WO2020083440A1

WO2020083440A1 - Reinigungsstation; anlage zur herstellung eines bauteils; verfahren zum reinigen eines bauteils; verfahren zur herstellung eines bauteils

Info

Publication number: WO2020083440A1
Application number: PCT/DE2019/100917
Authority: WO
Inventors: Thilo HUBER
Original assignee: Optik Elektro Huber GmbH
Current assignee: Optik Elektro Huber GmbH
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2020-04-30
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: DE102018126437A1; DE102018126437B4

Abstract

Es werden eine erfindungsgemäße Reinigungsstation (1), eine erfindungsgemäße Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15), ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Reinigen eines Bauteils (15) und ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (15) vorgeschlagen, bei denen durch die Handhabung des Bauteils (15) und dessen Reinigung eine Beschädigung der Oberfläche des Bauteils (15) nahezu vermieden wird.

Description

Reinigungsstation; Anlage zur Herstellung eines Bauteils; Verfahren zum Reinigen eines Bauteils; Verfahren zur Herstellung eines Bauteils

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Reinigungsstation, nach der Gattung des An- spruchs 1 , von einer Anlage zur Herstellung eines Bauteils, nach der Gattung des An- spruchs 10, einem Verfahren zum Reinigen eines Bauteils, nach der Gattung des An- spruchs 17, und einem Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, nach der Gattung des Anspruchs 25.

Weltweit werden eine Vielzahl von mechanischen Bauteilen mit kleinen Abmessungen und hoher Oberflächengüte auf spanenden Maschinen z.B. durch Drehen, Fräsen odgl. hergestellt. Um einen möglichst schonenden Fertigungsprozess sicherstellen zu können, wird als Kühl-, Schmiermedium und/oder Späneabfuhrmittel in aller Regel Öl verwendet. Bauteile, die in großen Serien hergestellt werden, und eine„relativ“ un- empfindliche Oberfläche aufweisen, werden in der Werkzeugmaschine, nach dem Fer- tigungsprozess fallengelassen und auf Austragsbändern aus der Maschine als Schütt- gut ausgetragen. Bei Bauteilen mit empfindlicher Oberfläche, werden diese nach dem Fertigungsprozess in ein Kühl-, Schmiermedium z.B. Ölbad fallengelassen, in wel- chem die Teile langsam absinken und sich nicht gegenseitig beschädigen zu können. Im weiteren Fertigungsverlauf müssen die Bauteile gereinigt werden. In aller Regel werden hierzu die Bauteile in Losen gesammelt und dann händisch mit Hilfe von Hal- telementen fixiert, einzeln auf Werkstückträgern aufgesetzt und mit Hilfe von„Wasch- körben“ einer Reinigungsanlage zugeführt. Für diesen Prozess werden die Werkstü- cke gesammelt, wodurch in aller Regel ein größerer zeitlicher Abstand zwischen dem Fertigungsprozess und dem Reinigungsprozess entsteht. Dies führt dazu, dass die durch das Kühl-, Schmiermedium gebildete Schicht (z.B. Ölschicht) verklebt und nur mit höherem Reinigungsaufwand und insbesondere unter Einsatz von Chemie wieder entfernt werden kann. Je nach eingesetzter Technologie (Spritzen, Fluten, Ultraschall odgl.) können die Waschkörbe in der Anlage mit den Werkstückträgern geschwenkt werden, wobei ein Schwenken in aller Regel nur bei Schüttgut und wenig empfindli- chen Oberflächen angewandt wird.

Im industriellen Umfeld existieren weiterhin Reinigungsanlagen, in denen mehrere Technologien in einer Anlage vereint sind und das Reinigungsgut im Waschkorb mit- tels eines Transportsystems durch die Anlage (i.d.R. bestehend aus Aufheiz-, Vorbe- handlungs-, Reinigungs- und Trocknungszonen) durchgetaktet wird. Bei diesen getak- teten Systemen, die für höhere Durchsatzmengen ausgelegt sind, ist stets das Ver- schleppen von Verunreinigungen von Becken zu Becken ein permanentes Problem.

Allen Anlagen gemein ist der physikalische Effekt, dass der Reinigungsprozess je nach Reinigungsmedium bei erhöhten Temperaturen (ca. 50-90°C) durchgeführt wird, da sich bei höheren Temperaturen entschieden bessere Reinigungsergebnisse einstellen als bei Raumtemperatur.

Ausgehend von der Art und dem Grad der Verschmutzung sowie der Werkstückbe- schaffenheit (Größe, Werkstoffart, Geometrie, Bearbeitungsprozess, Oberfläche, Oberflächengüte odgl.), den Bearbeitungsrückständen vor dem Reinigen (Späne, Ab- rieb, Kühl-, Schmiermedium, Öl, Fett, Kühlschmierstoff, Aufbackungen odgl.) und dem angestrebten Sauberkeitsniveau nach dem Reinigungsprozess (Oberflächenspan- nung, Gravimetrie und zulässige Partikelgrößen) entscheidet sich der Einsatz des Rei- nigungsmittels. Bedingt durch die Liegezeiten der Bauteile nach dem Fertigungspro- zess und dem damit verbundenen Ankleben des Schmiermittels, wird in aller Regel auf chemisch basierte Reinigungsmittel zurückgegriffen.

