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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND SYSTEM FOR FLUID-PROCESSING AND CLEANING A WORKPIECE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/043300
Kind Code:
A1
Abstract:
The method (10) according to the invention and the cleaning system (40) according to the invention are designed to process a workpiece (11) with a fluid and to mechanically and/or fluidically clean the workpiece. The workpiece (11) is ultrasonically cleaned in an ultrasonic bath (20) and thereby preconditioned for the subsequent high-pressure fluid processing (high-pressure cleaning). For the high-pressure fluid processing of the workpiece (11), a fluid-processing tool (25) discharges at least one compact, high-energy fluid jet (J), preferably a liquid jet, onto the workpiece (11) and thereby removes adhering dirt particles and/or burrs and/or chips from the workpiece (11). This sequence allows very good cleaning with low proportions of residual dirt on the workpiece (11), while achieving a short total cleaning duration.

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Inventors:
HAAG ROUVEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/073344
Publication Date:
March 03, 2022
Filing Date:
August 24, 2021
Export Citation:
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Assignee:
PILLER ENTGRATTECHNIK GMBH (DE)
International Classes:
B08B3/02; B08B3/12; B26F3/00
Domestic Patent References:
WO2006089730A12006-08-31
Foreign References:
CN107051967A2017-08-18
CN207615245U2018-07-17
CN107552480A2018-01-09
DE102017104239A12018-09-06
DE202014101080U12014-04-16
DE10233277B42006-05-18
DE19811840A11999-09-23
Attorney, Agent or Firm:
RÜGER ABEL PATENTANWÄLTE PARTGMBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Verfahren zur Fluidbearbeitung und Reinigung eines Werkstücks (11) , umfassend die folgenden Schritte:

- Vorkonditionieren des Werkstücks (11) mittels Ultraschallreinigung in einem Ultraschallbad (20) (Schritt S2 ) ,

- Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks (11) unter Verwendung wenigstens eines Fluidbearbeitungswerkzeugs (25) , mittels dem wenigstens ein kompakter Fluidstrahl (J) mit wenigstens 50 bar auf das Werkstück (11) ausgestoßen wird, wobei als Fluid ein wasserbasiertes Reinigungsfluid verwendet wird (Schritt S3) , wobei die Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks (11) nach dem Vorkonditionieren des Werkstücks (11) durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Vorkonditionieren des Werkstücks (11) ein Vorreinigen des Werkstücks (11) mittels einer Reinigungsflüssigkeit (Fl) erfolgt (Schritt Sl) .

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der das Vorreinigen (Schritt Sl) des Werkstücks (11) ein Reinigen des Werkstücks (11) mit einer Reinigungsflüssigkeit (Fl) umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Spülflüssigkeit

(F2) beim Vorreinigen (Schritt Sl) des Werkstücks (11) mit einer Energie auf das Werkstück (11) auftrifft, die kleiner ist als die Energie mit der Fluidstrahl (J) bei der Fluidbearbeitung (Schritt S3) auf das Werkstück (11) auftrifft.

-29- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Trocknen des Werkstücks (11) nach der Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks (11) . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorkonditionieren des Werkstücks (11) mittels Ultraschallreinigung unter Verwendung mehrerer im Ultraschallbad (20) angeordneter Sonotroden (21) erfolgt. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Werkstück (11) einen durch eine Öffnung (14) zugänglichen Innenraum (13) aufweist und wobei wenigstens eine Sonotrode (21) verwendet wird, die sich durch die Öffnung (14) im Werkstück (11) in den Innenraum (13) des Werkstücks (11) erstreckt . Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei wenigstens eine plattenförmige Sonotrode (23) verwendet wird, die außerhalb der Außenkontur des Werkstücks (11) im Ultraschallbad angeordnet ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkstück (11) phasenweise in einer ersten Ausrichtung (Al) und phasenweise in einer zweiten Ausrichtung (A2) bearbeitet wird, wobei eine Werkstücklängsrichtung (R) in der ersten Ausrichtung (Al) eine andere Ausrichtung hat als in der zweiten Ausrichtung (A2) . Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Werkstück (11) in wenigstens einem der Schritte nacheinander die erste Ausrichtung (Al) und die zweite Ausrichtung (A2) einnimmt .

