr bedeutsamer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die räumliche Anordnung und Gestaltung praktisch beliebig is!. Wenn die Strompfade durch Rohrleitungen verkörpert werden,

κι können die Rohrleitungen in Form und Verlauf den jew-.iligen räumlichen Gegebenheiten weitgehend angepaßt werden, so daß man auch sonst ungenutzte Räume, zum Beispiel unter einem Fußboden oder an der Decke, nutzen kann und die Rohrleitungen den

ι > normalen Arbeitsraum nicht beeinträchtigen.

]e nach Wahl des Arbeitsmittels, das zum Beispiel aus Gasen, Flüssigkeiten und Gemischen von Gasen und Flüssigkeiten, Suspensionen und Aufschlämmungen bestehen kann, lassen sich Reinigungs- und/oder

vi Behandlungsvorgänge der verschiedensten Art bequem und rasch ausführen.

Die Rohrleitungen, durch welche die Werkstücke und das Arbeitsmittel umgewälzt werden, können aus Metall oder Kunststoff, beispielsweise stranggepreßtem Kunst-

■·"> stoff aus zum Beispiel Polyvinylpolymerisaten oder Mischpolymerisaten, bestehen, so daß auch komplizierte Querschnitte mit geringen Kosten verwirklicht werden können, beispielsweise bei Rohren, die auf der Innenseite Leitflächen oder Nuten aufweisen, durch die

w) das Strömungsbild und/oder die Werkstückbewegung in gewünschter Weise beeinflußt werden können. Durch diese und andere Mittel kann ohne weiteres erreicht werden, daß sich ein stromlinienförmiger, ein schraubenförmiger oder ein turbulenter Strömungsverlauf

<■> ergibt.

Die Erfindung, ihre Ausgestaltungen und Vorteile werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindune mit der Zeichnung näher beschrieben,

wobei alle sich vom Stand der Technik unterscheidenden Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung sein können.

Fig.! ist eine schematische Draufsicht auf eine Reihe miteinander verbundener Bearbeitungsvorrichtungen mit Rückführung, nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in einem größeren Maßstab einen senkrechten Längsschnitt durch eine Einführvorrichtung zum Einführen eines Werkstückes in das Einlaßende einer Rohrleitung und zeigt schematisch die zugeordneten Rohrleitungen zum Zuführen des Arbeitsmittels.

Fig. 2A ist ein vergrößerter, senkrechter Längsschnitt durch eine der Fig. 2 ähnlichen Einführvorrichtung, die sich besonders dazu eignet, ein Werkstück in der Form eines zylindrischen Behälters und das Arbeitsmittel in dss Einläßende einer zur Bssrbsituri" dienenden Rohrleitung einzuführen.

Fig. 2B ist ein senkrechter Längsquerschnitt durch eine weitere Ausführung einer Einführvorrichtung zum Einführen von Werkstückbehältern und Arbeitsmitteln in den Einlaßabschnitt der Bearbeitungs-Rohrleitung.

F i g. 2C ist ein senkrechter Aufrißquerschnitt entlang der Linie 2C-2C durch die in Fig. 2B dargestellte Einführvorrichlung.

Fig 3 ist ein senkrechter Längsschnitt durch eine Ausführung einer Axialpumpe, die als Einführvorrichtung oder al·, ein in der Leitung angeordneter Strömungsversiiärker dienen kann.

Fig. 4 ist eine teilweise schaubildliche Ansicht der in F i g. 1 neben dem Vorratsbehälter für das Arbeitsmittel dargestellten Vorrichtung.

Fig. 5 ist ein teilweise im Schnitt gehaltener, bruchstückhafter seitlicher Aufriß einer weiteren Anordnung einer Einführvorrichtung, die unterhalb des Pegelstandes des in dem Vorratsbehälter befindlichen Arbeitsmittels angeordnet und in dem Arbeitsmittel versenkt ist.

F i g. 6 bis 11 einschließlich sind Querschnitte durch die Bearbeitungsrohrleitung und zeigen verschiedene Ausführungen derselben.

Fig. 12 ist ein Querschnitt durch eine Rohrleitung.die auf ihrer Innenseite mehrere, nach innen gerichtete Flügel aufweist, welche dazu dienen, eine Richtungsführung auf das durch die Rohrleitung strömende Arbeitsmittel auszuüben.

Fig. 13 ist ein teilweise im Schnitt gehaltener seitlicher Aufriß und zeigt die Spiralausbildung der Flügel der in Fi g. 12 dargestellten Rohrleitung.

Fig. 14 ist ein senkrechter Schnitt durch eine weitere Rohrleitungsausführung.

Fig. 15 ist ein senkrechter Schnitt wiederum durch eine weitere Rohrleitungsausführung.

Fig. 16 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Rohrleitung, die mehrere, jeweils in den Ecken angeordnete und in Längsrichtung verlaufende Rohrleitungen mit einer Reihe von öffnungen über ihre Länge aufweist, durch welche ein Arbeitsmittel in das Innere der Rohrleitung eingeführt werden kann.

F i g. 17 ist eine abgeänderte Ausführungsform der in F i g. 16 dargestellten Rohrleitung.

Fig. 18 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Rohrleitung, welche auf ihrer Innenseite mehrere Spiralnuten aufweist, die dazu dienen, dem durch die Rohrleitung strömenden Arbeitsmittel einen bestimmten, gesteuerten Strömungsverlauf zu erteilen.

Fig. 19 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Rohrleitung, die mit einer in eine Düse auslaufenden Zuführleitung versehen ist, welche dazu dient, ein Arbeitsmittel in Tangentialrichtung in das Innere der Rohrleitung einzuführen.

Fig. 20 ist ein bruchstückhafter, teilweise im Schnitt gehaltener seitlicher Aufriß eines Abschnittes der Bearbeitungsrohrleitung, welcher mit einem Strömungsverstärker ausgestattet ist, der in der Weise arbeitet, daß ein Teil des Arbeitsmittels aus der Rohrleitung abgezogen und dann unter erhöhtem Druck mit erhöhter Geschwindigkeit wieder in die Rohrleitung zurückgeführt wird.

Fig. 21 ist eine abgeänderte Ausführungsform des in F i g. 20 dargestellten Strömungsverstärkers.

Fig. 22 ist ein bruchslückhafter seitlicher Aufriß einer Ausführung des Auslaßendes der Rohrleitung, welches dazu dient, ein Werkstück aus dem Arbeitsmittpl 7ii pnlnptimpn

Fig. 23 ist ein senkrechter Schnitt entlang der Linie 30-30 durch die in F i g. 22 dargestellte Vorrichtung.

F i g. 24 ist ein bruchstückhafter, waagerechter Längsschnitt entlang der Linie 31-31 durch ein Führungsrohr der Vorrichtung der F i g. 23,

Fig. 25 ist ein bruchstückhafter senkrechter Schnitt

:i durch eine weitere Ausführung eines bogenförmigen Führungsschuhs, der dazu dient, Werkstücke von dem Auslaß' nde einer Rohrleitung um den Umlenkabschnitt herum zu dem Einlaßende einer benachbarten Rohrleitung zu führen.

in Fig. 26 ist eine schaubildliche Darstellung eines typischen Trägers, in den ein oder mehrere Werkstücke eingelegt werden können, die durch die Vorrichtung hindurchbefördert und in dieser bearbeitet werden sollen.

!5 Fig. 27 ist ein Längsschnitt durch den in F i g. 26 dargestellten Träger, der mehrere kleine Werkstücke enthält, und

Fig. 28 ist ein Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform eines Trägers, in welchem ein einzelnes Werkstück abnehmbar befestigt ist.

Unter den in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Ausdrucken »Behandeln« oder »Behandlung« soll jede beliebige mechanische, chemische oder physikalische Behandlung von Werkstücken verstanden werden, während der Ausdruck »Arbeitsmittel« ein beliebiges Strömungsmittel bezeichnet, das z. B. gasförmig, flüssig oder fließfähig ist und aus einem Stoff oder einem Gemisch von Stoffen in einem oder in verschiedenen Aggregatzuständen besteht.