Nach der Reinigung und dem Trocknungsprozess werden die Werkstücke je nach Kundenvorgabe unterschiedlichen Prüfprozeduren und qualitätssichernden Maßnah- men unterzogen, bevor der abschließende Verpackungs- und Versandprozess folgt (heute zu 100% als händischer Prozess). Bedingt durch die unpolaren organischen Verschmutzungen, gepaart mit dem Problem des batchweisen Reinigens, kann in der Regel die geforderte Reinheit nur mit chlorierten Wasserstoffen bzw. modifizierten Al- koholen erreicht werden, was natürlich umwelttechnische Anforderungen bzw. Prob- lemstellungen mit sich bringt.

Durch den beschriebenen Stand der Technik stellen sich speziell bei Bauteilen mit hoher Oberflächengüte Beschädigungen ein, die dadurch entstehen, dass sich die ein- zelnen Bauteile beim Austragen aus der Werkzeugmaschine und/oder beim Waschen gegenseitig berühren und dadurch beschädigen.

Durch den momentanen Prozess verkleben sich die Bauteile mit dem Schmiermittel, in der Warte-/Liegezeit nach dem Zerspanungsprozess, wodurch ein erhöhter Auf- wand bei der Reinigung, unter Einsatz von„umweltfeindlichen“ Medien erforderlich wird. Eine Begleiterscheinung dieses aufwändigen Reinigungsprozesses sind dann wiederum Beschädigungen an der Oberfläche, was zu einem erhöhten Ausschuss führt.