-30- Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Werkstück (11) bei der Hochdruck-Fluidbearbeitung in einer ersten Fluidbearbeitungsphase (S31) in der ersten Ausrichtung (Al) und anschließend in einer zweiten Fluidbearbeitungsphase (S32) in der zweiten Ausrichtung (A2) bearbeitet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkstück (11) einen Innenraum (13) aufweist und bei der Hochdruck-Fluidbearbeitung zumindest phasenweise ein Innenspülwerkzeug (27) ein Fluid in den Innenraum (13) einbringt, um dem Eindringen von Partikeln in den Innenraum (13) des Werkstücks (11) entgegenzuwirken, die bei der Fluidbearbeitung abgetragen werden . Verfahren nach Anspruch 11 und 12, das Einbringen des Fluids in den Innenraum (13) während der zweiten Fluidbearbeitungsphase (S32) erfolgt. Reinigungsanlage (40) zur Fluidbearbeitung und Reinigung eines Werkstücks (11) , aufweisend:

- eine Vorkonditionierungsstation (42) , die zum Vorkonditionieren des Werkstücks (11) mittels Ultraschallreinigung in einem Ultraschallbad (20) eingerichtet ist,

- eine Hochdruck-Fluidbearbeitungsstation (43) , die zur Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks (11) eingerichtet ist, und die wenigstens ein Fluidbearbeitungswerkzeug (25) aufweist, das dazu eingerichtet ist wenigstens einen kompakten Fluidstrahl (J) mit wenigstens 50 bar auf das Werkstück (11) auszu-

-Si stoßen, wobei als Fluid ein wasserbasiertes Reinigungsfluid verwendet wird,

- eine Transfereinrichtung, die dazu eingerichtet ist das Werkstück (11) in die und aus der Vorkonditionierungsstation (42) und in die und aus der Hochdruck-Fluidbearbeitungsstation (43) zu transportieren, wobei das Werkstück (11) zuerst in die Vorkonditionierungsstation (42) und anschließend in die Hochdruck-Fluidbearbeitungsstation (43) transportiert wird. Reinigungsanlage nach Anspruch 14, außerdem aufweisend eine Vorreinigungsstation (41) , die zur Vorreinigung des Werkstücks (11) vor der Vorkonditionierung eingerichtet ist und/oder eine Trocknungsstation (44) , die zum Trocknen des Werkstücks (11) nach der Hochdruck- Fluidbearbeitung eingerichtet ist. Reinigungsanlage nach Anspruch 14, wobei mehrere oder alle Stationen (41, 42, 43, 44) voneinander getrennte Arbeitskammern (45) und/oder Fluidkreisläufe aufweisen.

Description:
Verfahren und Anlage zur Fluidbearbeitung und Reinigung eines Werkstücks

[ 0001 ] Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Fluidbearbeitung und Reinigung eines Werkstücks .

[ 0002 ] Beispielsweise beschreibt DE 102 33 277 B4 ein Verfahren zum Entgraten und Reinigen von Werkstücken, wobei in einer Bearbeitungsphase ein Fluidstrahl und in einer anderen Bearbeitungsphase ein Festkörper enthaltender Strahl auf das Werkstück gerichtet werden . Am Ende der Bearbeitung kann das Werkstück mit einem flüssigen Spülmittel ausgespült werden .

[ 0003 ] DE 198 11 840 Al of fenbart eine Reinigungsanlage , die zum Säubern von Werkzeugen der Kabeltechnik mit einem Reinigungsmittel eingerichtet ist . Mindestens ein geschlossenes Kreislaufsystem für das Reinigungsmittel ist vorhanden, das mindestens eine Destillationseinrichtung aufweist , mit der das Reinigungsmittel selbst gereinigt wird . Wegen der Destillation des Reinigungsmittels ist ein geschlossenes Gehäuse erforderlich, um beispielsweise Gesundheitsschäden für Bedienpersonen zu vermeiden .

[ 0004 ] Die bisher bekannten Verfahren zur Fluidbearbeitung und Reinigung von Werkstücken haben sich zwar in einigen Fällen bewährt . Allerdings sind die bislang eingesetzten Verfahren immer noch unzulänglich, wenn es um die Rei- nigung von Werkstücken mit großen Oberflächen und/oder komplexer Werkstückgeometrie geht . Die zur Erzielung einer vorgegebenen Restschmutzmenge am Werkstück erforderliche Reinigungsdauer ist lang . Insbesondere gilt dies bei der in der Elektromobilität sehr hohen Restschmutzanforderungen von z . B . maximal 300pm Partikelgröße . Abhängig von der Anzahl der innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer zu reinigenden Werkstücke , ist häufig das Aufbauen von mehreren separaten Anlagen zur Werkstückreinigung notwendig, um mehrere Werkstücke gleichzeitig zu reinigen, was aber hohe In- vestitions- und Betriebskosten mit sich bringt und die Fluidbearbeitung und Reinigung dieser Werkstücks unwirtschaftlich macht .

