Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Durchlaufreinigung von stranggefertigten Produkten, insbesondere Ketten.

Stranggefertigte Produkte werden in den meisten Fällen aus einer Vielzahl von Komponenten erzeugt, die vorab jeweils in einem separaten Herstellungsverfahren gefertigt worden sind. Handelt es sich bei einem stranggefertigten Produkt z. B. um eine Antriebskette, so besteht diese aus abwechselnd miteinander verbundenen Innen- und Außenkettengliedern, für die entsprechend Laschen, Bolzen und Hülsen zusammengefügt werden. Die meist aus einem Stahlmaterial hergestellten Einzelteile werden zum Teil durch Stanztechniken hergestellt, so dass durchaus Späne und andere Verunreinigungspartikel an den Zwischenprodukten anhaften. Im Stand der Technik ist es bekannt, solche Schüttgüter mittels eines Schwingreinigers zu reinigen, wobei sich die unterschiedliche Masse von Verunreinigung und Bauteilen zunutze gemacht wird. Zum Teil ist dies jedoch zu aufwändig oder zu kostenintensiv, weshalb ein Zusammenbau der Einzelteile zu einem strangfertigen Produkt, ohne vorherige derartige Reinigung erfolgt. Das strangfertige Produkt wird dann gegebenenfalls mechanisch, z.B. über Bürsten etc. von Spänen und Schmutzpartikeln befreit. Insbesondere bei Antriebs- oder Förderketten muss dies in aller Regel durchgeführt werden, bevor eine Beölung des Produktes erfolgt. Im Stand der Technik sind für Ketten Ultraschallbeölungsverfahren bekannt, bei denen eine sich auf einer Schwingplatte befindliche Ölschicht hochfrequent angeregt wird.

Nachteilig bei diesem gesamten Ablauf ist die vorherige Span- und Partikelentfernung sowie die anschließende, meist zu starke Ölbenetzung der Kette. Unvorteilhaft bei den genannten Ultraschallbeölungsvorrichtungen ist auch die Geruchsbelästigung, da das Öl auf eine Temperatur von ca. 65°C im Dauerbetrieb erhitzt werden muss.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für die Durchlaufreinigung von stranggefertigten Produkten bereitzustellen, die eine gute Reinigungswirkung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Absaugkammer, die einen Einlauf und einen Auslauf für das Produkt aufweist, und einen Schwingungserreger, mittels dem zumindest ein sich in der Absaugkammer befindlicher Abschnitt des Produkts zu Schwingungen anregbar ist, umfasst. Die Verunreinigungspartikel werden demnach in der Absaugkammer von dem stranggefertigten Produkt abgesaugt, wobei der in der Kammer zu Schwingungen angeregte Abschnitt des Produkts hier eine zusätzliche Unterstützung bereitstellt. Die Reinigungswirkung ist sehr hoch und es kommt zu einer guten Partikelbeseitigung. Unter Durchlaufreinigung soll im vorliegenden Fall sowohl das kontinuierliche als auch das getaktete bzw. schrittweise Durchlaufen der Absaugkammer von einem stranggefertigten Produkt gemeint sein. Unter dem Begriff stranggefertigtes Produkt sollen nicht nur Industrieketten, wie Antriebs- und Förderketten, sondern die unterschiedlichsten aus mehreren Bauelementen zusammengesetzten und zu einem Strang, Band etc. geformten Produkt verstanden sein. Allerdings ist die Reinigung in den meisten Fällen dann von Nöten, wenn zuvor die Einzelteilproduktion bzw. die Montage zur Verschmutzung führt. Der Begriff „Absaugkammer" soll nicht zu eng verstanden sein. Wichtig ist, dass ein Schwingungsbereich mit geeigneter Absaugwirkung vorhanden ist.

Es hat sich gezeigt, dass gerade eine Ausführungsform, bei der der Schwingungserreger das Produkt in einen Frequenzbereich von 20–100 Hz anregbar ausgestaltet ist, die Reinigungswirkung besonders hoch ist. Zum einen haben Schwingungen in diesem Frequenzbereich in aller Regel keinen Einfluss auf die Qualität des stranggefertigten Produkts. Jedoch lösen sich die Verunreinigungspartikel sehr leicht und effektiv in diesem Bereich. Bei manchen stranggefertigten Produkten, z. B. Steuerketten im Automobilbereich, lässt sich der bevorzugte Frequenzbereich noch enger fassen. Günstigennreise beträgt dieser dann 30 bis 50 Hz.