V) F i g. 1 erläutert ein Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung besteht aus drei einzelnen Abschnitten A. B. C, die getrennte Strompfade mit jeweils einem eigenen Arbeitsmittel bilden. Die Werkstücke werden nacheinander durch die Strompfade transportiert, so daß sie nacheinander verschiedenen Reinigungs- oder Behandlungsvorgängen unterworfen werden. Jeder der drei Abschnitte A, Bund Chat einen Behälter 50 für das Arbeitsmittel, das hier jeweils aus einer Flüssigkeit besteht Ober eine Saugleitung 52 wird Arbeitsmittel aus dem Behälter 50 abgezogen und dem Einlaß einer von einem Motor 56 angetriebenen Kreiselpumpe 54 zugeführt Das unter Druck stehende Arbeitsmittel wird von der Pumpe 54 über eine Zuführleitung 58 a!s injektor-Treibrnittei in eine Einführvorrichtung gedrückt die im Eintrittsbereich an einer den Strompfad verkörpernden, etwa U-förmigen Rohrleitung 62 angeordnet ist Um die Kreislaufführung

des Arbeitsmittels zu erleichtern, ist das Einlaßende 64 der Rohrleitung 62 neben dem Auslaßende 66 angeordnet. Mehrere in gestrichelten Linien dargestellte Werkstücke 68 werden über eine Werkstück-Zuleitung 70 kontinuierlich in das Einlaßendc 64 und damit in den Eintrittsbereich des von der Rohrleitung 62 gebiltii.en Strompfades eingeführt, von dem Arbeitsmittel in Pfeilrichtung durch die Rohrleitung 62 weiterbefördert und schließlich nach Zurücklegen der durch die Rohrleitung 62 vorgegebenen Strecke aus einem Austrittsbereich durch das Auslaßende 66 abgegeben. Das Auslaßende 66 jeder der Rohrleitungen befindet sich oberhalb des zugeordneten Behälters 50, so daß in dem Austrittsbereich das aus dem Auslaßende 66 abgegebene Arbeitsmittel von den Werkstücken abgetrennt wird, zum Behälter 50 zurückkehrt und von der Pumpe 54 im Kreislauf zur Einführvorrichtung 54 /.mück uiiu ei neu! uuicii die Ruinieiimtg gepunipi werden kann. Die Werkstücke 68 werden aus dem Auslaßbereich über eine bogenförmige Übergaberutsche 72 entnommen, die das Auslaßende 66 der Rohrleitung mit dem Einlaßende 64 der im Gesamtverfahren als nächstes zu durchlaufenden benachbarten Rohrleitung verbindet. Durch die Übergabe rutsche oder Übergabevorrichtung 72 werden also die Werkstücke nacheinander durch mehrere Strompfade geführt, und zwar jeweils vom Austrittsbereich eines durchlaufenden Strompfades in den Einlrittsbereich des nächsten Strompfades. Dabei kommen die Werkstücke nacheinande. mit jedem der drei in den Behältern 50 befindlichen Arbeitsmittel in Berührung.

Nach dem Austreten aus dem letzten Abschnitt C werden die Werkstücke über eine Abgabevorrichtung oder Abgaberüische 74 welierbefördc-ri und weiicier Bearbeitung, einem Zusammenbau, einem Verpakkungsvorgang oder dergleichen zugeführt.

Man erkennt ohne weiteres, daß Werkstücke der verschiedensten Art bearbeitet werden können. Die Werkstücke müssen lediglich so beschaffen sein, daß sie eine bequeme Handhabung in Rohrleitungen vertretbarer Größe und unter Verwendung leicht zu erzielender Arbeitsmittel-Strömungsgeschwindigkeiten ermöglichen. Demgemäß lassen sich besonders gut zylindrische Werkstücke von kreisförmigem, rechteckigem, quadratischem oder unregelmäßigem Querschnitt, die entweder aus Hohl- oder Festkörpern bestehen, sowie Kugeln, napfförmige Gegenstände, kleine Stanzteile und dergleichen in der beschriebenen Weise transportieren und reinigen und/oder behandeln. Es versteht sich, daß das Werkstück eine Größe haben muß. die einen ungehinderten Durchgang durch die Rohrleitung einschließlich aller Biegungen oder Windungen gestattet. Zylindrisch geformte Werkstücke werden normalerweise koaxial in die Rohrleitung eingeführt und verbleiben in dieser koaxialen Ausrichtung während der gesamten Fortbewegung in der Rohrleitung. Werkstücke unregelmäßiger Gestalt oder verhältnismäßig kleiner Größe können dagegen in beliebiger Ausrichtung eingeführt und in Form einer Auschlämmung befördert werden; solche Werkstücke können je nach Wunsch an Trägern oder in offenen Behältern angeordnet werden, um ihre Handhabung zu erleichtern.

Die große Vielzahl an verarbeitbaren Werkstücken und Arbeitsmitteln macht das Verfahren für einen großen Bereich unterschiedlicher Aufgaben geeignet, beispielsweise Reinigen mit mehreren verschiedenen Reinigungsmitteln, elektrolytische Behandlungen, chemische Behandlungen, Beschichtungen, mechanische Bearbeitungen, elektromechanische Bearbeitungen usw., Beispiele für chemische Behandlungen sind das chemische Reinigen, das Aufbringen von chemischen Umwandlungsbeschichtungen einschließlich der Beschichtung mit Chromaten oder Phosphaten, das Abbeizen mit Säure, das Spülen, das Tauchbeschichten, das Ätzen, das Aufbringen nicht-galvanischer Überzüge aus beispielsweise Kupfer, Chrom, Silber, Nickel, Kobalt usw., das chemische Trocknen unter Verwendung eines

ic organischen Lösungsmittels wie zum Beispiel Trichlorethylen, das Imprägnieren, Ablaugen, Färben und dergleichen. Metallische Werkstücke können auch elektrolytisch behandelt werden, beispielsweise zum Galvanisieren und/oder zum elektrolytischen Reinigen, wobei die Werkstücke während wenigstens eines Teils ihrer Fortbewegung durch die Arbeits-Rohrleitung an eine elektrische Spannung gelegt werden. Das Aufbringen von schmückenden oder schützenden überzügen kann unter Verwendung von Arbeitsmitteln erfolgen, die aus dem Beschichtungsstoff selbst und Vernetzungsoder Emulsions-Beschichtungsflüi.sigkeiten bestehen, die eine Ablagerung eines entsprechenden Überzuges auf den freiliegenden Oberflächenteilen eines Werkstücks bewirken.

Auf den Oberflächen der Werkstücke lassen sich ferner verschiedene mechanische Bearbeitungen ausführen, beispielweise Schleifen, indem ein Arbeitsmittel verwendet wird, das suspendierte Schleifteilchen enthält. Verschiedene elektromechanische Behandlungen sind durch Anwendung bekannter induktiver und dielektrischer Heizverfahren möglich, mit denen die Werkstücke während wenigstens eines Teils ihrer Fortbewegung durch die Rohrleitung erwärmt werden, während sie in einem Fiüssigkeiismedium gewünschter Art und Zusammensetzung eingetaucht sind. In entsprechender Weise können die Werkstückoberflächen getrocknet werden, während die Werkstücke durch eine Rohrleitung befördert wurden; dabei wird als Arbeitsmittel beispielsweise erwärmte Luft verwendet.

Ferner kann ein Überzug auf die Werkstückoberflächen mit Hilfe eines Wirhplhpttvprff hrpns aiilVphrarht werden, wobei eine Vielzahl von abzulagernden Teilchen in einem gasförmigen Arbeitsmittelstrom verwirbelt wird.

