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Title:
DEVICE FOR DRYING WORKPIECES AFTER A CLEANING OPERATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/016878
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to provide a device for drying workpieces after a cleaning operation, comprising a vacuum chamber for the vacuum drying of a workpiece to be dried, which makes it possible for a workpiece that is to be dried to be dried largely without any residual soiling, it is proposed that the device comprises at least one blowing nozzle which opens out in the vacuum chamber and by means of which the workpiece to be dried can be exposed to a blowing medium.

Inventors:
DAVID HERMANN-JOSEF (DE)
KAESKE EGON (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/062770
Publication Date:
February 09, 2012
Filing Date:
July 25, 2011
Export Citation:
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Assignee:
DUERR ECOCLEAN GMBH (DE)
DAVID HERMANN-JOSEF (DE)
KAESKE EGON (DE)
International Classes:
F26B5/04; F26B21/00; F26B21/12
Foreign References:
DE10144225C12003-02-06
DE102008019456A12009-11-05
EP1832353A22007-09-12
DE3715511A11987-11-19
DE2721256A11977-11-24
EP0151782A11985-08-21
US6158146A2000-12-12
DE102008019456A12009-11-05
DE10144225C12003-02-06
EP1832353A22007-09-12
DE3715511A11987-11-19
DE2721256A11977-11-24
EP0151782A11985-08-21
US6158146A2000-12-12
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
HOEGER, STELLRECHT & PARTNER (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken (116) nach einem Reinigungsvorgang, umfassend eine Vakuumkammer (102) zur Vakuumtrocknung eines zu trocknenden Werkstücks (116), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorrichtung (100) mindestens eine in der Vakuumkammer (102) mündende Blasdüse (148) umfasst, mittels welcher das zu trocknende Werkstück (116) mit einem Blasmedium beaufschlagbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine Einrichtung zum Erzeugen von Blasmedium-Pulsen umfasst.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumkammer (102) durch mindestens eine Blasdüse (148) belüftbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) mindestens ein Feinfilter (158) umfasst, durch welches ein Blasmedium zu mindestens einer Blasdüse (148) zuführbar st.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) mindestens eine in der Vakuumkammer (102) mündende Reinigungsdüse (168) umfasst. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumkammer (102) mindestens einen Flüssigkeitsablass (176) umfasst.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Volumen der Vakuumkammer (102) höchstens 200 % des von dem Werkstücks (116) eingenommenen Volumens beträgt.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein senkrecht über dem Werkstück (116), das sich in einer Arbeitsposition innerhalb der Vakuumkammer (102) befindet, angeordneter Teil einer Innenwand (164) der Vakuumkammer (102) gegen die Horizontale (134) geneigt und/oder gekrümmt ausgebildet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) eine Werkstückaufnahme (112) umfasst, welche zwischen einer Arbeitsposition innerhalb der Vakuumkammer (102) und einer Beladeposition, in welcher die Werkstückaufnahme (112) zumindest teilweise außerhalb der Vakuumkammer (102) angeordnet ist, bewegbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) einen Deckel (110) umfasst, der zusammen mit der Werkstückaufnahme (112) bewegbar ist und eine Zugangsöffnung (108) der Vakuumkammer (102) verschließt, wenn die Werkstückaufnahme (112) sich in ihrer Arbeitsposition befindet.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumkammer (102) eine Längsrichtung (132) aufweist, die während des Einbringens des zu trocknenden Werkstücks (116) in die Vakuumkammer (102) im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumkammer (102) eine Längsrichtung (132) aufweist, die während des Einbringes des zu trocknenden Werkstücks (116) in die Vakuumkammer (102) im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumkammer (102) eine Längsrichtung (132) aufweist, deren Ausrichtung veränderbar ist, insbesondere drehbar und/oder kippbar ist, während das Werkstück (116) innerhalb der Vakuumkammer (102) angeordnet ist.

14. Verfahren zum Trocknen von Werkstücken (116) nach einem Reinigungsvorgang, umfassend folgende Verfahrensschritte :

Einbringen eines zu trocknenden Werkstücks (116) in eine Vakuumkammer (102);

Beaufschlagen des Werkstücks innerhalb der Vakuumkammer (102) mit einem Blasmedium durch mindestens eine Blasdüse (148);

Evakuieren der Vakuumkammer (102) zur Durchführung einer Vakuumtrocknung des Werkstücks (116);

Belüften der Vakuumkammer (102);

Ausbringen des Werkstücks (116) aus der Vakuumkammer (102).

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftung der Vakuumkammer (102) mit einem Belüftungsgas erfolgt, das unter einem gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhten Druck steht.

Description:
Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von

Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang, wobei die Vorrichtung eine Vakuumkammer zur Vakuumtrocknung eines zu trocknenden Werkstücks um- fasst.

Solche Vorrichtungen dienen insbesondere zur Trocknung von Werkstücken nach einer Reinigung in einer wässrigen Reinigungsanlage. Dabei erfolgt die Trocknung meistens durch über Ventilatoren erzeugte Blasluft oder Druckluft in einer Blaszone und anschließende Vakuumtrocknung in einer Vakuumkammer.

Dabei besteht jedoch ein großes Risiko, dass die gereinigten Werkstücke durch Schmutzpartikel in der Blaszone erneut verschmutzt werden.

