DE3715332A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen von werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Werkstücken von Fremdkörpern wie Spänen o.dgl. durch Waschen mit einer Waschflüssigkeit in einem Waschbehälter sowie eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens.

In der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere in der spanabhebenden Bearbeitung von Spritzguß­ teilen durch Bohren, Fräsen und Drehen verbleiben an den bearbeiteten Werkstücken Metallspäne, die vor einer Weiterverarbeitung der Werkstücke ent­ fernt werden müssen, was in der Regel durch Waschen der Werkstücke in einem Waschbehälter geschieht. Die Waschflüssigkeit besteht meist aus Wasser mit Reinigungszusätzen, und die Waschflüssigkeit in dem Waschbehälter wird, um an alle Flächen, Vertie­ fungen, Bohrungen usw. der Werkstücke heranzu­ kommen, durch Pumpen o.dgl. in Bewegung gehalten. Insbesondere bei der Bearbeitung von Teilen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen lassen sich Fremdkörper wie Späne nur sehr schwer aus verwinkel­ ten Bohrungen und Sacklöchern entfernen, so daß meist eine manuelle Nachreinigung mittels geeigne­ ter Bürsten oder Reinigungsspritzen sowie mittels Preßluft angewandt wird. Eine solche manuelle Nachreinigung ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden und gibt dennoch keine ausreichende Sicherheit, daß die bearbeiteten Teile frei von Spänen und anderen Fremdkörpern sind, was sich be­ sonders bei im Betrieb später aufeinander gleiten­ den oder bewegenden Teilen außerordentlich nach­ teilig auswirken kann. Als Beispiele solcher, schwierig zu reinigender Werkstücke sind Ölpumpen- und Wasserpumpengehäuse, Ansaugkrümmer und sonstige Teile aus der Automobilindustrie zu nennen, die auf­ grund ihrer komplizierten Form mit einer Vielzahl von gewundenen Kanälen, Kammern, Durchgangs- und Sackbohrungen besonders schwierig zu reinigen sind, was sich insbesondere bei der Serienfertigung sehr nachteilig auswirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Reinigen von Werkstücken von Fremdkörpern wie Spänen o.dgl. vorzuschlagen, das bzw. die auch bei komplizierten Formen der Werkstücke eine einwand­ freie, weitgehend automatische Reinigung ohne die Notwendigkeit einer manuellen Nachreinigung zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ver­ fahren der eingangs genannten Art gelöst, das da­ durch gekennzeichnet ist, daß die Werkstücke in dem Waschbehälter um eine etwa waagerechte Achse derart bewegt werden, daß in den Werkstücken vorhandene Bohrungen, Kanäle oder sonstige Vertiefungen gegen­ über der Waagerechten mit ihren Öffnungen nacheinan­ der nach unten bzw. nach oben gerichtet sind, und daß in den Waschbehälter unterhalb der Werkstücke Luft oder ein anderes Gas eingeblasen wird.

Die Erfindung wertet die Eigenschaft von Luft oder anderen Gasen aus, eine größere Affinität in Bezug auf Feststoffe als in Bezug auf Wasser oder Flüssig­ keiten aufzuweisen, d. h. also, daß die Luft (oder das Gas) die Eigenschaft hat, sich beim Einblasen in die Waschflüssigkeit an die Fremdkörper in den Bohrungen, Vertiefungen u.dgl. der Werkstücke zu binden und aufgrund der Auftriebskräfte in der Waschflüssigkeit nach oben zu steigen. Durch Bewe­ gung der Werkstücke um zumindest die waagerechte Achse sind Höhlungen und Kammern wie z.B. Sack­ löcher in den Werkstücken mit ihrer Öffnung zu einem bestimmten Zeitpunkt nach unten gerichtet, so daß die eingeblasene Luft in die Sackbohrungen auf­ steigt, sich an die Fremdkörper bindet und beim wei­ teren Rotieren des Werkstückes um z. B. 180° aus der dann nach oben gerichteten Öffnung aus dem Sack­ loch durch Auftrieb heraussteigt. Durch diese Kombination von Maßnahmen wird eine außerordentlich hohe Reinigungswirkung erzielt; diese Wirkung ist selbstverständlich auch bei durchgehenden Bohrungen und Kanälen gegeben.