Typisch für eine leicht ausführbare mehrstufige Reinigung und Behandlung ist eine· Elektroplattierung oder Galvanisierung, bei welcher die Werkstücke zunächst in einem Arbeitsmittel aus einer organischen oder wäßrigen Reinigungslösung vorgereinigt, dann mit einem Arbeitsmittel aus einer Neutr^i-ierungs- oder Aktivierungslösung behandelt und cLnn je nach Bedarf zwischendurch und anschließend mit Wasser gespült und mit deionisiertem Wasser fertig gereinigt werden. Nach dem Reinigungs- und Spülvorgang werden die Werkstücke in einem Behandlungs-Strompfad galvanisiert, in welchem sich ein geeigneter Elektrolyt als Arbeitsmittel befindet und die Werkstücke derart an elektrische Spannung gelegt werden, daß sich ein gewünschter metallischer Überzug Eiuf den Oberflächen der Werkstücke bildet. Abschließend werden die Werkstücke gespült und j c nach dem betreffenden Metall und dem Typ der aufgebrachten Plattierung nachbehandelt Der Galvanisierungsvorgang selbst kann bekannten Verfahren entsprechen, die sonst unter Verwendung mechanischer Transporteinrichtungen in stationären Behältern durchgeführt werden, in welche die Werkstücke in bekannter Weise nacheinander eingetaucht werden.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte injektorartige Einführvorrichtung 60, die insbesondere bei der Reinigung oder Behandlung von Werkstücken geeignet ist, die die Rohrleitung nahezu vollständig ausfüllen. Die Einführvorrichtung 60 enthält ein Werkstück-Zuleitungsrohr 78 mit einer Beschichtung 80 aus reibungsarmem Material, insbesondere Polytetrafluorethylen, auf der Innenseite. Ein sich verjüngender Einlaßabschnih 82 erleichtert das Einführen von vVerkstücken 84, die beispielsweise über eine der bereits in Verbindung mit F i g. I beschriebenen Übergabe- oder Abgabeeinrichtungen 72 zugeführt werden. Eine Ringleitung 86 umgibt den Einlaßabschnitt 82 und wird durch einen Bundring 88, der auf einem Gewindeabschnitt des Werkstück-Zuleitungsrohrs 78 angebracht ist, konzentrisch zu dem Einlaßabschnitt 82 gehalten.

Um die Bewegung eines Werkstücks in die Einführvorrichtung zu erleichtern, sind Transporthilfsmittel vnrppiphpn· Hipsp hpstphpn hipr aii^ pinpr iinipr pinpm

Winkel angeordneten ringförmigen Hilfsdüse 102 an der Ringleitung 86; aus der Hilfsdüse wird ein Arbeitsmittelstrahl auf die innere Oberfläche der Beschichtung 80 gerichtet, so daß dort ein Flüssigkeitsfilm gebildet wird, auf welchem das Werkstück reibungsarm und leicht beweglich gelagert ist. Das Arbeitsmittel wird der Ringleitung 86 über eine Zufürhleitung 104 zugeführt, die ihrerseits mit der vom Auslaß der Pumpe kommenden Druckleitung 58 verbunden ist.

Das Werkstück-Zuleitungsrohr 78 wird durch ein Gehäuse 90 gehalten, das an seinem vorderen (in F i g. 2 rechten) Ende einen Ringflansch 92 aufweist. An dem Ringflansch 92 ist ein Flansch 94 abgedichtet befestigt, derein Rohr 96 kreisförmig umgibt.

Das Rohr 96 kann mit der Rohrleitung 62 verbunden oder in einem Stück mit dieser ausgebildet sein. Der in Fig. 2 unter Abschnitt des Gehäuses 90 hat ebenfalls einen Flansch 98, an welchem eine Zuführleitung wie beispielsweise die bereits in Verbindung mit Fig. I beschriebene Druckleitung 58 befestigt ist, die dazu dient. Arbeitsmittel in das Innere des Gehäuses einzuführen. Das Werkstück-Zuleitungsrohr 78 und das Rohr 96 haben an ihren einander benachbarten Enden sich einander entsprechende verjüngende Ränder, so daß zwischen ihnen eine sich verjüngende Ringdüse 100 gebildet wird. Bei dieser Anordnung wird das in dem Behälter 50 befindliche Arbeitsmittel in der in Fig. 2 schematisch dargestellten Weise durch die Pumpe 54 über die Druck- oder Zuführleitung 58 in das Innere des Gehäuses 90 eingeführt, welches eine in Verbindung mit dem Einlaß der Ringdüse 100 stehende Kammer bildet. Das Arbeitsmittel wird durch die Ringdüse in Form eines Hochdruckkegels abgegeben, füllt dadurch das Rohr 96 und erzeugt eine Saugwirkung am Einlaß des Werkstück-Zuleitungsrohres 78, so daß das Werkstück 84 in Längsrichtung in die Einführvorrichtung hineingezogen und dann von dem Arbeitsmittelstrom mitgenommen wird. Die Ringdüse kann außerdem unter einem Winke! angeordnete Leitbleche aufweisen, durch welche das abgegebene Arbeitsmittel in eine schraubenförmige Strömungsverteilung geleitet wird, die je nach den verwendeten Werkstücken und Arbeitsmitteln in einigen Fällen bevorzugt wird.

F i g. 2A zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform einer Einführvorrichtung, für die im übrigen die vorstehende Beschreibung zu F i g. 2 gleichfalls gilt. Bei der Ausführung nach F i g. 2A haben die Rohrhüise 79 und das innere Ende der Rohrleitung 96 an ihren benachbarten Enden einander entsprechende, sich verjüngende Ränder, die zwischen sich eine sich verjüngende ringiörmige Düse 99 bilden, durch welche das unter Druck stehende Arbeitsmittel von dem Gehäuse aus in das Innere der Rohrleitung abgegeben wird. Die Düse 99 hat eine Reihe von Leitschaufeln oder Leitflächen 95. die in bezug auf die Längsachse der Rohrleitung 72 (Fig. 1) unter einem Winkel und versetzt angeordnet sind, so daß das Arbeitsmittel in schraubenförmiger Strömung abgegeben wird; dadurch

to bildet sich eine sich schnell drehende flüssige Wand, die in Fig. 2A bei 97 in gestrichelten Linien angedeutet ist. Diese flüssige Wand erstreckt sich über die innere Oberfläche der Rohrleitung und hat einen bei 99 angedeuteten mittleren Wirbel. Bei dieser Anordnung hat das Arbeitsmittel eine kombinierte Rotations- und Longitudinalkomponente, durch welche die in dem Arbeitsmittel mitgeführten Werkstücke in schnelle Drehung versetzt und in Längsrichtung durch die den 5trnrnnfpH hilrlpnHp P.ohrlsii'J™" fortbcWC™' WCrdc" wobei ihre Oberflächen während der Fortbewegung gleichzeitig gereinigt bzw. behandelt werden. Die Turbulenz der im Arbeitsmittel ausgebildeten Wirbelströmung sichert eine innige Berührung des Arbeitsmittels mit den Oberflächen des Werkstücks und hält außerdem die Zusammensetzung des Arbeitsmittels homogen.

F i g. 2B und 2C zeigen eine weitere Ausführungsform einer injektor- oder induktorartigen Einführvorrichtung, die sich insbesondere für behälterartige Werkstükke eignet. Die Einführvorrichtung besteht aus einem Rohr 314, das einstückig mit der auf der Abstromseite befindlichen Arbeits-Rohrleitung (nicht dargestellt) ausgebildet oder mit dieser abnehmbar verbunden sein kann. Eine Ringkammer 315, die durch ein äußeres hohles Gehäuse 350 gebildei wiiu, umgibt einen Abschnitt des Rohres 314 und wird über einen Flanschstut/en 316 mit einem unter Druck stehenden Arbeitsmittel gespeist. Das in Fig. 2B auf der linken Seite befindliche Einlaßende der Einführvorrichtung weist ein sich verjüngendes Werkstück-Zuleitungsrohr 317 auf; an diesem befindet sich eine Ringleitu''g319, die sich neben der Einlaßöffnung befindet und hinsichtlich Ausführung und Zweck der bereits in Verbindung mit F i g. 2 beschriebenen Ringleitung 86 gleicht.