Eine besonders effektive Reinigungswirkung stellt sich dann insbesondere ein, wenn die Absaugkammer eine Absaugströmung im Wesentlichen quer zum Produkt erzeugend ausgestaltet ist. Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen die Schwingungsanregung ebenfalls quer zu Längserstreckung des strangförmigen Produkts erfolgt, verstärkt sich die Reinigungswirkung bei einer derartigen Querströmung beträchtlich. Längsströmungen entlang des stranggefertigten Produkts erweisen sich als nicht so effektiv.

Insbesondere die Ausführungsform nach Anspruch 5 stellt eine neuartige Verknüpfung von Beölung und Reinigung im Durchlauf bereit. Diese Vorrichtung zum Beölen und Reinigen zeichnet sich dadurch aus, dass der Absaugkammer eine Beölungseinrichtung zum Beölen des Produkts vorgeschaltet ist. Das bedeutet, dass das vorab beölte Produkt die Absaugkammer durchläuft, so dass zusätzlich zu den Verunreinigungen auch überschüssiges Öl vom Produkt entfernt werden kann. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem Öl durch Erzeugung von Schwingungen auf ein stranggefertigtes Produkt aufgebracht wird, wird im vorliegenden Fall die Schwingungsanregung des Produktes dazu verwendet, überschüssiges Öl wieder zu entfernen, so dass es zu einer optimalen Benetzung des Produktes mit einem Ölfilm kommt.

Hierzu kann bei einer Variante vorgesehen sein, dass die Beölungseinrichtung eine Ölwanne umfasst, durch die das Produkt hindurchführbar ist. Die Beölung erfolgt demnach im Durchlauf, indem einfach das Produkt in ein Ölbad eingetaucht wird. Dem Umstand, dass dabei viel zu viel Öl aufgebracht wird, wird durch die anschließende Reinigung in der Absaugkammer Rechnung getragen.

Ein geschlossener Ölkreislauf kann dadurch erzeugt werden, dass der Absaugkammer eine Ölreinigungseinrichtung nachgeschaltet ist, die über eine Rückführung mit der Beölungseinrichtung in Strömungsverbindung steht. Hierbei kann es sich z.B. um eine simple Feinfilteranlage mit auswechselbarer Filterkartusche handeln.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Durchlaufreinigen von stranggefertigten Produkten, insbesondere Ketten. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

Einleiten des Produkts in eine Absaugkammer,

Anregen zumindest des sich in der Absaugkammer befindlichen Abschnitts zu Schwingungen,

Absaugen insbesondere der durch die Schwingungen abgeschleuderten Schmutzpartikel und

Herausleiten des gereinigten Produktes aus der Absaugkammer.

Vorrangig erfolgen sämtliche Schritte gleichzeitig, jedoch jeweils an einem anderen Abschnitt des stranggefertigten Produkts. Bislang war es immer üblich, das Produkt vor der Beölung zu reinigen, da das Öl eine Anhaftung der Verunreinigung sogar noch verstärken kann. Aufgrund der kombinatorischen Anwendung von Absaugung und Schwingungserregung spielt dies jedoch nur eine unwesentliche Rolle. Es kommt zu einer guten Partikel- und Ölbeseitigung. In diesem Zusammenhang kann sowohl lediglich der Kettenstrang in der Absaugkammer als auch die Absaugkammer zusammen mit dem Kettenstrang zu Schwingungen angeregt werden.

Als besonders gut haben sich Schwingungen im Frequenzbereich von 20 bis 100 Hz, bevorzugt 30 bis 50 Hz, herausgestellt. Dieser Frequenzbereich sorgt dafür, dass auch kleine durch das Öl verstärkt anhaftende Partikel vom Produkt entfernt werden.

Die Frequenz lässt sich in Abhängigkeit des Produkts gemäß einer Ausführungsform auch sehr gut dadurch bestimmen, dass diese im Wesentlichen der ersten Eigenresonanzfrequenz des zu reinigenden Produkts entspricht. Bei Ketten, wie sie z.B. für Steuerkettentriebe bei Automobilmotoren eingesetzt werden, kann die Frequenz ca. 40 Hz betragen. Bei leichteren Produkten steigt die Frequenz und bei schweren Produkten sinkt diese dann ab.