[ 0005 ] Ausgehend davon kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein Verfahren und eine Anlage zur Fluidbearbeitung und Reinigung eines Werkstücks zu schaf fen, die kurze Taktzeiten bzw . ein entsprechend kurze Gesamtreinigungsdauer erlaubt und dennoch eine gute Reinigungswirkung mit kleiner Restschmutzpartikelgröße sicherstellt . Die Erfindung soll insbesondere für bei Hochspannungsanwendungen und/oder in der Elektromobilität verwendeten Werkstücken geeignet sein .

[ 0006 ] Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und einer Anlage gemäß Patentanspruch 14 gelöst .

[ 0007 ] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anlage wird ein Werkstück nach einer Vorkonditionierung mittels Ultraschallreinigung mit einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit , bearbeitet , das mit hohem Druck von mindestens 50 bar ausgestoßen wird (Hoch- druck-Fluidbearbeitung) . Das Werkstück wird gereinigt , so dass lediglich noch eine vorgegebene Menge an Restschmutz am Werkstück anhaftet . Insbesondere wird eine vorgegebene maximale Partikelgröße der noch verbleibenden Restschmutzpartikel von beispielsweise maximal 300 pm in kurze Dauer erreicht . Als Reinigungs fluid bei der Hochdruck- Fluidbearbeitung wird ein wasserbasiertes Reinigungs fluid verwendet .

[ 0008 ] Das Werkstück kann durch Urformen und/oder Umformen und/oder spanabhebende Bearbeitung und/oder nichtspanabhebende Bearbeitung hergestellt werden . Das Werkstück ist insbesondere ein Strukturbauteil und/oder Gehäuse für Hochspannungsanwendungen und/oder für den Einsatz in Elektrofahrzeugen ( z . B . Statorgehäuse , Invertergehäuse oder andere Werkstücke zur Verwendung auf dem Gebiet der Elektromobilität usw . ) . Es kann sich um ein Endprodukt oder ein Zwischenprodukt handeln . Das Werkstück kann aus einem beliebigen Material bestehen, beispielsweise aus Metall , einer Metalllegierung, Kunststof f , einem Verbundwerkstof f , usw . Das Werkstück kann beispielsweise aus Metall oder einer metallische Legierung bestehen, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, Magnesium oder eine Magnesiumlegierung oder Stahl oder eine Stahllegierung . Beispielsweise handelt es sich bei dem Werkstück um ein Aluminiumoder Magnesium-Druckgussteil . Das Werkstück kann eine Mehrzahl von Bohrungen und/oder Öf fnungen und/oder Vertiefungen und/oder Erhebungen und/oder Kanälen aufweisen An dem Werkstück können spanabhebend bearbeitete Bereiche vorhanden sein .

[ 0009 ] Ein relativ zum Werkstück unbewegliches Werkstückkoordinatensystem hat eine Werkstücklängsrichtung, in der das Werkstück eine Länge aufweist , eine Werkstückbreitenrichtung, in der das Werkstück eine Breite aufweist und eine Werkstücktiefenrichtung, in der das Werkstück eine Tiefe aufweist . Die Werkstücklängsrichtung, die Werkstückbreitenrichtung und die Werkstücktiefenrichtung bilden ein kartesisches Koordinatensystem . Vorzugsweise ist die Länge des Werkstücks größer als die Breite und/oder die Tiefe des Werkstücks .

[ 0010 ] Das Werkstück wird zwei oder mehr als zwei aufeinanderfolgenden Schritten bzw . Stationen bearbeitet und/oder gereinigt . Für die Erfindung relevant sind zwei Schritte und deren Reihenfolge : Eine Vorkonditionierung der Werkstücke mittels einer Ultraschallreinigung und eine mittelbar oder unmittelbar nachfolgende Hochdruckreinigung bzw . Hochdruck-Fluidbearbeitung .

[ 0011 ] Zur Vorkonditionierung wird das Werkstück in einem Ultraschallbad mit Ultraschall gereinigt . Das Werkstück wird in ein Ultraschallbad getaucht und die Flüssigkeit im Ultraschallbad wird durch wenigstens eine Sonotrode in Ultraschallschwingungen versetzt . Durch die Schwingungen werden Verschmutzungen auf der Oberfläche des Werkstücks abgelöst oder festsitzende Verschmutzungen zumindest gelockert . Während des Ultraschallreinigens befindet sich vorzugsweise das Werkstück vollständig im Ultraschallbad und ragt nicht aus der Flüssigkeit des Ultraschallbades heraus . Es findet vorzugsweise lediglich eine einzige Ultraschallreinigung in einem einzigen Ultraschallbad statt .