Das innerhalb des Gehäuses 310 befindliche Rohr 314 weist eine Vielzahl von Düsen 321 auf, deren Achsen auf der Abgabeseite in bezug auf die Längsachse der Rohrleitung vorzugsweise nach vorn und in Tangentialrichtung ausgerichtet sind, um einen schraubenförmigen Strömungsverlauf zu erzielen, der aus einer schnell rotierenden Wasserwand besteht, welche in gestrichelten Linien dargestellt ist und einen zentralen Wirbelkern aufweist. Die Abgabe des Arbeitsmittels durch die Vielzahl der Düsen 321 bewirkt in entsprechender Weise das Auftreten einer Saugwirkung am Einlaßende der Einfiihrvorrichtung, wodurch Werkstückbehälter nach innen gezogen und von dem sich schraubenförmig fortbewegenden Arbeitsmittel mitgeführt werden.

Die in den Fig. 2, 2A, 2B und 2C dargestellte

b0 Einführvorrichtung läßt sich an einer oder mehreren Stellen über die Länge der Arbeits-Rohrleitung als Transport-Hilfsmittel verwenden, um den Druck des Arbeitsmittels zu verstärken oder in dem Arbeitsmittel einen gewünschten Strömungsverlauf oder eine Tiirbu-Ιρπζ herzustellen oder wiederherzustellen, damit der gewünschte Zusammenhang zwischen Arbeitsmittel-Strömung und Reinigungs- oder Behandlungszeit aufrechterhalten wird. Wenn das Arbeitsmittel für die

bevorzugte Behälterausführung in der Form einer Schraubenströmung eingespritzt wird, bewirken die kombinierten Auswirkungen der inneren Flüssigkeitsreibung und der Reibung an den Rohrleitungs- und Behälteroberflächen eine fortschreitende Geschwindigkeitsverrir.gerung, die sich allgemein in einer Zunahme der Steigung der Schraubenströmung auf einer Abnahme des Durchmessers des zentralen Wirbelkerns auswirkt. Wenn zur Erzielung der erforderlichen Bearbeitungszeit sehr lange Arbeits-Rohrleitungen erforderlich sind, ist es im allgemeinen wünschenswert, Verstärker wie die in den F i g. 2A und 2B dargestellten Einführvorrichtungen an einer und/oder mehreren Stellen der Rohrleitungen zu verwenden, um den gewünschten Strömungsverlauf des Arbeitsmittels und das gewünschte Verhältnis von Geschwindigkeit und Druck wiederherzustellen.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführung einer injektor-

r* ··*'·*·***** t7·« F.". I·»· wr— ——' 1·· 4 #\£ ~1 » II* I* C" Λ

UIlIgUII LiIIIIUMI TVI I ILIIlÜng IWF UaTgCSlClIl, GlC lÜT UCM

gleichen ZwecK wie die in Fig. 2 dargestellte Einführvorrichtung 7·ο verwendet wird. Die Einfüllvorrichtung 106 weist in entsprechender Weise ein Werkstück-Zulcitungsrohr 108 mit einem inneren Belag 110 auf, das dazu dient, von einer geeigneten Abgabevorrichtung abgegebene Werkstücke 132 aufzunehmen und zu führen. Eine Ringleitung 112 ist neben dem Einlaßende des Werkstück-Zuleitungsrohres 108 angeordnet und liefert einen Flüssigkeitsfilm zur Obcrlläche des Belages, wodurch der Reibungswiderstand stark herabgesetzt wird. Der Belag 110 und die Ring'eitung 112 bilden jo somit wirksame Transporthilfmittel.

Die EinführvorrichUing 106 weist ein Gehäuse 114 auf, das an seinem Auslaßende, welches sich in der Darstellung der F i g. 3 auf di rechten Seite befindet, in eine Arbcits-Roiirioitung 116 mündet, durch welche die Werkstücke und oas Arbeitsmittel umgewälzt werden. Eine Reihe von Stator- oder Leitschaufeln 118 ist auf der Innenseite des Gehäuses 114 befestigt und steht in Radialrichtung nach innen vor. Mehrere Turbinen- oder Laufschaufeln 122 sind an einer zylindrischen Nabe 120 befestigt und stehen von dieser in Radialrichtung nach außen vor. Die Nabe 120 ist um das Werkstüc-k-ZiiIeitungsrohr 108 herum drehbar gelagert. Das vordere oder rechte Ende des Werkstück-Zuleitungsrohres 108 und des Belages 110 weisen eine Winkelabschrägung auf, die allgemein der sich verjüngenden Ausbildung der inneren Oberfläche des Gehäuses 114 entspricht und mit dieser eine Ringdüse 126 bildet, durch welche das Arbeitsmitiel in Form eines Kegels abgegeben wird. Die Nabe 120 und die daran befindlichen Turbinenschaufeln 122 werden mittels einer an einer äußeren Verlängerung der Nabe befestigten Riemenscheibe 128 mit Keilriemen 130 motorisch angetrieben. Das Arbeitsmittel tritt in das Gehäuse der Einführvorrichtung durch eine Zuführöffnung 124 ein und wird bei der hier dargestellten Anordnung von den Turbinenschaufeln 122 unter hohem Druck durch die Ringdüse 126 aus der Einführvorrichtung herausgepumpt.

Die in den F i g. 2, 2A, 2B dargestellte Einführvorrichtung 76, sowie die in F i g. 3 dargestellte Einführvorrichtung 106 können als Transport'nilfsmittel an einer oder mehreren Stellen der Bearbeitungsrohrleitung dazu verwendet werden, den Druck und/oder die Geschwindigkeit des Arbeitsmittels zu erhöhen, sowie diesem einen gewünschten Strömungsverlauf oder eine Turbulenz zu erteilen. Die Einführvorrichtungen 76 und 106 lassen sich auch in der in Fig. 1 dargestellten Weise, in welcher die Einführvorrichtungen oberhalb des Pegelstandes der in den Behältern 50 befindlichen Flüssigkeit angeordnet sind, verwenden.

Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführung der Übergabevorrichtungen. Dabei sind perforierte Übergabeleitungen 146 vorgesehen; diese sind i'i wesentlichen U-förmig und sind nus d^r Achse einer Arbeits-Rohrleitung 147 nach oben gekrümmt, um die Trennung der Werkstücke von dem Arbeitsmittel zu erleichtern. Um den Transport der Werkstücke durch die Übergabeleitungen 146 zu erleichtern und zu beschleunigen, so daß die Abtrennung des Arbeitsmittels verbessert wird, können weitere Transporthilfsmittel in Form von einer oder mehreren Düsen 148 an der Rohrleitung angeordnet sein und dazu dienen. Druckluft gegen die Werkstücke zu richten und dadurch auf diese während des Überganges zwischen zwei Strompfadtn (Rohrleitungen) eine die Weiterbeförderung unterstützende Hilfskraft auszuüben. Die Düsen 148 sind mit ciiici' geeigneten Di uukiufiqueiie wie beispielsweise dem in F i g. 4 schematisch angedeuteten Verdichter 150 verbunden.

In Fig.4 sind außerdem Steuervorrichtungen dargestellt, die dazu dienen, eine abgestimmte Arbeitsweise der verschiedenen Strompfade zu gewährleisten und die jeweils verwendeten Arbeitsmittel innerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches von Zusammensetzungen und Temperaturen zu halten. Als Beispiel für eine derartige Steuervorrichtung ist in Fig. 4 schematisch eine Elektrode 152 zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit des Arbeitsmittels dargestellt. Die Elektrode 152 kann kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen die Leitfähigkeit des Arbeitsmittels messen, welche ihrerseits eine Funktion der Konzentration der in dem Arbeitsmittel gelösten Stoffe ist. Die Elektrode oder Leitfähigkeitszelle 152 ist mit einem Steuergerät 154 verbunden, an welchem ein gewünschter Konzentrationsbereich vorab eingestellt wird. Wenn die Leitfähigkeitszelle eine Leitfähigkeit der Lösung anzeigt, die sich unterhalb e'nes vorbestimmten Wertes befindet, bewirkt ein von dem Steuergerät 154 geliefertes Signal die Inbetriebnahme einer Dosierpumnp 156 dip rlnnn aus pinpm Rphältpr i'iÄ L-rm^ntriArtp Frischlösung als Arbeitsmittel-Ergänzungsstror. herauspumpt und über eine Zuführleitung 160 der Arbeitsmittellösüng zur Auffrischung zusetzt. Auf diese Weise wird in dem betreffenden Strompfad der Verbrauchszustand des Arbeitsmittels meßtechnisch erfaßt und das so gewonnene Signal zur Steuerung eines zur Auffrischung dienenden Arbeitsmittel-Ergänzungsstromes verwendet.