Durch die relativ kurze Verweilzeit der Werkstücke in der Blaszone muss die Strömungsgeschwindigkeit der Blasluft nämlich sehr hoch sein. Durch diese hohe Strömungsgeschwindigkeit werden Schmutzpartikel mitgerissen und auf die zu trocknenden Werkstücke geführt, wodurch das Risiko einer Wiederverschmutzung der Werkstücke besteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang der vorstehend genannten Art zu schaffen, welche eine weitgehend rückverschmutzungsfreie Trocknung eines zu trocknenden Werkstücks ermöglicht. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mindestens eine in der Vakuumkammer mündende Blasdüse umfasst, mittels welcher das zu trocknende Werkstück mit einem Blasmedium beaufschlagbar ist.

Der erfindungsgemäßen Lösung liegt das Konzept zugrunde, einen Abblasvorgang an dem zu trocknenden Werkstück innerhalb der für die Vakuumtrocknung verwendeten Vakuumkammer durchzuführen.

Durch die Durchführung des Abblasvorgangs in der Vakuumkammer wird die Gefahr einer Wiederverschmutzung des zu trocknenden Werkstücks deutlich reduziert.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken keine außerhalb der Vakuumkammer angeordnete Blaszone zum Abblasen des Werkstücks auf. In diesem Fall wird das zu trocknende Werkstück direkt nach dem Reinigungsprozess in die Vakuumtrocknungskammer eingebracht. Eine Rückverschmutzung durch einen Vortrocknungsprozess in einer separaten Blaszone wird damit ausgeschlossen.

Die Position und/oder die Austrittsrichtung des Blasmediums aus der Blasdüse ist vorzugsweise verstellbar, so dass der mittels der Blasdüse erzeugte Blasmediumstrahl insbesondere auf Ausnehmungen an dem zu trocknenden Werkstück gerichtet werden kann, in welchen sich noch an dem Werkstück anhaftende Reinigungsflüssigkeit befindet.

Als Blasmedium kann grundsätzlich jedes fluide Medium, beispielsweise Umgebungsluft, Druckluft oder ein Dampf, verwendet werden. Wenn das Blasmedium eine gegenüber der Raumtemperatur erhöhte Temperatur aufweist, so bietet dies den Vorteil, dass eine während des Trocknungsvorgangs unerwünschte Abkühlung des Werkstücks vermieden wird.

Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken eine Vorrichtung zum Erwärmen des Blasmediums umfassen. Durch die Erwärmung des Blasmediums wird eine erwünschte Abkühlung des Werkstücks während des Trocknungsvorgangs vermieden .

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken eine Einrichtung zum Erzeugen von Blasmedium-Pulsen umfasst. Mittels solcher Blasmedium-Pulse, insbesondere mittels Druckluft-Pulsen, können insbesondere kritische Stellen, die durch den Vakuumtrocknungsprozess allein nicht trocken werden, beaufschlagt werden, um das an diesen Stellen anhaftende Reinigungsmittel großflächig über die Werkstückoberfläche zu verteilen. Anschließend unterstützt die in dem Werkstück gespeicherte Wärmeenergie die Trocknung durch den Vakuum prozess.

Die Blasmedium-Pulse weisen vorzugsweise eine Dauer von ungefähr 1,0 sec oder weniger auf.

Das pulsartige Abblasen des Werkstücks kann vor, während und/oder nach dem Vakuumtrocknungsprozess erfolgen.

Die Belüftung der Vakuumkammer nach der Vakuumtrocknung kann in einfach zu kontrollierender Weise und weitgehend rückverschmutzungsfrei erfolgen, wenn die Vakuumkammer durch mindestens eine Blasdüse belüftbar ist. Um zu verhindern, dass Schmutzpartikel aus dem Blasmedium das zu trocknende Werkstück kontaminieren, umfasst die Vorrichtung vorzugsweise mindestens einen Feinfilter, durch welches ein Blasmedium zu mindestens einer Blasdüse zuführbar ist.

Das Feinfilter weist vorzugsweise eine Filterfeinheit von ungefähr 10 μιη oder weniger, vorzugsweise von ungefähr 5 μηη oder weniger, auf. Dabei gibt die Filterfeinheit die Partikelgröße an, ab welcher Partikel von dem Filter zurückgehalten werden.

Das Feinfilter kann insbesondere als ein HEPA-Filter (High Efficiency Particulate Airfilter) ausgebildet sein.

Um den Innenraum der Vakuumkammer leicht reinigen zu können und somit eine Ansammlung von Schmutz innerhalb der Vakuumkammer zu vermeiden, durch welche das zu trocknende Werkstück wieder verschmutzt werden könnte, ist es günstig, wenn die Vorrichtung mindestens eine in der Vakuumkammer mündende Reinigungsdüse umfasst.

Durch die Reinigungsdüse ist ein, vorzugsweise flüssiges, Reinigungsmittel in den Innenraum der Vakuumkammer abgebbar.

Dabei kann mindestens eine der Reinigungsdüsen drehbar ausgebildet sein, damit ein möglichst großer Bereich des Innenraums der Vakuumkammer durch diese Reinigungsdüse mit dem Reinigungsmittel beaufschlagbar ist.

Um Reinigungsmittel und/oder im Innenraum der Vakuumkammer anfallendes Kondensat aus dem Innenraum der Vakuumkammer abführen zu können, kann die Vakuumkammer mindestens einen Flüssigkeitsablass umfassen. Vorzugsweise ist der Flüssigkeitsablass so ausgebildet, dass Flüssigkeit von einer tiefsten Stelle des Innenraums der Vakuumkammer durch den Flüssigkeitsablass aus der Vakuumkammer abführbar ist.