[ 0012 ] Diese Vorkonditionierung des Werkstücks reduziert die erforderliche Reinigungsdauer und damit auch den Energieaufwand für die Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werk- stücks deutlich, so dass die benötigte Energie um insbesondere mehr als 10% reduziert werden kann . Gleichzeitig werden durch die Kombination der Vorkonditionierung und der nachfolgenden Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks (Hochdruckreinigung) deutlich verbesserte Restschmutzwerte erreicht . Ohne Verlängerung der Reinigungsdauer kann erfindungsgemäß für das gereinigte Werkstück ein Reinigungs zustand erreicht werden, der im Vergleich zu bisherigen Reinigungsverfahren um eine ganze Restschmutzklasse besser ist . Waren bislang in einem vergleichbaren Prozess ohne Ultraschall-Vorkonditionierung z . B . 400- 600 pm der Rest- schmut zpartikelgröße noch üblich, kann erfindungsgemäß eine maximale Partikelgröße der Restschmutzpartikel von 300gm erreicht bzw . unterschritten werden, insbesondere bei reduzierten Taktzeiten bzw . reduzierter Reinigungsdauer . Daher ist das Verfahren insbesondere für Anwendungen und Werkstücke im Bereich mit hohen elektrischen Spannungen und/oder Strömen, beispielsweise für Komponenten von Elektrofahrzeugen, geeignet .

[ 0013 ] Die Hochdruckreinigung bzw . Hochdruck- Fluidbearbeitung des Werkstücks wird unter Verwendung eines Fluidbearbeitungswerkzeugs durchgeführt . Das Fluidbearbeitungswerkzeug ist dazu eingerichtet , einen fluidisch zusammenhängenden, kompakten Fluidstrahl oder mehrere separate zusammenhängende kompakte Fluidstrahlen zu erzeugen und auf das Werkstück zu richten . Dadurch kann noch anhaftender, im Ultraschallbad etwas gelösten oder gelockerten Schmutz entfernt werden . Diese Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks dient zur Reinigung und/oder zum Entfernen von Spänen und/oder Graten vom Werkstück . Das Fluid steht beim Ausstößen unter einem Hochdruck, dessen Betrag abhängig vom Material und Verschmutzung des Werkstücks ist . Der Hoch- druck unter dem der wenigstens eine kompakte Fluidstrahl aus dem Fluidwerkzeug ausgestoßen wird ist größer als 50 bar, vorzugsweise mindestens 100 bar oder mindestens 150 bar .

[ 0014 ] Die Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks ist notwendig, um die beim Vorkonditionieren (Ultraschallreinigung) angelösten Schichten prozesssicher zu entfernen und di f ferenziert sich deutlich zu dem bisherigen technischen Stand der Technik einer Feinreinigung mit geringem Druck nach einer Reinigung im Ultraschallbad .

[ 0015 ] Außerdem kann die Ultraschallreinigung bei metallischen Werkstücken, insbesondere Werkstücken aus einer Aluminiumlegierung, eine Oxidschicht anlösen, die bei der anschließenden Hochdruck-Fluidbearbeitung entfernt wird . Diese angelöste Oxidschicht kann ohne die erfindungsgemäße nachfolgende Hochdruck-Fluidbearbeitung zu einem verschlechterten Restschmutzergebnis führen . Genau deswegen wurde die Ultraschalltechnik aus den Reinigungsprozessen, beispielsweise für etwa komplexen Aluminium-Druckgussteile , weitgehend verdrängt . Die Ultraschallreinigung und die erfindungsgemäße anschließende Hochdruckreinigung bzw . Hochdruck-Fluidbearbeitung ermöglichen hingegen das prozesssichere Erreichen einer vorgegebenen Restschmutzmenge am Werkstück in wesentlich kürzerer Zeit , als dies bislang möglich war .