In entsprechender Weise kann das Arbeitsmittel auch innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereiches gehaltern werden. Ein Beispiel dafür ist in Fig.4 dargestellt. Es besteht aus einem geeigneten Thermoelement 162 in einer Saugleitung 164, die zum Einlaß der Kreiselpumpe 166 führt. Das Thermoelement 162 ist mit einem Steuergerät 168 verbunden, das eine Tauchheizvorrichtung 170 ein- oder ausschaltet, welche an einer Seitenwand eines das Arbeitsmittel enthaltenden Behälters 172 befestigt ist. Man kann auch andere bekannte Heiz- und Kühlvorrichtungen verwenden, um die Lösung auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten und sicherzustellen, daß optimale Arbeitsbedingungen vorhanden sind.

Die Gleichförmigkeit der Zusammensetzung und der Temperatur des innerhalb des Behälters 172 befindlichen Arbeitsmittels kann weiterhin durch Verwendung einer geeigneten Rührvorrichtung wie beispielsweise

einer Propelter-Rührvorrichtung 174 verbessert werden, welche durch die Behälterwand hindurch in den Behälter hineinragt und durch einen Motor 176 angetrieben wird. Der Durchfluß oder die Geschwindigkeit des durch die Arbeits-Rohrleitung 147 strömenden Arbeitsmittels kann mittels einer geeigneten Durchflußmeßvorrichtung, die in Fig.4 schematisch bei 178 angedeutet ist und beispielsweise aus einem bekannten magnetischen Durchflußmesser bestehen kann, innerhalb vorbestimmter Grenrwerte gehalten werden. Die Durchflußmeßvorrichtung 178 kann außerdem dazu verwendet werden, die Anzahl oder die Geschwindigkeit der durch die Rohrleitung hindurchgehenden Werkstücke zu messen, und diese Messung kann dazu verwendet werden, einen angemessenen Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Werkstücken einzustellen und aufrechtzuerhalten. Die Durchflußmeßvorrichtung 178 ist mit einem Steuergerät 180 verbunden, das in Abhängigkeit davon, ob die Strömungsgeschwindigkeit oberhalb oder unterhalb vörbestimmier Grenzwerte liegt, ein motorisch angetriebenes Ventil 182 betätigt, um die Zufuhr von Arbeitsmittel durch die Pumpe 166 entsprechend zu verringern bzw. zu erhöhen. Das Steuergerät 180 kann auch unmittelbar mit einem Motor 184 mit veränderbarer Drehzahl verbunden sein, der die Pumpe 166 antreibt.

Die Verwendung einer Durchflußsteuervorrichtung ist besonders wichtig, um sicherzustellen, daß die Werkstücke in jedem Strompfad (in jeder Rohrleitung) eine gleichförmige Bearbeitung erfahren. Die Länge der Rohrleitung, die Geschwindigkeit des Arbeitsmittels und dessen jeweilige Zusammensetzung müssen in einem bestimmten Zusammenhang stehen, damit jedes Werkstück während seiner Beförderung durch das Arbeitsmittel für eine vorbestimmte Zeitspanne in diesem untergetaucht ist und somit eine Reinigung und/oder Behandlung in genau zugemessener Dosierung erfolgt Außerdem ist die Steuerung der Arbeitsmittelströmung wichtig, um die Einhaltung der erwünschten Arbeitskapazität der Vorrichtung zu gewährleisten. Die Abtastung der Werkstück-Transportgeschwindigkeit ermöglicht ihrerseits die Einhaltung im wesentlichen gleichförmiger und optimaler Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Werkstücken.

Die Geschwindigkeit der Arbeitsmittelströmungen in den einzelnen Abschnitten werden so gesteuert, daß in den aufeinanderfolgenden Strompfaden wenigstens gleich große, vorzugsweise zunehmende Strömungsmittelgeschwindigkeiten der Arbeitsmittel angewandt werden, um das Auftreten einer Stauung oder eines Verklemmens von Werkstücken zwischen aufeinanderfolgenden Strompfaden zu vermeiden. Das wird zweckmäßigerweise entsprechend der Darstellung der F i g. 4 dadurch erreicht, daß eine gleichartige Durchflußmeßvorrichtung 178' in der Rohrleitung 147' des nächsten Strompfades angeordnet und in entsprechender Weise mit einem Steuergerät 180' verbunden wird, das so eingestellt ist, daß es einen Durchfluß des Arbeitsmittels und eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der Werkstücke einstellt, die wenigstens ebenso hoch sind wie die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Werkstücke in der vorhergehenden Rohrleitung 147 des vorhergehenden Bearbeitungsabschnittes.

Wie bereits ausgeführt, wird das Auftreten einer Stauung von Werkstücken in den Übergabeleitungen 146 dadurch verhindert, daß Düsen 148 als Transporthilfsmittel in diesen angeordnet werden, die gleichzeitig dazu dienen, die Geschwindigkeit der Werkstücke zu erhöhen, damit diese der erhöhten Bearbeitungsge schwindigkeit in dem nächstfolgenden Bearbeitungsab schnitt entspricht Als Hilfskraft zur Unterstützung de Weiterbeförderung der Werkstücke in den Strompfa

den und deren Übergängen kann auch die Schwerkraf verwendet werden, indem die den Strompfad und/ode die Übergangsvorrichtung bildenden Teile in de Transportrichtung nach unten geneigt sind.

Fig.5 zeigt eine Ausführungsform, bei der eim

to Einführvorrichtung 134 unterhalb des Pegelstandes de: in einem Behälter 138 befindlichen Arbeitsmittels 13( angeordnet und in dem Arbeitsmittel untergetaucht ist Die in gestrichelten Linien dargestellten Werkstück! 140 werden über eine Zuführvorrichtung 144, die nacl unten bis unterhalb des Pegelstandes des Arbeitsmittel: geführt ist, in das Einlaßende 142 der Einführvorrich tung eingeführt Nach der Einführung werden di< Werkstücke durch die zugeordnete Arbeits-Rohrleitunj 145 transportiert und zu einer oberhalb des Behälter:

138 liegenden Stelle zurückgebracht, an weicher dii Werkstücke von dem Arbeitsmittel getrennt werden welches in den Behälter abgegeben wird.

Die Rohrleitungen selbst können unterschiedlich! Querschnittsausbildungen aufweisen, die über die Längi der Bearbeitungsrohrleitungen hinweg konstant bleibet oder ihre Form in verschiedenen Abschnitten verän dem. Andererseits oder zusätzlich können die Rohrlei tungen auch einen Drall in Axialrichtung aufweisen, un eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit und/ode einen gewünschten Strömungsverlauf des Arbeitsmitte zu erhalten. Typische Beispiel für die verschiedene! Querschnittsausbildungen, welche sich für die erfin dungsgemäße Vorrichtung eignen, sind in den F i g. 6 bi: 11,14 und 15 dargestellt F i g. 6 zeigt eine Bearbeitungs rohrleitung 240 von kreisförmigem Querschnitt durcl welche das in gestrichelten Linien dargestellte rechtek kige Werkstück 242 hindurchtransportiert werden kann Eine im wesentlichen quadratische Querschnittsausbil dung einer Rohrleitung 244 ist in Fig.7 dargestellt, ii welcher ein ebenfalls quadratisches Werkstück 246 ii gestrichelten Linien angedeutet ist Fig.8 zeig ebenfalls eine Rohrleitung 248 von im wesentlicher quadratischem Querschnitt, wobei in jeder Ecke eint rechteckige Schiene 250 angeordnet ist, so daß sich ein« kreuzförmige Querschnittsausbildung ergibt, durcl welche ein in gestrichelten Linien angedeutete:

kreisförmiges Werkstück 252 hindurchtransportier werden kann.