Die Vakuumkammer ist vorzugsweise so ausgebildet, dass ihre Innenwand möglichst nahe an der Außenkontur des zu trocknenden Werkstücks verläuft, so dass nur ein geringer Zwischenraum zwischen der Oberfläche des zu trocknenden Werkstücks und der Innenwand der Vakuumkammer verbleibt. Hierdurch wird erreicht, dass die Vakuumkammer rasch evakuierbar ist und dass im Innenraum der Vakuumkammer außerhalb des Werkstücks nur wenig Totraum verbleibt, in welchem sich Schmutzpartikel ansammeln können.

Vorzugsweise beträgt das freie Volumen des Innenraums der Vakuumkammer, das heißt das gesamte evakuierbare Volumen des Innenraums der Vakuumkammer, höchstens ungefähr 200 %, vorzugsweise höchstens ungefähr 150 %, des von dem zu trocknenden Werkstück eingenommen Volumens, wobei bei dieser Definition das von dem zu trocknenden Werkstück eingenommene Volumen zu dem freien Volumen des Innenraums der Vakuumkammer zählt.

Um zu verhindern, dass sich an einem über dem zu trocknenden Werkstück befindlichen Teil des Innenraums der Vakuumkammer Flüssigkeit, insbesondere Kondensat, ansammeln und von dort auf das Werkstück herabtropfen kann, ist es günstig, wenn zumindest ein senkrecht über dem Werkstück, das sich in einer Arbeitsposition innerhalb der Vakuumkammer befindet, angeordneter Teil einer Innenwand der Vakuumkammer gegen die Horizontale geneigt und/oder gekrümmt ausgebildet ist.

Besonders günstig ist es, wenn im Wesentlichen die gesamte Innenwand der Vakuumkammer gegen die Horizontale geneigt und/oder gekrümmt ausgebildet ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Vakuumkammer einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper umfasst.

Für die Beladung der Vakuumkammer mit dem zu trocknenden Werkstück ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung eine Werkstückaufnahme umfasst, welche zwischen einer Arbeitsposition innerhalb der Vakuumkammer und einer Beladeposition, in welcher die Werkstückaufnahme zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, außerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist, bewegbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken einen Deckel umfasst, der zusammen mit der Werkstückaufnahme bewegbar ist und eine Zugangsöffnung der Vakuumkammer verschließt, wenn die Werkstückaufnahme sich in ihrer Arbeitsposition befindet.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vakuumkammer eine Längsrichtung aufweist, die während des Einbringens des zu trocknenden Werkstücks in die Vakuumkammer im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.

Die Bewegungsrichtung der Werkstückaufnahme von der Beladeposition in die Arbeitsposition ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu dieser Längsrichtung der Vakuumkammer ausgerichtet.

Die Längsrichtung der Vakuumkammer ist vorzugsweise die Richtung einer Symmetrieachse der Vakuumkammer und/oder eine Richtung, in welcher die Ausdehnung der Vakuumkammer am größten ist. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken eine Längsrichtung aufweist, die während des Einbringens des zu trocknenden Werkstücks in die Vakuumkammer im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.

Insbesondere, um schöpfende Partien des zu trocknenden Werkstücks vor der Vakuumtrocknung und/oder während der Vakuumtrocknung auskübeln zu können, ist es von Vorteil, wenn die Vakuumkammer eine Längsrichtung aufweist, deren Ausrichtung, insbesondere durch eine Vorrichtung zum Drehen oder Kippen der Vakuumkammer, veränderbar ist, insbesondere drehbar und/oder kippbar ist, während das Werkstück innerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist.

Vorzugsweise ist die Ausrichtung der Längsrichtung nach dem Einbringen des Werkstücks in die Vakuumkammer und/oder vor dem Ausbringen des Werkstücks aus der Vakuumkammer veränderbar.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Längsrichtung der Vakuumkammer um 45° oder mehr, vorzugsweise um ungefähr 90°, beispielsweise von einer horizontalen in eine vertikale Ausrichtung oder von einer vertikalen in eine horizontale Ausrichtung, drehbar oder kippbar ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Trocknen von Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Trocknen von Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang zu schaffen, bei welchem eine Wiederverschmutzung eines zu trocknenden Werkstücks weitgehend vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Trocknen von Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang gelöst, welches folgende Verfahrensschritte um- fasst:

Einbringen eines zu trocknenden Werkstücks in eine Vakuumkammer;

Beaufschlagen des Werkstücks innerhalb der Vakuumkammer mit einem Blasmedium durch mindestens eine Blasdüse;

Evakuieren der Vakuumkammer zur Durchführung einer Vakuumtrocknung des Werkstücks;

Belüften der Vakuumkammer;

Ausbringen des Werkstücks aus der Vakuumkammer.