Günstig ist weiter eine Variante, bei der das Produkt hauptsächlich in horizontale Richtung zu Schwingungen angeregt wird. Bei einer solchen Schwingungsanregung haben Schwerkrafteinwirkungen nur eine untergeordnete Bedeutung, so dass es zu einer sehr guten Schwingungsanregung kommt. Werden als stranggefertigte Produkte Ketten verwendet, so entspricht diese Anordnung auch der Montageausrichtung derselben, so dass sich die Beölung und Reinigung unmittelbar an den Fügevorgang anschließen kann.

Auch das Verfahren kann auf das gleichzeitige Beölen und Reinigen ausgedehnt werden. Hierzu kann vor dem Reinigungsvorgang ein Durchlaufbeölen durchgeführt werden. Wie bereits erwähnt, wird dann das Produkt anschließend in der Absaugkammer sowohl von überschüssigem Öl als auch von den Verunreinigungspartikeln gereinigt.

Hierzu kann das Produkt durch ein Ölbad hindurchgeführt und dann in die Absaugkammer hineingeführt werden. Ein Ölbad stellt eine sehr einfache Ausgestaltung für die Benetzung mit Öl bereit. je nachdem wie lange das Produkt in dem Ölbad verweilt, kommt es zu einer guten Ölbenetzung an den entscheidenden Stellen. Bei einem vollständigen Eintauchen des Produkts in ein Ölbad ist auch immer gewährleistet, dass die Beölungsparameter im Wesentlichen konstant bleiben. Auch lässt sich der Füllstand eines Ölbades ohne großen Aufwand regulieren.

Ein besonderer Vorteil besteht bei einer Variante darin, dass das Ölbad im Wesentlichen Raumtemperatur aufweist. Im Vergleich zu Beölungsvertahren (Ultraschallbeölung) im Stand der Technik, bei denen das Öl zur besseren Vernebelung erhitzt werden muss, kommt die Verwendung eines Ölbades ohne zusätzliche Wärmequellen aus. Die übliche Raumtemperatur ist für eine gute Beölung vollkommen ausreichend.

Es hat sich gezeigt, dass Varianten, bei denen die Schwingungsamplitude in der Absaugkammer 1 bis 5 mm beträgt, besonders günstig sind und hierdurch auch sehr kleine Verunreinigungspartikel abgeschleudert werden.

Optimale Schwingungsverhältnisse können dann bereitgestellt werden, wenn die Länge des sich in der Absaugkammer befindlichen Abschnitts des Produkts 150 – 250 mm beträgt. Diese Länge muss in Abstimmung mit der Durchlaufgeschwindigkeit so bemessen sein, dass es bei gegebener Schwingung und der Größe des Produkts zum optimalen Beseitigen der Schmutzpartikel und gegebenenfalls des Öls kommt. Dabei können auch der Einlauf- und Auslaufbereich der Absaugkammer als zusätzliche Abstützung dienen, so dass die Schwingung ziemlich exakt zwischen diesen beiden Endbereichen der Absaugkammer erfolgt. Auch besteht die Möglichkeit, die Absaugkammer insgesamt zu Schwingungen anzuregen, so dass im Ein- und Auslaufbereich die Schwingungen auf das Produkt übertragen werden.

Eine sehr umweltschonende und Resourcen sparende Variante sieht vor, dass das aus der Absaugkammer abgesaugte mit Verunreinigungen versehene Öl von den Verunreinigungen im Wesentlichen befreit und zur Beölung zurückgeführt wird. Die Reinigung kann über geeignete Filtereinrichtungen mit gegebenenfalls Austausch- oder zu reinigenden Filtern erfolgen. Wird z.B. Öl mit Druck durch einen Feinfilter geleitet, können selbst kleinste Verunreinigungspartikel beseitigt werden. Versuche haben bei der Anwendung des Verfahrens im Zusammenhang mit der Antriebskettenherstellung ergeben, dass Verunreinigungspartikel bis zu einer Größe von 10 &mgr;m beseitigt werden können. Lediglich kleinere Partikel werden nicht mehr in vollem Umfang erfasst. Diese sind jedoch auch für den späteren Kettenbetrieb nicht von Nachteil.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Kettenbeöl- und Reinigungsanlage,

2 eine schematische Seitenansicht einer verwendbaren Absaugkammer und

3 eine schematische Skizze einer Antriebskette zur Erläuterung der Schwingungsverhältnisse.