Eine weitere Ausführung einer Rohrleitung, di<

ebenfalls zufriedenstellende Ergebnisse liefert, ist ii Fig.9 dargestellt, in welcher eine Rohrleitung 25^ dargestellt ist, die einen elliptischen Querschnit aufweist und zum Transport eines in gestrichelter Linien dargestellten Werkstückes 256 dient. Dii dargestellte Rohrleitung 254 weist einen Axialdrall auf durch den sich eine gewünschte Veränderung de: Strömungsverlaufes ergibt. Eine dreieckförmige Rohr leitung 258 ist in Fig. 10 dargestellt und dient zurr Transport der in gestrichelten Linien dargestellte!

Werkstücke 260. Eine der F i g. 8 ähnliche Rohrleitungs ausbildung wird in Fig. 11 gezeigt, in welcher ein« Rohrleitung 262 von quadratischem Querschnitt mehre re Eckschienen 264 aufweist, deren Innenflächen in wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind. Die Schienet 264 stellen Führungseinrichtungen für die Werkstück« 266 dar und üben gleichzeitig eine Richtwirkung auf da: durch die Rohrleitung strömende Arbeitsmittel aus. Eine Rohrleitung 268 von im wesentlichen kreisförmi

gen Querschnitt ist in Fig,14 dargestellt und weist V-förmige Nuten oder Schlitze 270 an Stellen ihres Umfanges auf, die in Umfangsrichtung im wesentlichen gleiche Abstände voneinander aufweisen. Die in F i g. 15 dargestellte Rohrleitung 272 hat eine Querschnittsausbildung, die durch vier bogenförmige Seitenwände vorgegeben ist, welche einem angenähert quadratischen Querschnitt ergeben, in welchem ein in gestrichelten Linien dargestelltes Werkstück 274 transportiert und behandelt werden kann.

Jede Formgebung der in den F i g. 1 bis 11,14 und 15 dargestellten Rohrleitungsquerschnitte ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine gewünschte Strömungsverteilung des Arbeitsmittels ermöglicht und eine Querschnittsfläche zur Aufnahme von Werkstücken gewünschter Größe und Formgebung aufweist, um eine optimale Mitführung und Bearbeitung der Werkstücke durch das Arbeitsmittel zu erzielen. Eine weitere Richtungsführung oder gesteuerte Strömungsverteilung läßt sich dadurch erzielen, daß wenigstens entlang eines Abschnittes der inneren Oberfläche der Bearbeitungsrohrleitungen Vorrichtungen vorgesehen werden, die dazu dienen, dem Arbeitsmittel während seiner Fortbewegung durch die Rohrleitung eine Turbulenz oder ausgewählte örtlich begrenzte Strömungverteilungen zu erteilen. Eine typische Anordnung dieser Art ist in den Fig. 12 und 13 dargestellt, in welchen eine Arbeits-Rohrleitung 276 von allgemein kreisförmiger Formbebung mit mehreren nach innen gerichteten Flügeln oder Rippen 278 in der Form einer Schraube versehen ist, wodurch dem durchströmenden Arbeitsmittel ein schrauben- oder spiralförmiger Strömungsverlauf-orteilt wird. Eine gewünschte Veränderung des Strömungsverlaufes wird ebenfalls durch die Anordnung der Fi g. 18 erzielt, in welcher eine Arbeits-Rohrleitung 280 eine Reihe rechteckiger Öffnungen 282 aufweist, die sich in der Form einer Schraube wenigstens über einen Abschnitt der Innenfläche der Rohrleitung erstrecken.

Ausgewählte Veränderungen des Strömungsverlaufes des Arbeitsmittels lassen sich auch durch Einführen zusätzlichen Arbeitsmittels oder eines anderen Strömungsmittels an ausgewählten Stellen entlang der Länge der Rohrleitung erzielen, wobei das auch zur Erhöhung der Geschwindigkeit und/oder des Druckes des Arbeitsmittels an gewünschten Stellen über die Länge der Rohrleitung verwendet werden kann. Typische Anordnungen dieser Art sind in den Fig. 16, 17 und 19 dargestellt. In der in Fig. 16 dargestellten Ausführung weist eine Rohrleitung 284 von allgemein quadratischem Querschnitt Führungseinrichtungen in Form von Rohrschienen 286 von kreisförmigem Querschnitt auf, die jeweils in regelmäßigen Abständen über ihre Länge mit einer Vielzahl von Düsen oder Öffnungen 288 versehen sind, die eine solche Ausrichtung haben, daß sie zusätzliches Arbeitsmittel in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung abgeben können. Das zusätzlich Arbeitsmittel wird den Rohrschienen 286 vermittels einer geeigneten Leitung 290 zugeführt, die in Verbindung mit dem Auslaß der Hauptpiimpe oder einer Zusatzpumpe steht. Durch die Einführung des zusätzlichen Arbeitsmittels in das Innere der Rohrleitung durch die Düsen 288 wird dem durch die Rohrleitung strömenden Arbeitsmittel eine im Uhrzeigersinn gerichtete kreisende Bewegungskomponente erteilt.

Eine ähnliche Rohrleitungsanordnung ist in Fig. 17 dargestellt, in welcher eine Rohrleitung 292 von allgemein dreieckförmiger Querschnittsausbildung in ihren Ecken jeweils In Längsrichtung verlaufenden Unterteilungen 294 aufweist, die mit Düsen 296 versehen sind, durch welche zusätzliches Arbeitsmittel radial nach innen zur Mitte der Rohrleitungen hin gerichtet werden kann. Die durch die Unterteilungen 294 und die benachbarten Seitenwände an den Ecken der Rohrleitung 292 gebildeten Kammern stehen in Verbindung mit einer Leitung 298, durch die das unter

ίο Druck stehende zusätzliche Arbeitsmittel zugeführt wird.

Eine wiederum andere Anordnung ist in Fig. 19 dargestellt, in welcher eine Rohrleitung 300 von allgemein kreisförmiger Formgebung an einer oder mehreren Stellen entlang ihrer Länge eine Düse 302 mit einer tangential ausgerichteten Düsenöffnung 304 aufweist, durch welche zusätzliches Arbeitsmittel eingeführt wird und dem durch die Rohrleitung strömenden Arbeitsmittel eine durch die Pfeile ange deutete Strömungskomponente ira Uhrzeigersinn er teilt. Die Düse 302 kann mil einer geeigneten Druckquelle für zusätzliche Arbeitsflüssigkeit verbunden werden.

In einigen Fällen und besonders dann, wenn zur

Erzielung der gewünschten Werkstückbehandlung Rohrleitungen erheblicher Länge verwendet werden, ist eine Verstärkung der Strömungsgeschwindigkeit und/ oder des Druckes erforderlich, um einen brauchbaren Zusammenhang zwischen Arbeitsmitteldurchfluß und Behandlungszeit aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann über eine Düse, die mit ihrem Auslaßende in Verbindung mit dem Innenraum einer Arbeits-Rohrleitung steht, zusätzliches Arbeitsmittel in das Innere der Bearbeitungsrohrleitung eingeführt werden, um da durch eine Verstärkung des Druckes und der Geschwin digkeit des Arbeitsmittels herbeizuführen.

F i g. 20 zeigt eine Anordnung zur Erzielung der im vorstehenden beschriebenen Wirkungen, insbesondere bei der Bearbeitung von Behältern. Durch eine Arbeits-Rohrleitung 312 strömt Arbeitsmittel in der in gestrichelten Linien dargestellten schraubenförmigen Strömung, die einen zentralen Wirbelkern aufweist. Ein Sammelrohr 398, das eine Ringkammer 400 bildet, umgibt kreisförmig einen stromaufwärts gelegenen Abschnitt derselben Arbeits-Rohrleitung, der mit einer Vielzahl unter einem Winkel angeordneter Anzapfstellen 402 versehen ist, durch weiche ein Teil des Arbeitsmittels in die Ringkammer 400 abgezogen werden kann. Das Innere des Sammelrohrs 398 steht in Verbindung mit der Ansaugseite einer Verstärkerpumpe 404, durch welche Arbeitsmittel kontinuierlich aus der Ringkammer abgezogen werden kann.