Dabei können die genannten Verfahrensschritte auch in einer anderen Reihenfolge als in der Reihenfolge der vorstehenden Aufzählung ausgeführt werden.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Belüftung der Vakuumkammer mit einem unter erhöhtem Druck stehenden Belüftungsgas erfolgt. Dieses Belüftungsgas expandiert beim Eintritt in die Vakuumkammer, wodurch das Belüftungsgas abgekühlt wird und seinerseits das getrocknete Werkstück kühlt. Durch diese Kühlung des Werkstücks innerhalb der Vakuumkammer beim Belüften derselben wird die Differenz der Werkstücktemperatur von der Raumtemperatur verringert, so dass ein anschließender Abkühlvorgang des Werkstücks innerhalb oder außerhalb der Vakuumkammer verkürzt werden oder ganz entfallen kann.

Vorzugsweise liegt der Druck des Belüftungsgases um mindestens ungefähr 1 bar, vorzugsweise mindestens ungefähr 5 bar, über dem Atmosphärendruck der Umgebungsatmosphäre. Durch die Kombination von Abblasen des Werkstücks und Vakuumtrocknen des Werkstücks in derselben Vakuumkammer wird eine Effizienzsteigerung beim Trocknungsvorgang erzielt.

Die für den Trocknungsvorgang benötigte Energie wird verringert, und das Trocknen erfolgt weitgehend kontaminationsfrei.

Ferner kann für die Evakuierung der Vakuumkammer eine Vakuumpumpe mit geringerer Leistung verwendet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In den Zeichnungen zeigen :

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang, wobei die Vorrichtung eine Vakuumkammer mit einer beim Einbringen eines zu trocknenden Werkstücks in die Vakuumkammer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Längsachse umfasst;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch die Vakuumkammer mit dem darin angeordneten Werkstück, längs der Linie 2 - 2 in Fig. i ; Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang, wobei die Vorrichtung eine Vakuumkammer mit einer beim Einbringen des zu trocknenden Werkstücks in die Vakuumkammer im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Längsrichtung umfasst; und

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch die Vakuumkammer und das darin angeordnete Werkstück aus Fig. 3, längs der Linie 4 - 4 in Fig. 3.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Eine in den Fig. 1 und 2 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Vorrichtung zum Trocknen von Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang umfasst eine Vakuumkammer 102, die einen beispielsweise im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 104 umfasst, welcher an einer Stirnseite durch einen beispielsweise kegelförmigen Verschlussabschnitt 106 verschlossen ist.

An der dem Verschlussabschnitt 106 gegenüberliegenden Seite weist die Vakuumkammer 102 eine, beispielsweise im Wesentlichen kreisförmige, Zugangsöffnung 108 auf, welche mittels eines Deckel 110 verschließbar ist.

Der Deckel 110 ist mit einer Werkstückaufnahme 112 verbunden, welche eine Arretiervorrichtung 114 zum Arretieren eines zu trocknenden Werkstücks 116 an der Werkstückaufnahme 112 aufweist.

Die Werkstückaufnahme 112 und der Deckel 110 sind zusammen von einer in Fig. 1 in durchgezogenen Linien dargestellten Beladeposition, in welcher die Werkstückaufnahme 112 zumindest teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, außerhalb der Vakuumkammer 102 angeordnet ist, in die in Fig. 1 in gebrochenen Linien dargestellte Arbeitsposition bewegbar, in welcher die Werkstückaufnahme 112 vollständig im Innenraum 118 der Vakuumkammer angeordnet ist und der Deckel 110 die Zugangsöffnung 108 der Vakuumkammer 102 im Wesentlichen gasdicht verschließt.

Zum Bewegen der Werkstückaufnahme 112 und des Deckels 110 von der Beladeposition in die Arbeitsposition und wieder von der Arbeitsposition zurück in die Beladeposition dient eine Bewegungsvorrichtung 120, von welcher in Fig. 1 lediglich eine Führungseinrichtung 122 dargestellt ist.

Die Führungseinrichtung 122 kann beispielsweise eine mit dem Deckel 110 verbundene Führungsstange 124 umfassen, welche Führungsbohrungen 126 durchsetzt, die beispielsweise an jeweils einer Führungsplatte 128 vorgesehen sind.

Die Bewegungsvorrichtung 120 umfasst ferner einen (nicht dargestellten) motorischen Antrieb, beispielsweise einen elektromotorischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb, welcher insbesondere an der Führungsstange 124 angreift, um dieselbe in ihrer Längsrichtung, welche parallel zur Bewegungsrichtung 130 der Werkstückaufnahme 112 und des Deckels 110 verläuft, zu bewegen.

Die Bewegungsrichtung 130 ist im Wesentlichen parallel zu einer

Längsrichtung 132 der Vakuumkammer 102 und (in der in Fig. l dargestellten Stellung der Vakuumkammer 102) im Wesentlichen parallel zur Horizontalen 134 ausgerichtet.

Die Längsrichtung der Vakuumkammer 132 verläuft insbesondere parallel zu einer Längsmittelachse des zylindrischen Grundkörpers 104 der Vakuumkammer 102. Um die Vakuumkammer 102 im geschlossenen Zustand, in welchem der Deckel 110 die Zugangsöffnung 108 der Vakuumkammer 102 verschließt, evakuieren zu können, umfasst die Vorrichtung 100 ferner einen Vakuumerzeuger 138, beispielsweise in Form einer Vakuumpumpe 140, die über eine Evakuierungsleitung 142 mit dem Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 verbunden ist.

In der Evakuierungsleitung 142 ist ein Absperrorgan 144 angeordnet.