Die 1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Beöl- und Reinigungsanlage 1 zur Behandlung von z.B. unmittelbar aus der Produktion kommenden Antriebsketten 2 für den Automobilbereich. Der Kettenstang 2 wird endlos gefertigt und später erst auf die entsprechenden Teillängen gestückelt.

Auf der linken Seite der Anlage 1 befindet sich die Beölstation 3, in die über einen Ketteneinlauf 4 der Kettenstrang 2 zugeführt wird. Der Kettenstrang 2 wird mäanderförmig über mehrere Umlenkräder 5 (z.B. Kettenräder) durch eine Ölwanne 6 hindurchgeführt. Die Ölwanne 6 ist so mit Öl gefüllt, dass der Kettenstrang 2 sich vollständig im Ölbad befindet. Die Führung des Kettenstranges um die Umlenkräder 5 herum sorgt dafür, dass die Kette auch im Durchlauf eine bestimmte Verweilzeit im Ölbad hat. Anschließend wird der Kettenstrang 2 einer Reinigungsstation 7 übergeben. Die Reinigungsstation 7 weist einen Schwingungserreger 8 auf, der über Dämpfungsmittel 9 weitgehendst von der Beölstation 3 entkoppelt ist. Der Kettenstrang tritt durch Übergabeöffnungen 10 hindurch und wird durch eine Absaugkammer 11 hindurchgeführt. Die Absaugkammer 11 ist mit dem Schwingungserreger 8 verbunden und führt ebenfalls die Schwingbewegungen aus. Der Schwingungserreger 8 kann über die unterschiedlichsten Antriebskonzepte verfügen. Z.B. könnte ein piezoelektrischer Antrieb verwendet werden.

Der Einlaufbereich 12 und er Auslaufbereich 13 der Absaugkammer 11 sind so ausgestaltet, dass der Kettenstrang 2 mit nur wenig Spiel durch diese hindurchgeführt wird. Dies sorgt zum einen für eine gewisse Abdichtung und zum anderen für eine gute Übertragung der Schwingungen. Die Bereich 12 und 13 können hierzu aus geeigneten Werkstoffen geformt sein, um eine Beschädigung des Kettenstrangs 2 vollständig auszuschließen. Hier können z.B. Kunststoffmaterialien oder reibungsmindernde mitlaufende Element eingesetzt werden. Schematisch sind in gestrichelten Linien die Schwingungen des Kettenstrangs 2 innerhalb der Absaugkammer 11 dargestellt. Die Schwingungsanregung erfolgt horizontal. Das bedeutet, dass die Kette genau in ihrer flexiblen Richtung angeregt und somit nicht zusätzlichen Verwindungskräften ausgesetzt ist.

In der 2 ist eine Ausführungsform der Absaugkammer 11 in Seitenansicht dargestellt. Auf der einen Seite weist die Absaugkammer 11 annähernd über ihre gesamte Länge eine langlochförmige Öffnung 14 auf, über die Luft angesaugt wird. Das Absaugen der Luft erfolgt auf der gegenüberliegenden Seite mittels der im unteren Beriech zick-zack-förmig angeordneten Öffnungen 15.

Die eigentliche Absaugung erfolgt über die neben dem Schwingungserreger 8 angeordnete Saugeinheit 16. Die Saugeinheit 16 ist über eine Saugöffnung 17 mit dem Schwingungserreger 8 verbunden und steht mit den Öffnungen 15 der Absaugkammer 11 in Strömungsverbindung.

Nachdem der Kettenstrang durch die Absaugkammer 11 hindurchgeführt wurde, tritt er in einen Schacht 18 in der Saugeinheit 16 ein und wird nach außen abgeführt.

Ergänzend sei noch erwähnt, dass verschiedenste Modifikationen an der Anlage 1 vorgenommen werden können. Z.B. kann eine Füllstandregelung bei der Beölstation 3 vorgesehen werden. Auch könnte die Ölwanne 6 in der Höhe verfahrbar ausgestaltet werden, ohne dass sich die Lage des um die Umlenkräder 5 gelegten Kettenstrangs 2 verändert. Hierdurch lässt sich der Kettenstrang 2 aus dem Ölbad herausfahren oder hineinfahren. Selbstverständlich sind sowohl der Schwingungserreger 8 als auch die Saugeinheit 16 regelbar, so dass zum einen unterschiedlichste Schwingungsfrequenzen und unterschiedliche Amplituden sowie Saugstärken einstellbar sind. Die Förderung des Kettenstrangs 2 erfolgt über ein nicht näher dargestellte Antriebseinheit, so dass die Beölung und Reinigung im Durchlaufverfahren erfolgt.