Um eine Warte-/Liegezeit nach dem Zerspanungsprozess zu vermeiden, werden in der Offenlegungsschrift DE 1 1 2005 000 481 T5 und DE 1 1 2007 003 030 T5 Vorrich- tungen vorgeschlagen, bei denen die Bauteile mittels eines Handhabungssystems in die Reinigungsstation transportiert werden. Allerdings werden Spüleinrichtungen ein- gesetzt, wodurch Bauteile trotzdem beschädigt werden könnten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsstation, eine Anlage zur Herstellung von Bauteilen und ein Verfahren zum prozessnahen Reinigen bereit- zustellen, durch die die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Die erfindungsgemäße Reinigungsstation, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung eines Bauteils, mit den Merkmalen des An- spruchs 10, das erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen eines Bauteils, mit den Merkmalen des Anspruchs 17, und das Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, nach der Gattung des Anspruchs 25, haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Handhabung des Bauteils und dessen Reinigung durch mindestens ein festes Reini- gungsmittel eine Beschädigung der Oberfläche des Bauteils nahezu vermieden wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reinigungsstation ist der Verschluss im Behälterinnenraum verschiebbar angeordnet.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reini- gungsstation ist der Verschluss federbelastet. Bevorzugt wird mindestens eine Druck- feder eingesetzt.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reini- gungsstation weist der Verschluss zur Abdichtung gegen die Behälterwand mindes- tens eine Dichtung auf und/oder weist der Verschluss zur Abdichtung gegen das Hand- habungsgerät mindestens eine Dichtung auf.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reini- gungsstation ist im Behälterinnenraum₇ mindestens eine Polierbürste mindestens eine Sprühdüse für ein gasförmiges Medium, mindestens eine Sprühdüse für ein flüssiges Medium und/oder ein Halter für das zu reinigende Bauteil angeordnet.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rei- nigungsstation ist mindestens ein Reinigungsmittel ein rotierendes Reinigungsmittel (z.B. rotierende Waschbürste), ist mindestens ein Reinigungsmittel beweglich im Be- hälterinnenraum angeordnet, ist mindestens eine Polierbürste eine rotierende Polier- bürste und/oder ist mindestens eine Polierbürste beweglich im Behälterinnenraum an- geordnet.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Reinigungsstation weisen mindestens ein Reinigungsmittel und/oder mindestens eine innere Zuleitung für ein Reinigungsmedium auf und/oder weisen mindestens ein Reinigungsmittel und/oder mindestens eine Polierbürste einen Elektroantrieb auf. Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reini- gungsstation weist die Reinigungsstation mindestens einen Behälter (Auffangbehälter) für ein Reinigungsmedium auf.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Reini- gungsstation weist die Reinigungsstation mindestens eine Heizung für ein Reinigungs- medium auf.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage zur Herstel- lung eines Bauteils, die mindestens einer Werkzeugmaschine zum Fertigen des Bau- teils und mindestens einem Handhabungsgerät zur Entnahme des gefertigten Bauteils aus mindestens einer Werkzeugmaschine aufweist, wobei die Anlage für das gefer- tigte Bauteil mindestens eine außerhalb einer Werkzeugmaschine angeordnete und durch mindestens einem Handhabungsgerät bestückbare Reinigungsstation, die einen Behälterinnenraum aufweist, in dem mindestens ein festes Reinigungsmittel angeord- net ist, aufweist, weist mindestens ein Handhabungsgerät einen Greifer auf.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Anlage eine der Vorreinigung dienende Reinigungsstation (Vorreinigungssta- tion) und eine der Hauptreinigung dienende Reinigungsstation Reinigungsstation (Hauptreinigungsstation) auf.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Anlage mindestens ein Magazin auf. Bevorzugt werden in einem Magazin die gereinigten Bauteile abgelegt und/oder durch ein Magazin (z.B. Stangenmagazin) die Rohlinge der Werkzeugmaschine zugeführt.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Anlage mindestens eine Prüf-, Meß- und/oder Kontrollstation auf.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage weist die Anlage mindestens eine Verpackungsstation auf. Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage ist mindestens eine Reinigungsstation eine Reinigungsstation, gemäß einem der An- sprüche 1 bis 9.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Rei- nigen eines Bauteils in mindestens einer Reinigungsstation, die einen durch einen Ver- schluss zumindest teilweise verschließbaren Behälter aufweist, der einen Behälterbo- den, eine Behälterwand und einen Behälterinnenraum aufweist, wobei der Verschluss eine Öffnung aufweist, durch die das zu reinigende Bauteil mittels eines Handhabungs- gerätes in den Behälterinnenraum eingeführt wird, wobei die Reinigung durch Kontakt- reinigung erfolgt, wird der Verschluss zumindest zeitweise durch das Handhabungs- gerät bewegt.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens weist die Reinigungsstation mindestens ein Reinigungsmittel (z.B. Waschbürste, Polierbürste) auf, wobei mindestens ein Reinigungsmittel zum Bauteil zustellbar ist.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens weist die Reinigungsstation einen Halter für das zu reinigende Bauteil auf, in dem das zu reinigende Bauteil zumindest zeitweise gehalten wird.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver- fahrens wird das zu reinigende Bauteil von einem Handhabungsgerät an den Halter übergeben und/oder wird das zu reinigende Bauteil von einem Handhabungsgerät von dem Halter entnommen.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird die Reinigung des Bauteils prozessnah an die Fertigstellung des Bauteils in einer Werkzeugmaschine durchgeführt. Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird das zu reinigende Bauteil nach dessen Fertigstellung von einem Handha- bungsgerät aus einer Werkzeugmaschine entnommen und in Richtung Reinigungssta- tion befördert.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird als Reinigungsstation eine Reinigungsstation, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, und/oder als Anlage zur Herstellung eines Bauteils eine Anlage zur Herstellung eines Bauteils, gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, eingesetzt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Her- stellung eines Bauteils (Einzelteils), das mindestens zwei Prozesse umfasst, nämlich einen Zerspanungsprozess und einen Reinigungsprozess, bei dem eine Kontaktreini- gung erfolgt, wobei der komplette Ablauf der Prozesse innerhalb eines Gesamtsys- tems (Anlage) realisiert wird, wobei grundsätzlich eine Bauteilhandhabung (Einzelteil- handhabung) mit Hilfe mindestens eines Handhabungsgerätes realisiert wird, ist zu jedem Zeitpunkt die Orientierung und Positionierung des Bauteils (Einzelteils) genau festgelegt ist und laufen alle Prozesse hauptzeitparallel zum Zerspanungsprozess des nächsten Bauteils (Einzelteils) ab.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens wird für einen Reinigungsprozess eine Reinigungsstation, gemäß einem der An- sprüche 1 bis 9, und/oder als Gesamtsystem eine Anlage zur Herstellung eines Bau- teils, gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, eingesetzt und/oder wird bei dem Reini- gungsprozess ein Verfahren zum Reinigen eines Bauteils, gemäß einem der Ansprü- che 17 bis 24, durchgeführt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstands ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Reinigungssta- tion,

Fig. 2 eine andere perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Reini- gungsstation, gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 eine andere perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Reini- gungsstation, gemäß Fig. 1 ,

Fig. 4 perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Reinigungsstation bis 9 mit einem Handhabungsgerät, gemäß Fig. 1 ,

Fig. 10 schematische Seitenansichten der erfindungsgemäßen Reinigungssta- bis 23 tion, gemäß Fig. 1 , zur Darstellung des Prozessablaufes, und