Um das in der Vakuumkammer 102 angeordnete Werkstück 116 mit einem Blasmedium beaufschlagen zu können, umfasst die Vorrichtung 100 ferner eine Blasvorrichtung 146 mit mehreren in der Vakuumkammer 102 mündenden Blasdüsen 148, deren Austrittsöffnungen 150 auf die Oberfläche des zu trocknenden Werkstücks 116 gerichtet sind, wenn sich das Werkstück 116 in der Arbeitsposition im Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 befindet.

Die Blasdüsen 148 sind an einen Verteilkanal 152 angeschlossen, in welchen eine Blasmedium-Zuführleitung 154 mündet.

Der Verteilkanal 152 kann außerhalb der Vakuumkammer 102 angeordnet sein.

Der Verteilkanal 152 kann insbesondere bogenförmig ausgebildet sein und sich, bezogen auf die Längsmittelachse 136 der Vakuumkammer 102, über einen Umfangswinkel von mindestens ungefähr 90°, vorzugsweise von mindestens ungefähr 120°, insbesondere von mindestens ungefähr 180°, erstrecken.

Die Blasdüsen 148 sind vorzugsweise von mehreren Seiten, insbesondere von mindestens drei Seiten, auf das zu trocknende Werkstück 116 gerichtet. In der Blasmedium-Zuführleitung 154 ist ein Absperrorgan 156 angeordnet.

Das Absperrorgan 156 ist von einer (nicht dargestellten) Steuerungsvorrichtung der Vorrichtung 100 in einer Abblasphase des Trocknungsvorgangs so ansteuerbar, dass es die Blasmedium-Zuführleitung 154 während eines kurzen Zeitraums von beispielsweise ungefähr 0,5 sec bis ungefähr 0,1 sec freigibt, so dass die Blasdüsen 148 einen entsprechenden kurzen Blasmedium-Puls auf das Werkstück 116 abgeben.

In der Abblasphase können auch mehrere solcher kurzen Blasmedium-Pulse erzeugt werden.

Während einer Belüftungsphase der Vorrichtung 100 ist das Absperrorgan 156 von der Steuervorrichtung so ansteuerbar, dass es die Blasmedium-Zuführleitung 154 freigibt, bis im Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 im Wesentlichen derselbe Druck wie im Außenraum der Vakuumkammer 102 erreicht ist und somit die Vakuumkammer 102 belüftet ist, so dass die Zugangsöffnung 108 wieder geöffnet werden kann.

Ferner ist in der Blasmedium-Zuführleitung 154 ein Feinfilter 158 angeordnet, durch welches das Blasmedium gefiltert wird, bevor es über die Blasdüse 148 auf das Werkstück 116 abgegeben wird.

Das Feinfilter 158 kann stromabwärts oder stromaufwärts von dem Absperrorgan 156 angeordnet sein.

Bei dem Feinfilter 158 handelt es sich um ein Filter mit einer Filterfeinheit von beispielsweise ungefähr 10 μηη oder weniger, vorzugsweise von ungefähr 5 μηη oder weniger.

Dabei gibt die Filterfeinheit die Partikelgröße an, ab welcher Partikel von dem Filter zurückgehalten werden. Vorzugsweise ist das Feinfilter 158 als ein engmaschiges Feinstfilter ausgebildet.

Das Feinfilter 158 kann insbesondere als ein HEPA-Filter (High Efficiency Particulate Airfilter) ausgebildet sein. Ein solches Filter weist die Filterklasse H 10 gemäß der Europäischen Norm EN 1822-1 : 1998 oder besser auf.

Die Blasmedium-Zuführleitung 154 ist an eine Blasmedium-Quelle 160 angeschlossen.

Bei der Blasmedium-Quelle 160 kann es sich beispielsweise um eine Druckluftquelle handeln, aus welcher der Blasmedium-Zuführleitung 154 Druckluft unter einem gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhten Druck zuführbar ist.

Eine solche Druckluftquelle kann insbesondere ein Druckluftnetz einer Fertigungsstätte sein.

Die Druckluft weist in diesem Fall vorzugsweise einen Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck von ungefähr 1 bar oder mehr, insbesondere von ungefähr 5 bar oder mehr, auf.

Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Blasmedium-Quelle 160 durch die Umgebungsluft im Außenraum 162 der Vakuumkammer 102 gebildet wird.

In diesem Fall weist das zugeführte Blasmedium den Atmosphärendruck auf.

Ferner kann die Blasmedium-Quelle 160 eine Erzeugungs- und/oder Speichervorrichtung eines Dampfes sein. Der Dampf weist vorzugsweise eine oberhalb der Umgebungstemperatur liegende Temperatur auf. Hierdurch wird erreicht, dass sich das mit dem Blasmedium beaufschlagte Werkstück 116 nicht abkühlt oder das Werktstück 116 durch das Abblasen mit dem Blasmedium sogar erwärmt wird, was die Trocknung des Werkstücks 116 fördert.

Zum selben Zweck kann auch vorgesehen sein, dass die Blasvorrichtung 146 eine (nicht dargestellte) Einrichtung zur Erwärmung des Blasmediums aufweist, wenn das Blasmedium beispielsweise durch Umgebungsluft oder durch Druckluft gebildet ist.

Die Zuführung des Blasmediums in die Vakuumkammer 102 erfolgt derart, dass keine Schmutzpartikel im Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 aufgewirbelt werden. Hierdurch wird eine Kontamination des zu trocknenden Werkstücks 116 mit Schmutz aus der Vakuumkammer 102 vermieden.