Eine besonders vorteilhafte Variante des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß das Waschwasser in einen Zulauf des Waschbehälters eingepumpt und an einem Überlauf abgepumpt wird und daß die Fremdkörper am Überlauf entfernt werden. Hierdurch ist es möglich, die herausgelösten Fremd­ körper laufend aus dem Waschflüssigkeits-Kreislauf zu entfernen.

Für den Fall, daß der Zulauf für Waschflüssigkeit des Waschbehälters unterhalb der Werkstücke ange­ ordnet ist, kann die Luft zweckmäßigerweise in den Zulauf injiziert werden. Es ist jedoch auch mög­ lich, am Boden des Waschbehälters eine Mehrzahl von Düsen anzuordnen, in die die Luft eingeblasen wird.

Die Bewegung des Werkstückes bzw. der Werkstücke muß zumindest um eine etwa waagerechte Achse erfol­ gen, damit Bohrungen und Kammern mit nur einer Zu­ gangsöffnung zum Einsteigen der eingeblasenen Luft nach unten und zum Herauslassen der Luft mit daran gebundenen Fremdkörpern durch Auftrieb nach oben ge­ richtet ist. Zweckmäßigerweise führen die Werk­ stücke in dem Waschbehälter eine Taumelbewegung um mehrere Achsen aus, um auf diese Weise alle Boh­ rungen, Öffnungen und Kammern von allen Seiten zu­ gänglich zu machen.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine solche ist gekennzeichnet durch einen Getriebekopf, an dem die Werkstücke befestigbar sind und der zur Erzeugung einer Bewegung der Werkstücke mindestens um eine etwa waagerechte Achse, insbesondere in Form einer Taumelbewegung, ausgebildet ist. Der Ge­ triebekopf weist vorzugsweise mindestens eine Greif­ einrichtung zum lösbaren Halten eines Werkstückes auf. Durch eine solche Greifeinrichtung können die Werkstücke in einer Serienfertigung manuell oder automatisch ergriffen, in den Waschbehälter einge­ taucht und in diesem in der angegebenen Weise be­ wegt werden.

Um ein leichtes Entternen von zu Boden fallenden Spänen oder sonstigen Fremdkörpern im Waschbehälter zu ermöglichen, besteht dieser gemäß einer vorteil­ haften Ausführungsform aus einem Außenbehälter und einem darin eingehängten Korb mit als Sieb ausgebil­ deten Wandungen. Dieser Korb kann in größeren Ab­ ständen nach Wegbewegen des Getriebekopfes aus dem Außenbehälter entfernt und gereinigt werden, um ein Zustopfen oder Wiederaufwirbeln mit Fremdkörpern zu vermeiden.

Am Überlauf des Waschbehälters ist vorzugsweise eine Abscheideeinrichtung, insbesondere ein Sieb, zum Zurückhalten der Fremdkörper vorgesehen, um diese aus dem Kreislauf der Waschflüssigkeit lau­ fend zu entfernen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine Teilansicht des Waschbehälters in abgewandelter Form; und

Fig. 3 bis 6 schematische Darstellungen eines Werkstückes im Schnitt in verschiedenen Stellungen während des Bewegungsablaufes.

Die in Fig. 1 schematisch im Schnitt gezeigte Vor­ richtung zum Waschen von Werkstücken besteht aus einem Außenbehälter 1 und einem in diesen einge­ hängten Korb 2, der als Sieb ausgebildete Wandungen aufweist. Der Außenbehälter 1 und der Korb 2 bilden einen Waschbehälter. Der Waschbehälter 1, 2 ist mit einer Waschflüssigkeit 20 gefüllt, die am Boden 19 des Außenbehälters 1 über einen Zulauf mittels einer Umwälzpumpe 12 zugeleitet und über einen Ab­ lauf 11 im oberen Bereich des Außenbehälters 1 zur Pumpe zurückgeführt wird. Der Ablauf 11 ist im Be­ reich eines Überlaufs 8 am Korb 2 des Waschbehäl­ ters angeordnet. Im Bereich des Überlaufes 8 ist eine Abscheideeinrichtung in Form eines Siebes 9 vorgesehen, um ausgespülte Fremdkörper nicht in den Ablauf 11, und damit in den Kreislauf des Wasch­ wassers, zu lassen. Am Außenbehälter 1 ist mittels eines Querträgers 22 und mittels einer Halterung 21 ein Getriebekopf 5 eingehängt, der (im vorliegenden Fall) zwei Greifeinrichtungen 3 zum Haltern je eines Werkstückes 4 aufweist. Der Getriebekopf 5 ist derart ausgebildet, daß er auf die Werkstücke 4 eine taumelnde Bewegung ausübt, d.h. eine mehrdimen­ sionale Bewegung um mehrere Achsen, von denen in Fig. 1 die waagerechte Achse 6 und die senkrechte Achse 7 angedeutet sind. Wichtig für eine solche Taumelbewegung oder auch andere Bewegung um mehrere Achsen ist, daß jedes der Werkstücke 4 in dem Wasch­ behälter eine derartige Bewegung ausführt, daß jede Fläche bzw. Öffnung der Werkstücke im zeitlichen Ab­ lauf nacheinander einmal im wesentlichen nach unten und einmal im wesentlichen nach oben zeigt.