Fig. 24 eine erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung eines Bauteils

bis 26

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Reini- gungsstation 1. Die erfindungsgemäße Reinigungsstation 1 weist einen Behälterboden 2, eine Behälterwand 3, die bevorzugt zylinderförmig ausgestaltet und/oder bevorzugt aus Glas gefertigt ist, und einen Behälterdeckel 4, an dem eine Öffnung 5 zur Einbrin- gung eines nicht dargestellten Bauteils in den Behälterinnenraum 6 mittels eines nicht dargestellten Handhabungsgerätes (Roboter) angeordnet ist, auf. Im Behälterinnen- raum 6 befinden sich Reinigungsmittel 7, die als Waschbürsten, die bevorzugt aus einem weichen Material gefertigt sind, ausgestaltet sind. Denkbar ist auch, dass Schwämme oder Lappen zum Einsatz kommen. Durch die festen Reinigungsmittel 7 findet eine Kontaktreinigung, also eine aktive Reinigung, des Bauteils 15 statt. Durch den intensiven taktilen Kontakt zwischen dem Reinigungsmittel 7 (Reinigungsmedium, Waschmittels) und dem Bauteil 15 (Werkstück) wird eine hohe Reinigungswirkung er- zielt. Zusätzlich kann durch den Einsatz eines geeigneten Reinigungsmittels 7 eine Polierwirkung und Entgratwirkung erreicht werden kann. Die Reinigungsmittel 7 sind um Achsen 8 drehbar an Schwenkarmen 9 angeordnet, wobei die Schwenkarme 9 um Achsen 10 schwenkbar an einem Halteelement 1 1 angelenkt sind. Denkbar ist auch, dass zumindest eines der Halteelemente 1 1 innerhalb einer Öffnung 12 verschoben werden und/oder auf der Achse 10 bewegt werden kann. Mittels Zuleitungen 13 kann Reinigungsflüssigkeit zur Abgabe an Borsten 14 des Reinigungsmittels 7 in das Innere des Reinigungsmittels 7 befördert werden.

Die Fig. 4 bis Fig. 9 zeigen perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Reini- gungsstation 1 mit einem zu reinigenden Bauteil 15 (Werkstück), gemäß Fig. 1 . Hierbei wird deutlich, dass das Bauteil 15 mittels eines Handhabungsgerätes 16 durch die in der Behälterdecke 4 angeordnete Öffnung 5 in den Behälterinnenraum 6 gelangt. Im Behälterinnenraum 6 ist ein Verschluss 17, an dem eine Öffnung 18 zur Einbringung des Bauteils 15 in den Behälterinnenraum 6 mittels des Handhabungsgerätes 16 an- geordnet ist, angeordnet, der zwischen der Behälterdecke 4 und dem Behälterboden 2 verschiebbar ist, wobei die Verschiebung des Verschlusses 17 bevorzugt durch die Bewegung des Handhabungsgerätes 16 in Z-Richtung erfolgt. Denkbar wäre auch, dass die erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1 keine Behälterdecke 4 aufweist, so dass der Verschluss 17 auch die Behälterdecke darstellt. Im Behälterinnenraum 6 sind Düsen 19 angeordnet, die als Sprühdüsen gasförmige Medien (z.B. Druckluft) und/o- der flüssige Medien (z.B. Reinigungsflüssigkeit, Wasser) versprühen können. Bevor- zugt wird die Öffnung 18 durch das Handhabungsgerät 16 abgedichtet, wenn das Handhabungsgerät 16 mit dem Verschluss 17 in Kontakt steht. Um den Verschluss 17, der einen Rand 20 aufweist, zur Behälterwand 3 abzudichten, ist an dem Rand 20 eine Dichtung 21 angeordnet.

Die Fig. 5 bis Fig. 9 zeigen, dass das Bauteil 15 von dem Handhabungsgerät 16 an einen Halter 22 (Gegenhalter), der bevorzugt frei positionierbar ist, übergeben werden kann, um es an allen Stellen reinigen zu können, wobei sich hierzu das Handhabungs- gerät 16 nebst dem Verschluss 17 bevorzugt in Richtung Behälterdecke 4 bewegt. Die Fig. 10 bis Fig. 23 zeigen schematische Seitenansichten der erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1 , gemäß Fig. 1 , zur Darstellung des Prozessablaufes.

Fig. 10 zeigt, dass das Flandhabungsgerät 16 einen Greifer 23 aufweist, der das Bau- teil 15 hält, so dass das Flandhabungsgerät 16 das Bauteil 15 in der durch den Pfeil

24 angedeuteten Bewegungsrichtung (Z-Richtung) auf die erfindungsgemäße Reini- gungsstation 1 zubewegt werden kann, um das Bauteil 15 im Behälterinnenraum 6 an den Halter 22, in den zur Reinigung des Bauteils 15 bevorzugt mindestens eine Düse

25 integriert ist, die als Sprühdüse gasförmige Medien (z.B. Druckluft) und/oder flüs- sige Medien (z.B. Reinigungsflüssigkeit, Wasser) versprühen kann, zu übergeben. Be- vorzugt ist der Verschluss 17 durch Druckfedern 26 belastet, wodurch der Verschluss 17 dem Flandhabungsgerät 16 folgt, wenn sich das Flandhabungsgerät 16 z.B. nach der Übergabe des Bauteils 15 an den Halter 22 oder zur Entnahme des Bauteils 15 aus der erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1 in Richtung der nicht dargestellten Behälterdecke 4 bewegt. Um ein dementsprechendes Folgen zu ermöglichen, sind selbstverständlich alternativ oder ergänzend auch andere Verbindungsmöglichkeiten, wie z. B. eine magnetische Verbindung oder eine Verrastung zwischen dem Verschluss 17 und dem Flandhabungsgerät 16, denkbar.