[ 0016 ] Es hat sich herausgestellt , dass die Abfolge der genannten Schritte zu einer ef fi zienten Bearbeitung und Reinigung des Werkstücks führt , auch bei Werkstücken mit komplexen Geometrien und großen zu reinigenden Gesamtoberflächen . Beispielsweise kann ein Werkstück unter Einhaltung einer sehr geringen Restschmutzmenge mit einer um mindestens 10% verkürzten Fluidbearbeitungsdauer von unter 2 Minuten gegenüber bisherigen Verfahren bearbeitet und gereinigt werden, was bislang mindestens etwa 130 Sekunden erfordert hat . Die einzelnen Schritte bzw . Stationen des Verfahrens können daher beispielsweise einen Linientakt von weniger als 2 Minuten erreichen werden . In weniger als 2 Minuten Reinigungsdauer liefert das Verfahren bzw . die Anlage j eweils ein bearbeitetes und gereinigtes Werkstück . Das Verfahren bzw . die Anlage ermöglichen daher eine hohe Ausbringung an bearbeiteten und gereinigten Werkstücken und es kann gleichzeitig eine sehr gute Reinigungsqualität sichergestellt werden .

[ 0017 ] Die Dauer, in der ein Werkstück in j edem Schritt bzw . j eder Station gereinigt und/oder bearbeitet wird, beträgt vorzugsweise maximal 120 Sekunden und kann in den einzelnen Schritten oder Stationen unterschiedlich lang sein . Bei einem Aus führungsbeispiel ist die Zeitdauer, während der das Werkstück im Ultraschallbad verbleibt , kürzer als die Zeitdauer, in der das Werkstück der Hochdruck- Fluidbearbeitung unterzogen wird .

[ 0018 ] Vorzugsweise sind die Fluidkreisläufe für die Ultraschallreinigung und die Hochdruck-Fluidbearbeitung voneinander getrennt . Bevorzugt wird das eine oder werden die mehreren verwendeten Fluide j eweils separat gefiltert , beispielsweise mittels wenigstens eines Filters ( z . B . Ölabscheider, Beutel filter, usw . ) und weiter vorzugsweise aus energetischen Gründen nicht durch Destillation im Rahmen des Verfahrens bzw . der dazu verwendeten Reinigungsanlageaufbereitet . [ 0019 ] Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anlage arbeiten bevorzugt mit Fluidtemperaturen von weniger als 55 ° C oder maximal als 45 ° C . Eine hermetische Kapselung gegen das Entweichen von Kondensaten, Gasen oder Dämpfen ist nicht erforderlich und ist vorzugsweise nicht vorhanden .

[ 0020 ] Vor der Vorkonditionierung (Ultraschallreinigung) kann optional eine Vorreinigung des Werkstücks stattfinden . Die Vorreinigung kann eine oder mehrere Vorreinigungsphasen umfassen . Beim Vorreinigen wird das Werkstück mit wenigstens einer Reinigungs flüssigkeit gereinigt und/oder gespült insbesondere mit einem niedrigen Druck der Reinigungs flüssigkeit ( kleiner als 50 bar, zum Beispiel zwischen 6 und 15 bar ) . Die Vorreinigung erfolgt insbesondere ohne Ultraschalleinwirkung und dient im Wesentlichen der verlängerten Badstandzeit eines Ultraschallbades der nachfolgenden Vorkonditionierung (Ultraschallreinigung) .

[ 0021 ] Nach der Hochdruck-Fluidbearbeitung (Hochdruckreinigung) kann das Bauteil optional mit einem Fluid gespült werden, vorzugsweise mit hohem Volumenstrom ( zum Beispiel 150 bis 250 1/min) und niedrigem Druck ( kleiner als 50 bar, zum Beispiel zwischen 6 und 15 bar ) . Das Spülen kann mit dem gleichen oder einem anderen Fluid ausgeführt werden wie das Hochdruckreinigen und erfolgt vorzugsweise räumlich getrennt von der Hochdruck-Fluidbearbeitung in einer separaten Arbeitskammer .

[ 0022 ] Während der Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks können das Werkstück und das wenigstens eine Fluidbearbeitungswerkzeug in zumindest einem oder beliebig vielen Freiheitsgraden relativ zueinander bewegt werden . Zum Beispiel kann das wenigstens eine Fluidbearbeitungswerkzeug in bis zu drei linearen Freiheitsgraden und/oder bis zu drei rotatorischen Freiheitsgraden relativ zum Werkstück bewegt werden . Alternativ oder zusätzlich kann das Werkstück in bis zu drei linearen Freiheitsgraden und/oder bis zu drei rotatorischen Freiheitsgraden relativ zum wenigstens einen Fluidbearbeitungswerkzeug bewegt werden . Bei einem Aus führungsbeispiel kann das Werkstück beispielsweise um eine Drehachse gedreht werden, während das wenigstens eine Fluidbearbeitungswerkzeug in bis zu drei linearen Freiheitsgraden relativ zum Werkstück bewegt werden kann .