Der Eintritt des Blasmediums in die Vakuumkammer 102 erfolgt von oben und von der Seite, vorzugsweise jedoch nicht von unten. Auch hierdurch wird eine Kontamination des zu trocknenden Werkstücks 116 mit Schmutzpartikeln, die von dem Blasmedium zu dem Werkstück 116 getragen werden könnten, vermieden.

Die Blasdüsen 148 sind (manuell oder motorisch) hinsichtlich der Position und der Ausrichtung ihrer Düsenaustrittsöffnungen verstellbar, um die Blasmedium-Strahlen auf bestimmte gewünschte Stellen der Oberfläche des zu trocknenden Werkstücks 116 richten zu können.

Besonders günstig ist es, wenn die Blasdüsen 148 so einstellbar sind, dass die von ihnen erzeugten Blasmedium-Strahlen auf Ausnehmungen, beispielsweise tiefliegende Bohrungen, an dem Werkstück 116 gerichtet sind, da solche Ausnehmungen kritische Stellen bilden, die durch eine Vakuumtrocknung allein möglicherweise nicht ausreichend getrocknet werden. Die Vakuumkammer 102 ist so ausgebildet, dass ihre Innenwand 164 möglichst nahe an der Außenkontur des zu trocknenden Werkstücks 116 verläuft, so dass möglichst wenig Zwischenraum zwischen der Oberfläche des zu trocknenden Werkstücks 116 und der Innenwand 164 der Vakuumkammer 102 verbleibt. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Vakuumkammer 102 rasch evakuierbar ist und dass im Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 außerhalb des Werkstücks 116 nur wenig Totraum verbleibt, in welchem sich

Schmutzpartikel ansammeln können.

Vorzugsweise beträgt das freie Volumen des Innenraums 118 der Vakuumkammer 102, das heißt das gesamte evakuierbare Volumen des Innenraums 118, höchstens ungefähr 200 %, vorzugsweise höchstens ungefähr 150 %, des von dem zu trocknenden Werkstück 116 eingenommenen Volumens (zu beachten ist hierbei, dass bei dieser Definition des freien Volumens des Innenraums 118 der Vakuumkammer 102 das im Betrieb der Vorrichtung 100 von dem zu trocknenden Werkstück 116 eingenommene Volumen einen Teil dieses freien Volumens bildet).

Ferner ist der Innenraum der Vakuumkammer 102 so ausgeführt, dass sich kein Schmutz ansammeln kann und Flüssigkeitstropfen, insbesondere Kondensat, nicht auf das Werkstück 116 herunterfallen.

Dies wird bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Vakuumkammer 102 insbesondere dadurch erreicht, dass die Innenwand 164 der Vakuumkammer 102, insbesondere der senkrecht über dem in der Arbeitsposition befindlichen Werkstück 116 angeordnete Teil der Innenwand 164, gekrümmt ausgebildet ist. Um eine Ansammlung von Schmutz im Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 zu verhindern, umfasst die Vorrichtung 100 ferner eine Reinigungsvorrichtung 166, mittels welcher der Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 reinigbar ist.

Die Reinigungsvorrichtung 166 kann insbesondere eine oder mehrere Spüldüsen oder Reinigungsdüsen 168 umfassen, welche im Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 angeordnet sind und mittels welcher ein, vorzugsweise flüssiges, Reinigungsmittel in den Innenraum 118 abgebbar ist.

Mindestens eine der Reinigungsdüsen 168 kann insbesondere drehbar ausgebildet sein, damit ein möglichst großer Bereich des Innenraums 118 der Vakuumkammer 102 durch diese Reinigungsdüse 168 mit dem Reinigungsmittel beaufschlagbar ist.

Die Drehbewegung der betreffenden Reinigungsdüse 168 ist vorzugsweise motorisch antreibbar.

Die Reinigungsdüse 168 ist über eine Reinigungsmittel-Zuführleitung 170 mit einem Reinigungsmittel-Reservoir 172 verbunden.

In der Reinigungsmittel-Zuführleitung 170 ist ein Absperrorgan 174 angeordnet.

Um Reinigungsmittel und/oder im Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 anfallendes Kondensat aus dem Innenraum 118 abführen zu können, ist die Vakuumkammer 102 ferner mit einem Flüssigkeitsablass 176 versehen.

Der Flüssigkeitsablass 176 mündet vorzugsweise an einer tiefsten Stelle des Innenraums 118 der Vakuumkammer 102 in diesen Innenraum 118. Ferner ist der Flüssigkeitsablauf 176 mit einem Absperrorgan 178 versehen.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung 100 zum Trocknen von Werkstücken nach einem Reinigungsvorgang funktioniert wie folgt:

Das Werkstück 116 wird in einer der Vorrichtung 100 vorgeschalteten Reinigungsvorrichtung, vorzugsweise nach einem Bearbeitungsvorgang, gereinigt.

Bei dem Werkstück 116 handelt es sich vorzugsweise um ein metallisches Werkstück.

Insbesondere kann das Werkstück 116 ein Motorbauteil, beispielsweise ein Motorblock oder ein Zylinderkopf, sein.

Das Werkstück 116 kann insbesondere Ausnehmungen oder andere schöpfende Partien aufweisen, in denen sich Reinigungsflüssigkeit ansammeln kann.