Fig. 1 1 zeigt das Flandhabungsgerät 16 in Kontakt mit dem Verschluss 17. Zur Abdich- tung ist zwischen dem Flandhabungsgerät 16 und dem Verschluss 17 eine Dichtung 27 angeordnet. Somit ist der Verschluss 17 als druckbeaufschlagter und abdichtender Verschluss einsetzbar, da eine hermetische Abdichtung hin zum Flandhabungsgerät 16 bzw. zum Greifer 23 und zur Behälterwand 3 (Zylinderwand) gegeben ist. Wie in Fig. 10 ist das Bauteil 15 in Fig. 1 1 sowohl in der durch das Flandhabungsgerät 16 gegriffenen Position als auch in der durch den Halter 22 gegriffenen Position darge- stellt. Durch die Düsen 19 und 25 und die Reinigungsmittel 7 erfolgt die Reinigung des Bauteils 15.

Fig. 12 zeigt das Eintauchen des Greifers 23 mit Bauteil 15 in Richtung des Pfeiles 24 in die erfindungsgemäße Reinigungsstation 1 , wodurch der Verschluss 17 in Richtung Behälterboden 2 bewegt wird und die Sprühreinigung (z.B. Spritzreinigung) durch die eingebauten Düsen 19 erfolgt. Bevorzugt wird während der Sprühreinigung das Bauteil 15 um die eigene Achse gedreht.

Fig. 13 zeigt das Abbürsten des Bauteils 15 durch die in Richtung des Pfeils 28 zu- stellbaren rotierenden Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten). Bevorzugt ist hierbei eine freie Vorwahl der Bürstenzustellung und/oder der Umdrehungszahl. Wie in Fig. 10 und Fig. 1 1 ist das Bauteil 15 in Fig. 13 sowohl in der durch das Flandhabungsgerät 16 gegriffenen Position als auch in der durch den Halter 22 gegriffenen Position darge- stellt, so dass klar wird, dass in beiden Positionen ein Abbürsten mit den rotierenden Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten) möglich ist.

Fig. 14 zeigt, dass sich die Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten) Richtung des Pfeils 29 entfernen, um das durch den Greifer 23 gehaltene Bauteil 15 durch die Düse 25 zu reinigen.

Fig. 15 zeigt eine bevorzugte Anordnung der Reinigungsmittel 7 und der Düsen 19 und 25.

Fig. 16 zeigt, dass durch die in der durch den Pfeil 24 angedeuteten Bewegungsrich- tung (Z-Richtung) des Handhabungsgerätes 16 die Übergabe des Bauteils 15 an den in der erfindungsgemäßen Reinigungsstation 1 integrierten Halter 22 (Haltevorrich- tung) erfolgt.

Fig. 17 zeigt, dass sich das Handhabungsgerät 16 nach der Übergabe des Bauteils 15 an den Halter 22 durch die in der durch den Pfeil 30 angedeuteten Bewegungsrichtung (Z-Richtung) des Handhabungsgerätes 16 entfernt.

Fig. 18 zeigt das Abbürsten des Bauteils 15 durch die in Richtung des Pfeils 28 zu- stellbaren, bevorzugt zentrisch zustellbaren, rotierenden Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten).

Fig. 19 zeigt, dass sich die Reinigungsmittel 7 (z.B. Bürsten) Richtung des Pfeils 29 entfernen. Fig. 20 zeigt die Bewegung des Greifers 23 mit Bauteil 15 in Richtung des Pfeiles 24, wodurch der Verschluss 17 in Richtung Behälterboden 2 bewegt wird. Anschließend wird das von dem Halter 22 gehaltene Bauteil 15 von dem Greifers 23 übernommen.

Fig. 21 zeigt, dass sich das Handhabungsgerät 16 nach der Übernahme des Bauteils 15 von dem Halter 22 durch die in der durch den Pfeil 30 angedeuteten Bewegungs- richtung (Z-Richtung) des Handhabungsgerätes 16 entfernt.

Fig. 22 zeigt Düsen 31 , die in einer Druckluftspritzzone angeordnet sind und bevorzugt zur Trocknung des Bauteils 15 durch einen integrierten Luftstrom dienen. Denkbar ist auch, dass diese Düsen 31 bereits beim Eintauchen des zu reinigenden Bauteils 15 in die erfindungsgemäße Reinigungsstation 1 zum Einsatz kommen, um in einem ersten Verfahrensschritt an dem Bauteil 15 anhaftende Verunreinigungen zumindest teilweise zu entfernen.

Fig. 23 zeigt, dass das Handhabungsgerät 16 nebst dem von allen Seiten gereinigten Bauteil 15 anschließend durch die in der durch den Pfeil 30 angedeuteten Bewegungs- richtung (Z-Richtung) die erfindungsgemäße Reinigungsstation 1 verlässt.