[ 0023 ] Während der Hochdruck-Fluidbearbeitung ist es auch möglich, dass ein Fluidbearbeitungswerkzeug in eine Öf fnung des Werkstücks eindringt und einen inneren Bereich der Werkstückoberfläche mit dem Fluidstrahl bearbeitet .

[ 0024 ] Die Hochdruck-Fluidbearbeitung kann mehrere Phasen aufweisen, beispielsweise eine erste und eine darauffolgende zweite Fluidbearbeitungsphase .

[ 0025 ] Im Anschluss an die Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks und/oder zum Abschluss des Verfahrens kann das Werkstück in einem optionalen weiteren Schritt getrocknet werden, beispielsweise durch Vakuumtrocknung .

[ 0026 ] Während der Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks kann zumindest kann eines der Fluidbearbeitungswerkzeuge einen Fluidstrahl erzeugen, der zum Entspanen bzw . Entgraten eingerichtet ist .

[ 0027 ] Es ist bevorzugt , wenn das Ultraschallreinigen unter Verwendung mehrerer im Ultraschallbad vorhandener So- notroden erfolgt . Zwei der vorhandenen Sonotroden können dabei unterschiedliche geometrische Formen aufweisen . Beispielsweise kann wenigstens eine plattenförmige Sonotrode und wenigstens eine stabförmige Sonotrode eingesetzt werden .

[ 0028 ] Wenigstens eine der Sonotroden und vorzugsweise die wenigstens eine stabförmige Sonotrode kann durch eine Öf fnung im Werkstück in einen Innenraum des Werkstücks eingrei fen . Auf diese Weise kann im Innenraum des Werkstücks vorhandene Flüssigkeit deutlich besser in Schwingungen versetzt werden, um Verschmutzungen im Bereich des Innenraums vom Werkstück zu lösen oder zumindest zu lockern .

[ 0029 ] Bei einer vorteilhaften Aus führungs form werden mehrere plattenförmige Sonotroden im Ultraschallbad eingesetzt , die außerhalb der Außenkontur des Werkstücks im Ultraschallbad angeordnet sind und insbesondere nicht durch eine Öf fnung in den Innenraum hineinragen . Bevorzugt sind mindestens zwei und bei einem Aus führungsbeispiel vier plattenförmige Sonotroden vorhanden, wobei sich j eweils zwei plattenförmige Sonotroden auf entgegengesetzten Seiten des Werkstücks gegenüberliegen können .

[ 0030 ] Es ist vorteilhaft , wenn das Werkstück in unterschiedlichen Phasen der Bearbeitung und/oder der Reinigung in unterschiedliche Ausrichtungen bzw . Orientierungen gebracht werden kann . Insbesondere nimmt das Werkstück phasenweise eine erste Ausrichtung und eine phasenweise eine zweite Ausrichtung ein . Die Orientierung der Werkstücklängsrichtung ist in diesen beiden Ausrichtungen voneinander verschieden . Die Werkstücklängsrichtung kann in der ersten Ausrichtung in etwa um 75 ° bis 125 ° gegenüber der Werkstücklängsrichtung in der zweiten Ausrichtung gedreht oder geneigt sein .

[ 0031 ] Insbesondere ist eine Ausrichtung der Werkstücklängsrichtung relativ zur Vertikalen in der ersten Ausrichtung anders als in der zweiten Ausrichtung . Bei einem Ausführungsbeispiel ist die erste Ausrichtung eine liegende Ausrichtung des Werkstücks (Werkstücklängsrichtung ist im Wesentlichen hori zontal ausgerichtet ) und die zweite Ausrichtung ist eine stehende Ausrichtung (Werkstücklängsrichtung ist im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ) .

[ 0032 ] Bei einer bevorzugten Aus führungs form nimmt das Werkstück in wenigstens einem der Schritte nacheinander die erste Ausrichtung und die zweite Ausrichtung ein . In wenigstens einem der Schritte kann das Werkstück in der ersten Ausrichtung oder in der zweiten Ausrichtung verbleiben . Die erste Ausrichtung und die zweite Ausrichtung definieren beispielsgemäß die Orientierung der Werkstücklängsrichtung gegenüber der Hori zontalen bzw . der Vertikalen, wobei unter Beibehaltung der ersten Ausrichtung oder der zweiten Ausrichtung andere Freiheitsgrade als die räumliche Ausrichtung der Werkstücklängsrichtung verändert werden können .