Die unter Druck stehende Abgabeseite der Verstärkerpumpe ist mit einer Zuführleitung 406 verbun- den, durch welche das unter Druck stehende Arbeitsmittel einer Ringkammer 408 zugeführt werden kann, die durch ein Sammelrohr 410 gebildet wird, welches die Arbeits-Rohrleitung an einer in einem Abstand stromabwärts des zur Entnahme von Arbeitsmittel dienenden Sammelrohrs 398 umgibt. Die Arbeits-Rohrleitung ist mit einer Reihe unter einem Winkel ausgerichteter Düsen 412 versehen, durch welche das Arbeitsmittel in der gewünschten spiralförmigen Strömungsverteilung in das Innere der Rohrleitung abgege- ben wird, um die Ausbildung der gewünschten Verwirbelung und einer angemessenen Verstärkung des Druckes unter der Geschwindigkeit des durch die Rohrleitung strömenden Arbeitsmittels zu erzielen.

Dabei ist zu beachten, daß die in Fig,20 dargestellte Anordnung auch dazu verwendet werden kann, zusätzliches Arbeitsmittel an einer zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßende einer Bearbeitungsrohrleitung Hegenden Stelle in die Rohrleitung einzuführen, indem beispielsweise eine zweite Zuführleitung 4i|4 mit der Ansaugseite der Verstärkerpumpe 404 verbunden wird.

Eine weitere Ausführung der in F i g. 20 dargestellten Vorrichtung wird anhand der Fig.21 beschrieben, weiche in ähnlicher Weise eine teilweise Nachfüllung oder einen teilweisen Ersatz der Arbeitsmittels ermöglicht, wodurch dessen Druck und/oder Geschwindigkeit erhöht und der spiralförmige Strömungsverlauf an einer zwischen den Enden der Arbeits-Rohrleitung liegenden Stelle wiederhergestellt werden kann. Wie Fig.21 zeigt, umgibt ein Sammelrohr 416 eine Arbeits-Rohrleitung 418 und bildet eine Ringkammer 420, die in Verbindung mit einer Saugleitung 422 steht, weiche mit der Saugseite einer Kreiselpumpe 424 verbunden ist Die innerhalb des Sammelrohrs 416 befindliche Bearbeitungsrohrleitung 418 ist mit einer Reihe unter einem Winkel angeordneter Düsen 426 versehen, durch welche das Arbeitsmittel durch die Kammer 420 aus dem Inneren der Rohrleitung abgezogen und in die Saugleitung 422 eingeführt wird.

Das abgezogene Arbeitsmittel wird ganz oder teilweise durch eine Druckleitung 428 wieder in die Rohrleitung eingeführt Die Druckleitung 428 ist π it der Abgabeseite der Pumpe 424 verbunden, welche ihrerseits in Verb.ndung mit einer Kammer 430 steht, die durch ein Sammelrohr 432 gebil·-*H wird, welches die Arbeits-Rohrleitung 418 an einer Stelle umgibt, die stromaufwärts von dem zum Abzieh· »des Arbeiismittels dienenden Sammelrohr 416 liegt Die innerhalb des Sammelrohrs 422 befindliche Arbeits-Rohrleitung 418 ist mit einer Reihe unter einem Winkel ausgerichteter Abgabedüsen 434 versehen, durch weiche unter Druck stehendes Arbeitsmittel aus der Kammer 430 in das Innere der Rohrleitung abgegeben wird, um eine Verstärkung des Druckes und/oder der Geschwindigkeit zu erzielen, sowie einen schraubenförmigen oder einen anderen, gewünschten Strömungsverlauf wiederherzustellen.

Im normalen Betrieb der in Fig.21 dargestellten Anordnung wird das ganze, durch das Abzugs-Sammelrohr 416 abgezogene Arbeitsmittel unmittelbar an einer stromaufwärts liegenden Stelle durch das Einführ-Sammelrohr 432 wieder in die Rohrleitung zurückgeführt, bewirkt dadurch die gewünschte Verstärkung der Geschwindigkeit und des Druckes und gewährleistet dadurch einen kontinuierlichen Durchfluß des darin befindlichen Arbeitsmittels und der von diesem mitgeführten Werkstücke. Auch in der in Fig. 21 dargestellten Anordnung kann eine teilweise Ergänzung des Arbeitsmittels, eine Nachfüllung desselben oder die Zufuhr eines anderen Arbeitsmittels durch eine mit der Saugleitung 422 verbundene Zuführleitung 436 erfolgen.

Die F i g. 22—24 zeigen eine abgeänderte Ausführung der in F i g. 1 dargestellten Übergabe- und Abgabevor» richtungen 72 bzw. 74 zum Transport von Werkstücken von dem Auslaß zu dem Einlaß benachbarter Strompfade. Bei dieser Ausführung ist die Übergabevorrichtung auf das Auslaßende einer Rohrleitung 346 ausgerichtet, der das in gestrichelten Linien dargestellte Werkstück 348 zugeführt werden soll. Die Übergabevorrichtung besteht aus mehreren mit gegenseitigen Abständen auf dem Umfang angeordneten Rohrschienen 350, die von Bügeln 352, die mit gegenseitigen Ungsabständen starr mit den Schienen verbunden sind, in ihrere Lage gehalten werden. Die Anzahl und der gegenseitige Abstand der Rohrschienen werden durch die Größe und Formgebung der zu bearbeitenden Werkstücke bestimmt und sind so gewählt, daß die Werkstücke in passender Weise entlang der Obergabevorrichtung geführt werden.

Wenigstens einige Rohrschienen 350 sind mit einer

to Druckluftleitung 354 verbunden und haben mehrere unter einem Winkel angeordnete Düsen 356, die in bestimmten Abständen über die Länge der Rohrschienen verteilt sind. Die Düsen 356 können so angeordnet sein, daß die aus ihnen abgegebene Druckluft eine Beschleunigung der von dem Auslaßende der Rohrleitung 346 abgegebenen Werkstücke bewirken, wodurch die Abtrennung des Arbeitsmittels von den Werkstükken erleichtert wird. Das Arbeitsmittel läuft in den in Fig.22 bruchstückhaft angedeuteten Vorratsbehälter 358 zurück. Die von den Düsen 356 abgegebenen Druckluftstrahlen dienen gleichzeitig dazu, das Werkstück wenigstens teilweise in einem Abstand von den Oberflächen der Rohrschienen zu halten, wodurch die Reibung herabgesetzt und die Abgabe der Werkstücke erleichtert wird.

F i g. 25 zeigt eine gegenüber den F i g. 22 bis 24 abgeänderte Ausführung, in welcher eine Obergabevorrichtung 360 auf einer Seitenfläche einen halbkreisförmigen Trog 362 aufweist, in welchem Werkstücke 364 auf ihrem bogenförmigen Fortbewegungsweg zwischen dem Auslaß einer Rohrleitung und dem Einlaß der nächsten, benachbarten Rohrleitung geführt werden. Die Werkstücke werden auf ihrem bogenförmigen Fortbewegungsweg vermittels der auf die Werkstücke dabei einwirkenden Zentrifugalkraft innerhalb des Troges 362 geführt. Um die Gleitreibung zwischen dem Umfang des Werkstückes und der benachbarten Oberfläche des Troges 362 herabzusetzen, sind in dem Trog eine Reihe unter einem Winkel angeordneter Düsen 366 ausgebildet, die in Verbindung mit einem unter Druck stehenden Raum 368 der Übergabevorrichtung stehen. Durch eine Zuführleitung 370 wird dem Raum 368 Druckluft zugeführt, die wiederum durch die Düsen 366 abgegeben wird und einen Luftfilm bildet, auf dem die Werkstücke gleiten können.

Wie bereits ausgeführt, lassen sich sehr unterschiedliche Werkstücke reinigen und/oder behandeln wozu auch Werkstücke, dcven Größe fast dem Querschnitt der Bearbeitungsrohrleitung entspricht, und kleine Werkstücke zählen, die in der Form einer Aufschlämmung durch das Arbeitsmittel mitgeführt werden. In einigen Fällen ist es je nach der verfahrensmäBigen Bearbeitung und der Formgebung und/oder der Größe der Werkstücke erwünscht, die Werkstücke innerhalb einer geeigneten Kapsel oder eines Trägers durch eine oder mehrere Strompfade zu transportieren.