In den Zulauf 10 für die Waschflüssigkeit ist eine Luftleitung 13 eingeführt, der über ein Gebläse 14 Luft zugeführt wird. Diese eingeblasene Luft steigt in Form von Luftblasen in der Waschflüssigkeit nach oben, d.h., sie gelangt durch den Boden des Korbes 2 in den Bereich der Werkstücke 4, wobei die Luft­ blasen durch den Auftrieb in nach unten gerichtete Öffnungen von Bohrungen, Kanälen o.dgl. in den Werk­ stücken aufsteigen. Da die Luft bzw. ein anderes Gas bezüglich Festkörpern, wie den zu entfernenden Fremdkörpern, eine größere Affinität hat als gegen­ über der Waschflüssigkeit 20, haften die Luftblasen an den Fremdkörpern und reißen diese aufgrund des Auftriebes nach oben. Werden die Werkstücke 4 durch den Getriebekopf 5 nun weiter bewegt in der Weise, daß die vorher nach unten zeigende Öffnung nach oben gerichtet ist, so steigen die Luftbläschen mit den daran haftenden Fremdkörpern durch Auftrieb nach oben und werden auf diese Weise aus den Boh­ rungen o.dgl. herausgerissen und gelangen an die Oberfläche der Waschflüssigkeit 20. Da die Zirkula­ tion der Waschflüssigkeit 20 derart erfolgt, daß im Bereich des Überlaufes 8 über den Ablauf 11 abge­ saugt wird, werden die hochgespülten Fremdkörper aus dem Waschbehälter entfernt, d.h., sie werden an dem Sieb 9 zurückgehalten, wo sie gelegentlich ent­ fernt werden können.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in Teilansicht. Im Boden 19 des Außenbehälters 1 ist eine Vielzahl von Düsen angeordnet, denen über die Luftleitung 13 Luft von dem Gebläse 14 zugeleitet wird. Durch diese Ausbildung werden über eine größere Fläche im Waschbehälter aufsteigende Luftblasen erzeugt, die in die nach unten gerichteten Bohrungen, Kanäle o.dgl. der Werkstücke 4 hineingelangen können.

In den Fig. 3 bis 6 ist nun ein Werkstück 4 in ver­ schiedenen Positionen gezeigt, um die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erläutern. Das Werk­ stück 4 weist eine Vielzahl von Bohrungen, Kanälen oder sonstigen Vertiefungen 15 a, 15 b und 15 c auf, die mit den Außenflächen des Werkstückes über Öff­ nungen 16 in Verbindung stehen. In diesen Bohrungen o. dgl. 15 befinden sich schematisch angedeutete Fremdstoffe 17 wie Späne aus einem vorhergehenden, spanabhebenden Fertigungsvorgang.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Position können von unten aufsteigende Luftblasen (s. Beschreibung der Fig. 1) in das Sackloch 15 a über die Öffnung 16 hineingelangen und die Fremdkörper 17 binden. Luft­ bläschen mit Fremdkörpern 17 sammeln sich dann im oberen Bereich des Sackloches 15 a. Desgleichen können Luftbläschen über die Öffnung 16 der Durch­ gangsbohrung 15 b aufsteigen, sich mit den Fremd­ körpern verbinden und sogleich diese Durchgangsboh­ rung über die obere Öffnung 16 verlassen. Ein Auf­ steigen von Bläschen in die seitlich liegende Sack­ bohrung 15 c wird nur in unvollkommener Weise erfol­ gen; es sei denn, diese Bohrung wäre leicht nach unten geneigt.