Das Werkstück 116 wird direkt nach dem Reinigungsvorgang in die Vakuumkammer 102 eingebracht. Insbesondere wird das Werkstück 116 keinem Abblasvorgang unterzogen, bevor es in die Vakuumkammer 102 eingebracht wird. Auf den sonst üblichen Vortrocknungsprozess in einer Blaszone wird bei der hier beschriebenen Vorrichtung 100 und dem damit durchgeführten Trocknungsverfahren somit verzichtet, um eine Rückverschmutzung durch einen solchen Vortrocknungsprozess zu vermeiden.

Die zwischen einer Beladeposition und einer Arbeitsposition bewegbare Werkstückaufnahme 112 bildet ein Shuttle-System, mittels welchem die Vakuumkammer 102 mit dem Werkstück 116 beladen werden kann und mittels welchem das Werkstück 116 wieder aus der Vakuumkammer 102 entladen werden kann. Auf eine Rollenbahn zur Beladung und Entladung der Vakuumkammer 102 mit dem zu trocknenden Werkstück 116 kann daher verzichtet werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine kleine Vakuumkammer 102 verwendet werden kann und dass sich keine Schmutznester bilden, welche bei Verwendung einer Rollenbahn häufig auftreten.

Die Werkstückaufnahme 112 wird in die in Fig. 1 in durchgezogenen Linien dargestellte Beladeposition gebracht, in welcher das zu trocknende Werkstück 116 auf die Werkstückaufnahme 112 aufgesetzt und mittels der Arretiervorrichtung 114 an der Werkstückaufnahme 112 arretiert wird.

Anschließend wird die Werkstückaufnahme 112 von der Beladeposition in die in Fig. 1 in gebrochenen Linien dargestellte Arbeitsposition bewegt, wobei zugleich die Zugangsöffnung 108 der Vakuumkammer 102 mittels des Deckels 110 gasdicht verschlossen wird.

Der Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 wird mittels des Vakuumerzeugers 138 bis auf einen Enddruck im Bereich von ungefähr 30 mbar oder weniger, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 5 mbar oder weniger, evakuiert.

Kritische Stellen des Werkstücks 116, die durch Vakuumtrocknung alleine nicht trocken werden, beispielsweise tiefliegende Bohrungen an dem Werkstück 116, werden mittels der Blasvorrichtung 146 durch die Blasdüsen 148 mit kurzen Blasmedium-Pulsen (mit einer Dauer von beispielsweise 1,0 sec oder weniger, vorzugsweise von ungefähr 0,5 sec oder weniger) beaufschlagt.

Der Druck des Blasmediums kann dabei dem Atmosphärendruck entsprechen oder, bei Verwendung von Druckluft, oberhalb des Atmosphärendrucks liegen, vorzugsweise um mindestens ungefähr 1 bar, insbesondere um mindestens ungefähr 5 bar, über dem Atmosphärendruck. Durch die Beaufschlagung des Werkstücks 116 mit den Blasmedium-Pulsen wird an dem Werkstück 116 anhaftende Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, breitflächig auf der Werkstückoberfläche verteilt. Die in dem Werkstück 116 gespeicherte Wärmeenergie unterstützt den nachfolgenden Vaku- umtrocknungsprozess.

Zur Durchführung des Vakuumtrocknungsprozesses wird der Druck in der Vakuumkammer 102 während eines vorbestimmten Zeitraums auf dem vorstehend genannten niedrigen Enddruck gehalten.

Auch während des Vakuumtrocknungsprozesses kann das Werkstück 116 mit Blasmedium-Pulsen beaufschlagt werden.

Nach dem Vakuumtrocknungsvorgang wird die Vakuumkammer 102 belüftet.

Dazu werden die auf das Werkstück 116 gerichteten Blasdüsen 148 mit Blasmedium, das über das Feinfilter 158 geführt worden ist, versorgt.

Das zur Belüftung verwendete Blasmedium kann dasselbe Medium sein, welches zur Erzeugung der Blasmedium-Pulse zu Beginn des Trocknungsvorgangs verwendet worden ist, oder kann ein hiervon verschiedenes Blasmedium sein.

Insbesondere kann zur Belüftung des Innenraums 118 der Vakuumkammer 102 Umgebungsluft oder Druckluft, vorzugsweise aus einem Druckluftnetz, verwendet werden.

Beim Belüften des Innenraums 118 der Vakuumkammer 102 durch die Blasdüsen 148 expandiert das zugeführte Blasmedium beim Eintritt in die Vakuumkammer 102, wodurch das Blasmedium abgekühlt wird und seinerseits das Werkstück 116 kühlt, auf welches die Blasmediumstrahlen bei der Belüftung der Vakuumkammer 102 gerichtet sind. Durch diese Kühlung des Werkstücks 116 innerhalb der Vakuumkammer 102 beim Belüften derselben wird der Abstand der Werkstücktemperatur von der Raumtemperatur verringert, so dass ein anschließender Abkühlvorgang des Werkstücks 116 innerhalb oder außerhalb der Vakuumkammer 102 verkürzt werden oder ganz entfallen kann.

Durch die Kombination von Abblasen des Werkstücks 116, Vakuumtrocknen des Werkstücks 116 und Abkühlen des Werkstücks 116, welche alle im Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 stattfinden, wird eine erhebliche Verkürzung des Trocknungsvorgangs erzielt. Der Trocknungsvorgang wird sehr energieeffizient und kontaminationsfrei durchgeführt.