Die Fig. 24 bis Fig. 26 zeigen eine erfindungsgemäße Anlage 32 zur Herstellung eines Bauteils. In der erfindungsgemäße Anlage 32 findet bevorzugt eine Einzelteilhandha- bung der gefertigten Bauteile 15 statt. Hierzu dient die erfindungsgemäße Anlage 32, die eine modular aufgebauten Automatisierungslösung (Automationsbox) darstellt und insbesondere in Kombination mit unterschiedlichen Typen von zerspanenden Werk- zeugmaschinen eingesetzt werden kann. Der Funktionsumfang kann dabei beinhalten, das Greifen von Bauteilen (Werkstücke) im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine 33 (direkt ausgehend von der Aufspannsituation), das Vorreinigen von Verunreinigungen und Schmiermitteln (direkt nach dem Zerspanungsprozess), das Überführen der Bau- teile (Werkstücke) in einen Reinigungsprozess mit (möglichst) wässriger Lösung, das Trocknen der Bauteile (Werkstücke), das optionale Zuführen in eine Messstation und das Ablegen in einer Versandverpackung. Bevorzugt liegt der Haupteinsatzbereich der erfindungsgemäßen Anlage 32 bei der Fertigung von hochkomplexen, kleinvolumigen, metallischen Bauteilen mit hohen Anforderungen an die Oberflächengüte. Das Verfah- ren kann jedoch genauso auch im Großserienbereich von„Standardbauteilen“ einge- setzt werden.

Die erfindungsgemäße Anlage 32 besteht bevorzugt aus den wesentlichen Teilsyste- men:

- Handhabungsgerät (Handhabungssystem),

- Greifer zum Übernehmen der Bauteile (Werkstücke) aus der Aufspannsituation der Werkzeugmaschine,

- Vorreinigungsstation im Innenbereich der Werkzeugmaschine 33 (Aus-/Abbla- seinheit),

- Erfindungsgemäße Reinigungsstation außerhalb der Werkzeugmaschine 33, wobei die erfindungsgemäße Reinigungsstation bevorzugt doppelt vorhanden ist, so dass es eine Vorreinigungsstation 34 und eine Hauptreinigungsstation 35, die bevorzugt identisch aufgebaut sind, außerhalb der Werkzeugmaschine

33 gibt,

- Optionaler Prüf-/Meßplatz,

- Ablagesystem.

Dabei sieht der Prozessablauf wie folgt aus: Nach dem Ende des Zerspanungsprozes- ses, wird mit dem Handhabungssystem und einem daran angeflanschten Greifer, das Bauteil (Werkstück) aus der Spanneinheit der Werkzeugmaschine 33 gegriffen. Hierzu öffnet sich eine Lucke 36 in der geschlossenen Umhausung der Werkzeugmaschine 33, durch die das Handhabungsgerät 16 in seiner X- und Y-Achse agierend in den Bearbeitungsraum 37 eintauchen kann. Noch im Bearbeitungsraum 37 wird mit Hilfe von Druckluft die Oberfläche der Bauteile abgeblasen und vorgereinigt. Danach wird das Bauteil mit Hilfe des Handhabungssystems 16 aus dem Bearbeitungsraum be- wegt, wodurch der Fertigungsprozess für das nächste Bauteil, das bevorzugt in einem Stangenmagazin 38 bevorratet wird, in dem Bearbeitungsraum 37 sofort beginnen kann und das entnommene Bauteil in einer ersten Vorreinigungsstation 34 vorgereinigt wird. Das Bauteil (Werkstück) wird somit direkt am Prozessort der Zerspanung abge- griffen und dann direkt in einem Einzelteilhandlingsprozess einer mehrstufigen Reini- gung, eventuell einer Inspektion und/oder eventuell einer Ablage in einem Ablagesys- tem, welches Teil einer Verpackung sein kann, zugeführt, während bereits das nächste Bauteil (Werkstück) produziert wird. Dabei laufen alle Prozesse komplett automatisiert ab. In der Vorreinigungsstation 34 wird das Bauteil vor dem Verlassen abgeblasen und mit einem Luftstrom vorgetrocknet. In der folgenden Hauptreinigungsstation 35, bei der bevorzugt heißes Wasser (z.B. 5 bis 10 I 70°-heißes Wasser) wird das Bauteil nochmals einem Reinigungsprozess unterzogen und mittels eines Luftstroms getrock- net. Eine erfindungsgemäße Reinigungsstation weist somit einen Druckluftbereich, ei- nen unter dem Druckluftbereich angeordneten Bereich mit Spritzdüsen (wässrig) und einen ebenfalls unter dem Druckluftbereich angeordneten Bereich mit Reinigungsmit- teln (z.B. Bürsten) auf, wodurch in der erfindungsgemäßen Reinigungsstation unter- schiedliche Zonen/Funktionen realisiert werden. Die erfindungsgemäße Anlage 32 weist für die Reinigungsmedien bevorzugt Behälter 39 auf, die zumindest teilweise als Vorratsbehälter oder als Auffangbehälter dienen und ggfls. mit einer Heizung versehen sind.