Wird das Werkstück 4 nun in die in Fig. 4 darge­ stellte Position gedreht, was einer Rotation um 180° entspricht, so ist die Sackbohrung 15 a nunmehr nach oben hin offen, so daß die Luftbläschen mit den daran gebundenen Fremdkörpern durch Auftrieb nach oben entweichen können. Soweit es um die Durch­ gangsbohrung 15 b geht, haben etwaige, noch an Un­ ebenheiten der Wandungen noch hängende Fremdkörper die Gelegenheit, in entgegengesetzter Richtung aus der Durchgangsbohrung aufzusteigen. Bezüglich der seitlich liegenden Sackbohrung 15 c hat sich prak­ tisch nichts geändert.

Gelangt das Werkstück nun in die in Fig. 5 darge­ stellte Position, so können die Luftbläschen in die in den Fig. 3 und 4 seitlich liegende Sackbohrung 15 c aufsteigen, Fremdkörper binden und sich im oberen Ende der Sackbohrung 15 c sammeln. Beim Weiterbewegen des Werkstückes in die Position nach Fig. 6 können die Luftbläschen mit den Fremdkörpern die jetzt nach oben zeigende Sackbohrung 15 c verlassen.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen also, daß durch entsprechendes Bewegen des Werkstückes 4 um mehrere Achsen, insbesondere jedoch um eine waage­ rechte Achse, jede Bohrung, insbesondere Sackboh­ rung oder jeder Kanal zeitlich nacheinander derart positioniert ist, daß Luftbläschen hineingelangen und anschließend durch Auftrieb wieder herausge­ langen können. Die Affinität der Luftbläschen gegen­ über den Fremdkörpern, insbesondere Metallspänen, ist derart groß, daß die Bohrungen, Höhlungen o.dgl. der Werkstücke 4 in verhältnismäßig kurzer Zeit, d.h. nach wenigen Umdrehungen des Getriebe­ kopfes, freigespült sind, so daß die Werkstücke ohne manuelle Nachreinigung der weiteren Verwendung zugeführt werden können.

Claims (9)

1. Verfahren zum Reinigen von Werkstücken von Fremd­ körpern wie Spänen o.dgl. durch Waschen mit einer Waschflüssigkeit in einem Waschbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke (4) in dem Waschbehälter (1, 2) um eine etwa waagerechte Achse (6) derart bewegt werden, daß in den Werk­ stücken (4) vorhandene Bohrungen (15), Kanäle oder sonstige Vertiefungen gegenüber der Waagerechten mit ihren Öffnungen (16) nacheinander nach unten bzw. nach oben gerichtet sind, und daß in den Wasch­ behälter (1, 2) unterhalb der Werkstücke (4) Luft oder ein anderes Gas eingeblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschwasser in einen Zulauf (10) des Waschbehälters (1, 2) einge­ pumpt und an einen Überlauf (8) abgepumpt wird und daß die Fremdkörper (17) am Überlauf (8) entfernt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (10) des Waschbehälters (1, 2) unterhalb der Werkstücke (4) angeordnet ist und daß die Luft in den Zulauf inji­ ziert (13) wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft am Boden (19) des Waschbehälters (1, 2) über eine Mehrzahl von Düsen (18) eingeblasen wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke (4) in dem Waschbehälter (1, 2) eine Taumelbewegung um mehrere Achsen (6, 7) durchführen.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Getriebekopf (5), an dem die Werkstücke (4) befestigbar sind und der zur Er­ zeugung einer Bewegung der Werkstücke mindestens um eine etwa waagerechte Achse (6), insbesondere in Form einer Taumelbewegung, ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebekopf (5) mindestens eine Greifeinrichtung (3) zum lösbaren Halten eines Werkstückes (4) aufweist.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, oder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschbehälter (1, 2) aus einem Außenbehälter (1) und einem darin ein­ gehängten Korb (2) mit als Sieb ausgebildeten Wan­ dungen besteht.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, oder nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch einen Überlauf (8), der zum Zu­ rückhalten der Fremdkörper (17) mit einer Abscheide­ einrichtung, insbesondere einem Sieb, versehen ist.