Außerdem ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 möglich, eine Vakuumpumpe 140 mit geringerer Leistung zu verwenden.

Bei einer Variante der vorstehend beschriebenen, in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung 100 zum Trocknen von Werkstücken 116 nach einem Reinigungsvorgang ist die Vorrichtung 100 ferner mit einer (nicht dargestellten) Vorrichtung zum Drehen oder Kippen der Vakuumkammer 102 versehen, mit welcher die Vakuumkammer 102 aus der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausgangsstellung, in welcher die Längsrichtung 132 der Vakuumkammer 102 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, in eine Endstellung gebracht werden kann, in welcher die Längsrichtung 132 der Vakuumkammer 102 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.

Dabei erfolgt die Überführung der Vakuumkammer 102 von der Ausgangsstellung in die Endstellung vorzugsweise nach dem Einbringen des Werkstücks 116 in den Innraum 118 der Vakuumkammer 102 und vor oder während der Durchführung des Vakuumtrocknungsvorgangs. Vor dem Ausbringen des Werkstücks 116 aus dem Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 wird die Vakuumkammer 102 vorzugsweise wieder von der Endstellung in die Ausgangsstellung zurück bewegt.

Durch das Bewegen der Vakuumkammer 102 mit dem darin angeordneten Werkstück 116 von der Ausgangsstellung in die Endstellung, um einen Winkel von beispielsweise ungefähr 90°, werden schöpfende Partien des Werkstücks 116 (insbesondere mit Reinigungsflüssigkeit gefüllte Ausnehmungen des Werkstücks 116), welche bei in der Ausgangsstellung befindlichem Werkstück 116 noch im Werkstück 116 verbleiben, ausgekübelt, so dass die in solchen Partien angesammelte Reinigungsflüssigkeit aus dem Werkstück 116 entfernt wird.

Im Übrigen stimmt diese Variante einer Vorrichtung 100 zum Trocknen von Werkstücken 116 nach einem Reinigungsvorgang hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Eine in den Fig. 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungform einer Vorrichtung 100 zum Trocknen von Werkstücken 116 nach einem Reinigungsvorgang unterscheidet sich von der in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass die Längsrichtung 132 der Vakuumkammer 102, und damit insbesondere auch die Längsmittelachse 136 der Vakuumkammer 102, nicht im Wesentlichen horizontal, sondern im Wesentlichen parallel zur Vertikalen 180 ausgerichtet ist.

Diese Ausführungsform der Vorrichtung 100 ist insbesondere dann zu empfehlen, wenn die nach dem Reinigungsvorgang im Werkstück 116 verbliebene Reinigungsflüssigkeit bei stehender Anordnung des Werkstücks 116, das heißt bei vertikal ausgerichteter Längsrichtung 182 des Werkstücks 116, leichter aus dem Werkstück 116 abfließen kann. In allen anderen Fällen wird die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsform einer Vorrichtung 100 bevorzugt, bei welcher die Längsrichtung 132 der Vakuumkammer 102 zumindest während der Beladung der Vakuumkammer 102 mit dem Werkstück 116 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, da bei dieser Anordnung die Handhabung des Werkstücks 116 und dessen Arretierung an der Werkstückaufnahme 112 einfacher sind.

Ferner unterscheidet sich die in den Fig. 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 100 von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Flüssigkeitsablass 176 bei der zweiten Ausführungsform nicht an der Umfangswand des Grundkörpers 104 der Vakuumkammer 102 angeordnet ist, sondern stattdessen an der Spitze des Verschlussabschnitts 106 der Vakuumkammer 102 in den Innenraum 118 der Vakuumkammer 102 mündet. Hierdurch wird erreicht, dass auch bei der zweiten Ausführungsform die Flüssigkeit von der tiefsten Stelle der Vakuumkammer 102 durch den Flüssigkeitsablass 176 aus der Vakuumkammer 102 abführbar ist.

Die Evakuierungsleitung 142 mündet hingegen bei der zweiten Ausführungsform vorzugsweise durch die Umfangswand des Grundkörpers 104 der Vakuumkammer 102 in den Innenraum 118 der Vakuumkammer 102.

Dadurch, dass die Innenseite des Deckels 110 konkav gekrümmt ausgebildet ist, wird erreicht, dass die Innenwand 164 der Vakuumkammer 102, insbesondere der senkrecht über dem in der Arbeitsposition befindlichen Werkstück 116 angeordnete Teil der Innenwand 164, gekrümmt ausgebildet ist, so dass sich dort keine Flüssigkeit ansammeln und auf das Werkstück 116 herabfallen kann.

Im Übrigen stimmt die in den Fig.3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 100 zum Trocknen von Werkstücken 116 nach einem Reinigungsvorgang hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Insbesondere kann bei einer Variante der zweiten Ausführungsform ebenfalls vorgesehen sein, dass eine Vorrichtung zum Drehen oder Kippen der Vakuumkammer 102 vorhanden ist, mittels welcher die Vakuumkammer 102 von der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausgangsstellung, in welcher die Längsrichtung 132 der Vakuumkammer 102 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, in eine Endstellung bringbar ist, in welcher die Längsrichtung 132 der Vakuumkammer 102 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Hierdurch können schöpfende Partien des Werkstücks 116, welche bei in der Ausgangsstellung befindlichem Werkstück 116 noch mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt bleiben, während der Drehung um beispielsweise ungefähr 90° ausgekübelt werden.