[ 0033 ] Vorzugsweise ist der Innenraum durch eine Öf fnung in der zweiten Ausrichtung vertikal nach unten of fen . Diese vertikal untere Öf fnung des Innenraums ist ausreichend groß und hat rechtwinkelig zur Werkstücklängsrichtung beispielsweise eine Öf fnungs f läche , die zumindest 50% oder 70% oder 80% der Querschnitts fläche - rechtwinkelig zur Werkstücklängsrichtung - des Innenraums beträgt .

[ 0034 ] Es ist bevorzugt , wenn das Werkstück während der Hochdruck-Fluidbearbeitung in einer ersten Fluidbearbeitungsphase die erste Ausrichtung und anschließend in einer zweiten Fluidbearbeitungsphase die zweite Ausrichtung einnimmt .

[ 0035 ] Während der Hochdruck-Fluidbearbeitung kann zumindest phasenweise und vorzugsweise während der zweiten Fluidbearbeitungsphase ein Fluid unter Verwendung eines Innenspülwerkzeugs in den Innenraum des Werkstücks eingebracht werden . Dadurch entsteht im Innenraum ein Spülströmung bzw . ein Spüldruck, der dem Eindringen von Partikeln durch wenigstens eine Öf fnung in den Innenraum entgegenwirkt . Etwaige in den Innenraum eindringende Partikel können mittels der Spülströmung des Fluids abtransportiert werden und bleiben nicht am Werkstück haften . Dadurch lässt sich die Reinigungswirkung in der Fluidbearbeitungsphase verbessern . Das Fluid ist vorzugsweise eine Flüssigkeit .

[ 0036 ] Eines oder mehrere Aus führungsbeispiele des Verfahrens lassen sich mittels einer erfindungsgemäßen Reinigungsanlage zur Fluidbearbeitung und Reinigung durchführen . Diese Anlage weist eine Vorkonditionierungsstation zum Ultraschallreinigen des Werkstücks , eine Fluidbearbeitungsstation zur Fluidbearbeitung des Werkstücks und eine Trans fereinrichtung zum Transport des Werkstücks auf .

[ 0037 ] Optional kann die Reinigungsanlage zusätzlich wenigstens eine Vorreinigungsstation zum Vorreinigen des Werkstücks und/oder wenigstens eine Trocknungsstation zum Trocknen des Werkstücks aufweisen

[ 0038 ] Bevorzugt ist genau eine Vorkonditionierungsstation und genau eine Hochdruck-Fluidbearbeitungsstation vor- handen, wobei eine Station j eweils dadurch gekennzeichnet ist , dass eine gemeinsame Umhausung bzw . ein gemeinsames Gehäuse vorhanden ist . Abweichend von dieser bevorzugten Aus führungs form können die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte aber auch in j eweils mehreren unterschiedlichen Stationen ausgeführt werden . Es ist auch möglich, dass einzelne Stationen mehrere Arbeitskammern und beispielsweise genau zwei Arbeitskammern aufweisen, so dass in einer Station gleichzeitig zwei oder mehr Werkstücke gereinigt und/oder bearbeitet werden können . Beispielsweise kann die Vorreinigungsstation und/oder die Hochdruck- Fluidbearbeitungsstation j eweils zwei separate Arbeitskammern aufweisen . Bei einer solchen Ausgestaltung kann beispielsweise eine Werkstückwechseleinrichtung vorhanden sein oder es kann die Trans fereinrichtung verwendet werden, um die Werkstücke zwischen den Arbeitskammern derselben Station zu transportieren . Als Werkstückwechseleinrichtung kann beispielsweise ein Drehtisch mit einer Zwischenwand zur Trennung der beiden Arbeitskammern verwendet werden, wobei die Drehachse parallel oder entlang der Zwischenwand verläuft . Die Zwischenwand ist insbesondere mit dem Drehtisch drehfest verbunden .

[ 0039 ] Wenigstens eine der Stationen und beispielsweise die Hochdruck-Fluidbearbeitungsstation kann außerdem dazu eingerichtet sein, die Ausrichtung oder Orientierung des Werkstücks zu verändern von der ersten Ausrichtung in die zweite Ausrichtung . Hierzu kann beispielsweise eine entsprechende Maschinenachse vorhanden sein . Zusätzlich oder alternativ kann die Veränderung der Ausrichtung des Werkstücks auch durch eine separate Handhabungseinrichtung erfolgen, wie etwa einen Roboter, ein Grei fer, ein Portalgrei fer, ein Manipulator, usw . [ 0040 ] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen . Nachfolgend werden bevorzugte Aus führungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert . Die Zeichnungen zeigen :