In der erfindungsgemäßen Reinigungsstation werden alle erforderlichen Bewegungen des Bauteils in Z-Richtung mit dem Handhabungsgerät durchgeführt. Vorteilhaft ist zu- dem, dass der Spritzdruck mit vorgewärmtem Medium einstellbar ist. Bevorzugt ist ein Kreislauf für das Medium (Reinigungsmedium-Umwälzung) vorgesehen, so dass eine Pumpe, Düsen (z.B. 4-fach jeweils 90° versetzt), Filter, Aufheizzone und Druckluftdü- sen mit einstellbarem Druck zum Einsatz kommen. Der eingesetzte Halter (Gegenhal- ter) und/oder der Greifer sind als zentrisch schließender Greifer mit werkstückspezifi- schen Backen und/oder alternativ als Spannzange ausgeführt.

In einem nachfolgenden Prozess kann das Bauteil in einer extra Station vermessen und danach in einen versandfertigen Ladungsträger (Magazin 40, Ablagesystem) als Einzelteil abgelegt werden. Bevorzugt wird zur Befüllung ein leeres Magazin 39, das durch das Handhabungsgerät erfolgt, automatisch in eine Befüllposition verbracht und nach dem Befüllen aus dieser entfernt. Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung darge- stellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinan- der erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlenliste

1 Reinigungsstation

2 Behälterboden

3 Behälterwand

4 Behälterdecke

5 Öffnung

6 Behälterinnenraum

7 Reinigungsmittel

8 Achse

9 Schwenkarm

10 Achse

11 Halteelement

12 Öffnung

13 Zuleitung

14 Borsten

15 Bauteil

16 Handhabungsgerät

17 Verschluss

18 Öffnung

19 Düse

20 Rand

21 Dichtung

22 Halter

23 Greifer

24 Pfeil

25 Düse

26 Druckfeder

27 Dichtung

28 Pfeil

29 Pfeil

30 Pfeil

31 Düse Anlage

Werkzeugmaschine Vorreinigungsstation Hauptreinigungsstation Luke

Bearbeitungsraum Stangenmagazin Behälter

Magazin

Claims

Patentansprüche

1. Reinigungsstation (1 ) zur Reinigung eines Bauteils (15),

- mit einem durch einen Verschluss (17) zumindest teilweise verschließbaren Behälter, der einen Behälterboden (2), eine Behälterwand (3) und einen Be- hälterinnenraum (6) aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Verschluss (17) eine Öffnung (12) (5) aufweist, durch die das zu reini- gende Bauteil (15) mittels eines Handhabungsgerätes (16) in den Behälterinnen- raum (6) einführbar ist, wobei im Behälterinnenraum (6) mindestens ein festes Reinigungsmittel (7) angeordnet ist.

2. Reinigungsstation (1 ), nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Verschluss (17) im Behälterinnenraum (6) verschiebbar angeordnet ist.

3. Reinigungsstation (1 ), nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Verschluss (17) federbelastet ist.

4. Reinigungsstation (1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Verschluss (17) zur Abdichtung gegen die Behälterwand (3) mindestens eine Dichtung (21 ) aufweist und/oder der Verschluss (17) zur Abdichtung gegen das Handhabungsgerät (16) mindestens eine Dichtung (27) aufweist.

5. Reinigungsstation (1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass im Behälterinnenraum (6) mindestens eine Polierbürste mindestens eine Sprühdüse für ein gasförmiges Medium, mindestens eine Sprühdüse für ein flüs- siges Medium und/oder ein Halter (22) für das zu reinigende Bauteil (15) ange- ordnet ist.

6. Reinigungsstation (1 ), nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens ein Reinigungsmittel (7) ein rotierende Reinigungsmittel (7) ist, mindestens ein Reinigungsmittel (7) beweglich im Behälterinnenraum (6) ange- ordnet ist, mindestens eine Polierbürste eine rotierende Polierbürste ist und/oder mindestens eine Polierbürste beweglich im Behälterinnenraum (6) angeordnet ist.

7. Reinigungsstation (1 ), nach Anspruch 5 oder Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens ein Reinigungsmittel (7) und/oder mindestens eine Polierbürste eine innere Zuleitung (13) für ein Reinigungsmedium aufweisen und/oder min- destens ein Reinigungsmittel (7) und/oder mindestens eine Polierbürste einen Elektroantrieb aufweisen.

8. Reinigungsstation (1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Reinigungsstation (1 ) mindestens einen Behälter (39) für ein Reini- gungsmedium aufweist.

9. Reinigungsstation (1 ), nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Reinigungsstation (1 ) mindestens eine Heizung für ein Reinigungsme- dium aufweist.

10. Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15),

- mit mindestens einer Werkzeugmaschine (33) zum Fertigen des Bauteils (15), - mit mindestens einem Handhabungsgerät (16) zur Entnahme des gefertig- ten Bauteils (15) aus mindestens einer Werkzeugmaschine (33), dadurch gekennzeichnet,

dass die Anlage (32) für das gefertigte Bauteil (15) mindestens eine außerhalb einer Werkzeugmaschine (33) angeordnete und durch mindestens ein Handha- bungsgerät (16) bestückbare Reinigungsstation (1 ), die einen Behälterinnenraum (6) aufweist, in dem mindestens ein festes Reinigungsmittel (7) angeordnet ist, aufweist.

11. Anlage (32), nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens ein Handhabungsgerät (16) einen Greifer (23) aufweist.

12. Anlage (32), nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Anlage (32) eine der Vorreinigung dienende Reinigungsstation (1 ) und eine der Hauptreinigung dienende Reinigungsstation (1 ) aufweist.

13. Anlage (32), nach einem der Ansprüche 10 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Anlage (32) mindestens ein Magazin (40) aufweist.

14. Anlage (32), nach einem der Ansprüche 10 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Anlage (32) mindestens eine Prüf-, Meß- und/oder Kontrollstation auf- weist.

15. Anlage (32), nach einem der Ansprüche 10 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Anlage (32) mindestens eine Verpackungsstation aufweist.

16. Anlage (32), nach einem der Ansprüche 10 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Reinigungsstation (1 ) eine Reinigungsstation (1 ), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ist.

17. Verfahren zum Reinigen eines Bauteils (15),

dadurch gekennzeichnet,

dass die Reinigung des Bauteils (15) in mindestens einer Reinigungsstation (1 ), die einen durch einen Verschluss (17) zumindest teilweise verschließbaren Be- hälter aufweist, der einen Behälterboden (2), eine Behälterwand (3) und einen Behälterinnenraum (6) aufweist, wobei der Verschluss (17) eine Öffnung (12) (5) aufweist, durch die das zu reinigende Bauteil (15) mittels eines Handhabungsge- rätes (16) in den Behälterinnenraum (6) eingeführt wird, durch Kontaktreinigung erfolgt.

18. Verfahren, nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Verschluss (17) zumindest zeitweise durch das Handhabungsgerät (16) bewegt wird.

19. Verfahren, nach Anspruch 17 oder Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Reinigungsstation (1 ) mindestens ein Reinigungsmittel (7) aufweist, wo- bei mindestens ein Reinigungsmittel (7) zum Bauteil (15) zustellbar ist.

20. Verfahren, nach einem der Ansprüche 17 bis 19,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Reinigungsstation (1 ) einen Halter (22) für das zu reinigende Bauteil (15) aufweist, in dem das zu reinigende Bauteil (15) zumindest zeitweise gehalten wird.

21. Verfahren, nach Anspruch 20,

dadurch gekennzeichnet, dass das zu reinigende Bauteil (15) von einem Handhabungsgerät (16) an den Halter (22) übergeben wird und/oder das zu reinigende Bauteil (15) von einem Handhabungsgerät (16) von dem Halter (22) entnommen wird.

22. Verfahren, nach einem der Ansprüche 17 bis 21 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Reinigung des Bauteils (15) prozessnah an die Fertigstellung des Bau- teils (15) in einer Werkzeugmaschine (33) durchgeführt wird.

23. Verfahren, nach einem der Ansprüche 17 bis 22,

dadurch gekennzeichnet,

dass das zu reinigende Bauteil (15) nach dessen Fertigstellung von einem Hand- habungsgerät (16) aus einer Werkzeugmaschine (33) entnommen und in Rich- tung Reinigungsstation (1 ) befördert wird.

24. Verfahren, nach einem der Ansprüche 17 bis 23,

dadurch gekennzeichnet,

dass als Reinigungsstation (1 ) eine Reinigungsstation (1 ), gemäß einem der An- sprüche 1 bis 9, und/oder als Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15) eine Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15), gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, eingesetzt wird.

25. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (15),

dadurch gekennzeichnet,

dass das Verfahren mindestens zwei Prozesse umfasst, nämlich einen Zer- spanungsprozess und einen Reinigungsprozess, bei dem eine Kontaktreinigung erfolgt, wobei der komplette Ablauf der Prozesse innerhalb eines Gesamtsys- tems realisiert wird, wobei grundsätzlich eine Bauteilhandhabung mit Hilfe min- destens eines Handhabungsgerätes (16) realisiert wird.

26. Verfahren, nach Anspruch 25,

dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Zeitpunkt die Orientierung und Positionierung des Bauteils (15) genau festgelegt ist und alle Prozesse hauptzeitparallel zum Zerspanungspro- zess des nächsten Bauteils (15) ablaufen.

27. Verfahren, nach Anspruch 25 oder Anspruch 26,

dadurch gekennzeichnet,

dass für einen Reinigungsprozess eine Reinigungsstation (1 ), gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, und/oder als Gesamtsystem eine Anlage (32) zur Herstellung eines Bauteils (15), gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, eingesetzt wird und/o- der bei dem Reinigungsprozess ein Verfahren zum Reinigen eines Bauteils (15), gemäß einem der Ansprüche 17 bis 24, durchgeführt wird.