Eine weitere umweltschonende konstruktive Maßnahme besteht darin, das durch die Saugeinheit in der Absaugkammer 11 abgesaugte, verunreinigte Öl zu reinigen, z.B. über eine Filteranlage, und dann das Öl der Ölwanne 6 wieder rückzuführen.

Im Folgenden wird die Wirkungs- und Funktionsweise der oben beschriebenen Anlage 1 unter Zuhilfenahme der 3 näher erläutert.

Nachdem der noch mit Verunreinigungspartikeln (z.B. Spanreste etc.) versehene Kettenstrang 2 aus der Montagestation kommt, wird dieser durch das Ölbad in der Beölstation 3 hindurchgeführt. Hierbei braucht bei Verwendung üblichen Kettenöls keine Erwärmung des Öls stattfinden. Durch die mäanderförmige Hindurchführung des Kettenstrangs 2 durch das Öl ist ausreichend Zeit vorhanden, dass das Öl bis an die wichtigsten Stellen vordringt. Übliche Durchlaufgeschwindigkeiten bei einem Kettenstrang 2 betragen z.B. 8 m/min.

In der Absaugkammer 11 wird der Kettenstrang 2 nunmehr durch den Schwingungserreger 8 zwischen Einlaufbereich 12 und Auslaufbereich 13 in Schwingungen versetzt. Üblicherweise erfolgt die Schwingungsanregung im Bereich von 20 bis 100 Hz, wobei versucht wird, möglichst die erste Eigenresonanzfrequenz des sich in der Absaugkammer 11 befindlichen Kettenstrangs 2 zu treffen. Bei einer Antriebskette, wie sie für einen Steuerkettentrieb bei einem Automobilmotor eingesetzt wird, ist dies z.B. ca. 40 bis 42 Hz. Der Kettenstrang 2 schwingt quer zu der Erstreckung seiner Gelenkbolzen 19. Die Laschen 20 des Kettenstrangs 2 bewegen sich parallel zur Schwingungsrichtung. Die dabei auftretende Amplitude A beträgt ca. 2,5 mm. Hierzu ist zu erwähnen, dass der Kettenstrang 2 leicht vorgespannt ist. Die Länge L der Absaugkammer 11 beträgt ca. 200 mm. Diese Länge ist ausreichend, dass bei der vorgegebenen Schwingung und der bei der ersten Eigenresonanzfrequenz auftretenden Abschüttelkräfte sowohl das überschüssige Öl als auch anhaftende Verunreinigungspartikel abgeschleudert werden. Es werden Partikel von einigen Millimetern bis hinunter zu 10 Mikrometer im Zusammenspiel mit der Absaugung entfernt. Die Absaugströmung erfolgt quer zur Längserstreckung des Kettenstrangs 2.

Die Absaugung über die Saugeinheit 16 ist so eingestellt, dass sowohl das abgeschleuderte Öl als auch die Verunreinigungen aus der Absäugkammer 11 entfernt werden. Aus der Absaugkammer 11 tritt dann ein Kettenstrang 2 heraus, der weitgehendst von Verunreinigungen befreit ist und eine sehr gleichmäßige und für den anschließenden Verwendungszweck lediglich notwendige Ölbeschichtung aufweist.

Das vorliegende Verfahren sorgt für eine gute Reinigung eines strangförmigen Produktes nach dessen Zusammenfügung. In der hier beschriebenen Ausführungsform wird eine ungewöhnliche Verknüpfung von Beölung im noch verunreinigten Zustand und anschließendem gemeinsamen Abführen von überschüssigem Öl und Verunreinigungspartikeln vorgenommen. Sowohl die kombinierte Vibrations- und Absaugreinigung von strangförmigen Produkten sowie das kombinatorische Zusammenspiel bei einer Beölungsvariante erbringen auf diesem Gebiet entscheidende Vorteile.

Wie oben bereits erwähnt, kann das abgesaugte Öl gereinigt und dem Ölkreislauf rückgeführt werden. Die Anlage 1 trägt dann zu einem wesentlich wirtschaftlicheren Beölungsverfahren bei.