F i g. 26 zeigt eine solche Kapsel 372. Sie ist perforiert, um einen ungehinderten Durchfluß von Arbeitsmittel durch den zylindrischen Mittelabschnitl 374 sowie die

so halbkugeligen Endwände 376 zu gestatten. Die Kapsel weist einen abnehmbaren Abschnitt auf. der beispielsweise aus einer abnehmbar befestigten Endwand 376 bestehen kann, welche während des Be- und Entladens von Werkstücken einen Zugang zu dem Inneren der Kapsel gestattet.

Fig. 27 zeigt eine typische Verwendung der Kapsel 372 zum Transport kleiner Werkstücke. Die Kapsel weist einen rohrförmigen Millelabschnitt 378 mit einer

Vielzahl von Durchbrechungen 3810 auf, und mit dem einen Ende der Kapsel ist eine halbkugelige Endwsnd 382 fest verbunden. Eine abnehmbare halbkugelige Kappe 384 steht in einem Reibungseingriff mit dem entgegengesetzten Ende des Mitte[abschnittes und läßt sich zum Einführen oder Herausnehmen von Werkstükken wie beispielsweise der Befestigungsmittel 386 abnehmen. Wie weiterhin dargestellt ist, können an der Innenfläche des Mittelabschnittes eine oder mehrere Schüttelrippen 388 in gegenseitigen Abständen auf dem ι ο Umfang befestigt sein, um die Bewegung der Werkstükke zu verbessern, indem diesen während der Fortbewegung der Kapsel durch eine Rohrleitung durch die dabei stattfindende Drehung der Kapsel eine Schleuderbewegung erteilt wird. Die Stirnwände der Kapsel weisen in gleicher Weise Durchbrechungen 380 auf, weiche einen im wesentlichen ungehinderten Durchfluß von Arbeitsmittel in die Kapsel hinein und aus dieser heraus gestatten, so daß eine gleichförmige Bearbeitung der innerhalb der Kapsel befindlichen Werkstücke sichergestellt ist

Die Kapsel selbst kann aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt sein, der widerstandsfähig ist gegenüber den mit der Kapsel in Berührung kommenden Arbeitsmitteln und sich mit diesen verträgt. Für diesen Zweck lassen sich verschiedene synthetische Kunststoffe verwenden, wie beispielsweise die zur Herstellung der Bearbeitungsrohrleitungen verwendeten Werkstoffe,

Fig,28 zeigt, daß statt der in den Fig.26 und 27 dargestellten Kapseln auch ein geeigneter Träger oder Schlitten 390 zur abnehmbaren Befestigung eines Werkstückes 392 verwendet werden kann. In der dargestellten Anordnung besteht der Träger aus einer im wesentlichen zylindrischen rohrförmigen und perforierten Seitenwand, mit der in einem Stück an einem Ende ein in Radialrichtung nach innen vorstehender Rand oder Flansch 394 verbunden ist An der Innenfläche des Trägers ist ein Paar von Haltepfosten 396 befestigt und dient dazu, in einen Eingriff mit nach unten vorstehenden Abschnitten des Werkstückes 392 zu kommen und dadurch das Werkstück in einer zentrischen Lage innerhalb des Trägers zu halten. Es lassen sich auch andere Trägerforme·.! verwenden, in denen ein oder mehrere Werkstücke befestigt werden können, um deren Transport und Bearbeitung durch eine oder mehrere Bearbeitungsabschnitte zu erleichtern.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche: 9 66 780

1. Verfahren zum Reinigen und/oder Behandeln von Werkstücken, bei dem in einem Strompfad ein Strom eines Arbeitsmittels gebildet wird und die Werkstücke in einen Eintrittsbereich des Strompfades eingebracht, von dem Arbeitsmittel weiterfoefördert und nach Zurücklegen einer vorgegebenen Strecke aus einem Austrittsbereich, in welchem das Arbeitsmittel von den Werkstücken abgetrennt und ggf. im Kreislauf zurückgeführt wird, wieder entnommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur aufeinanderfolgenden Ausführung mehrerer Reinigungs- und/oder Behandlungsschritte mehrere voneinander getrennte, vorzugsweise mit verschiedenen Arbeitsmitteln beschickte Strompfade gebildet werden, daß in jedem Sirompfad ein Eintrittsbereich gebildet wird, in welchem das betreffende Arbeitsmittel als Injektor-Treibströmung zum Einsaugen der Werkstücke verwendet wird, und daß die Werkstücke, die nacheinander durch mehrere Strompfade transportiert werden, dabei jeweils vom Austrittsbereich eines durchlaufenen Strompfades in den Eintrittsbereich des nächsten Strompfades geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Überganges zwischen zwei Strompfaden eine die Weiterbeförderung der Werkstücke unterstützende Hilfskraft auf die Werkstücke ausgeübt wird.

3. Verfahr ι nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfskraft die Schwerkraft verwendet wird.

4. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskraft durch Anblasen mit einem Gasstrom erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den aufeinanderfolgenden Strompfaden wenigstens gleich große, vorzugsweise zunehmende Strömungsgeschwindigkeiten der Arbeitsmittel angewandt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportgeschwindigkeiten der Werkstücke in den einzelnen Strompfaden erfaßt und zur entsprechenden Regelung der Strömungsgeschwindigkeiten verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Strompfad der Verbrauchszustand des Arbeitsmittels meßtechnisch erfaßt und da;; so gewonnene Signal zur Steuerung eines zur Auffrischung dienenden Arbeitsmittel-Ergänzungsstromes verwendet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer von Arbeitsmittel durchströmbaren und einen Strompfad definierenden Rohrleitung und einer Einführvorrichtung zum Einführen von Werkstücken in einen stromaufwärtigen Eintrittsbereich der Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, daß zum aufeinanderfolgenden Ausführen mehrerer Reinigungs- und/oder Behandlungsschritte mehrere Rohrleitungen (62/4,62ß,(J2Q mit je einer im Eintrittsbereich (644,...) angeordneten Einführvorrichtung (60/1, ...) vorgesehen :sind, daß die Einführvorrichtungen jeweils ein Werkslück-Zuleitungsrohr (78, 96) aufweisen, in das über eine Zuführleitung (58) das Arbeitsmittel als Injektor-Treibstrom einleitbar ist, daß zwischen aufeinanderfolgenden Rohrleitungen (zum Beispiel 62fl, 62C) eine das Arbeitsmittel der ersten Rohrleitung (62SJ abtrennende Werkstück-Obergabeeiiirichtung (72) zwischen dem Austrittsbereich der ersten Rohrleitung {62B) und der Einführvorrichtung (6OQ der zweiten Rohrleitung (62CJ vorgesehen ist, und daß Transporthilfsmittel zur Unterstützung der transportierenden Wirkung der Treibströme vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Transporthilfsmittel eine Beschichtung (80) aus reibungsarmem Material, insbesondere Polytetrafluorethylen, auf der Innenseite des Zuleitungsrohres (78) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfsdüse (102) zum Anströmen der Beschichtung (80) mit Arbeitsmittel vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rohrleitungen (248; 262; 276; 284) Führungseinrichtungen (250; 264; 278; 286) für die Werkstücke angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Arbeitsmittel betreibbare Düsen (294; 302; 3ß6; 314; 412) in den Rohrleitungen (292; 300; 308; 312) zur Unterstützung des Transports der Werkslücke, ggf. unter gleichzeitiger Erzeugung eines Strömungs-

jo dralls, vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (412) über eine Verstärkerpumpe (404) aus weiter stromauf gelegenen Anzapfstellen (402) derselben Rohrleitung (312)

η speisbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch Il oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen (286) mit Düsen (288) versehen sind.

15. Vorrichtung nach einem de." Ansprüche 8 bis ■tu 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung des Transports durch Schwerkraft die den Strompfad bildenden Teile wenigstens teilweise in der Transportrichtung nach unten geneigt sind.