[ 0041 ] Figur 1 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Verfahrens zum Reinigen und Fluidbearbeiten eines Werkstücks in vier Schritten bzw . vier Verfahrensstationen,

[ 0042 ] Figur 2 eine stark schematisierte perspektivische Darstellung eines Aus führungsbeispiels eines Werkstücks ,

[ 0043 ] Figur 3 eine schematische , blockschaltbildähnliche Darstellung der Fluidbearbeitung des Werkstücks während einer Hochdruck- Fluidbearbeitung,

[ 0044 ] Figur 4 eine schematische Draufsicht auf ein Ultraschallbad zur Ultraschallreinigung des Werkstücks und

[ 0045 ] Figur 5 eine stark schematisierte blockschaltbildähnliche Darstellung eines Aus führungsbeispiels einer Reinigungsanlage zur Fluidbearbeitung und Reinigung eines Werkstücks .

[ 0046 ] Figur 1 zeigt schematisch ein Aus führungsbeispiel eines Verfahrens 10 zur Fluidbearbeitung und Reinigung eines Werkstücks 11 . Ein Aus führungsbeispiel eines Werkstücks 11 ist perspektivisch schematisiert in Figur 2 dargestellt . Das Werkstück 11 weist in Bezug auf ein Werkstückkoordinatensystem eine Länge L in einer Werkstücklängsrichtung U, eine Breite B in einer Werkstückbreitenrichtung V und eine Tiefe T in einer Werkstücktiefenrichtung W auf . Dabei kann die Länge L des Werkstücks 11 größer sein als die Breite B und die Tiefe T des Werkstücks 11 . Das Werkstück 11 ist insbesondere ein Strukturbauteil und/oder Gehäuse für Anwendungen mit hohen elektrischen Leistungen ( Spannung und/oder Strom) und/oder für den Einsatz in Elektrofahrzeugen ( z . B . Statorgehäuse 12 , Invertergehäuse oder andere Werkstücke zur Verwendung auf dem Gebiet der Elektromobilität usw . ) . Bei dem in Figur 2 schematisch dargestellten Werkstück 11 handelt es sich um ein Statorgehäuse 12 .

[ 0047 ] Das Werkstück 11 kann beispielsweise aus Metall oder einer metallische Legierung bestehen, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, Magnesium oder eine Magnesiumlegierung oder Stahl oder eine Stahllegierung . Beispielsweise handelt es sich bei dem Werkstück 11 um ein Aluminium- oder Magnesium-Druckgussteil . Als Werkstück 11 kommen generell technische Werkstücke in Betracht , die durch Urformen und/oder Umformen und/oder maschinelles Bearbeiten hergestellt sind . Das Werkstück 11 kann beispielsweise spanabhebend und/oder nicht-spanabhebend bearbeitet worden sein .

[ 0048 ] Beim Aus führungsbeispiel weist das Werkstück 11 einen Innenraum 13 auf ( Figur 3 ) , der über wenigstens eine Öf fnung 14 von außen zugänglich ist . Beim Aus führungsbeispiel ist der Innenraum 13 über mehrere Öf fnungen 14 zugänglich, die unterschiedliche Abmessungen und geometrische Formen aufweisen können . Beispielsweise kann eine Öf fnung 14 einen rechteckig konturierten Durchgang bilden und/oder wenigstens eine Öf fnung kann einen zylindrischen Kanal bzw . eine zylindrische Bohrung sein . Das Werkstück 11 ist in Figur 2 lediglich beispielhaft und stark vereinfacht darge- stellt .

[ 0049 ] Mittels des Verfahrens 10 wird das Werkstück 11 fluidisch bearbeitet und gereinigt . Hierfür werden nacheinander zumindest zwei Verfahrensschritte ausgeführt : Vorkonditionieren des Werkstücks 11 durch Ultraschallreinigung und mittelbar oder unmittelbar anschließend eine Hochdruck- Fluidbearbeitung des Werkstücks 11 . Optional können zusätzliche Schritte durchgeführt werden, beispielsgemäß drei , oder vier Verfahrensschritte : eine optional Vorreinigung des Werkstücks 11 in einem ersten Schritt S l , Vorkonditionierung (Ultraschallreinigung) des Werkstücks 11 in einem zweiten Schritt S2 , Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks 11 in einem dritten Schritt S3 und optional Trocknung des Werkstücks 11 in einem vierten Schritt S4 .

[ 0050 ] Im optionalen ersten Schritt S l wird das Werkstück 11 beispielsgemäß mit eine Reinigungs flüssigkeit Fl vorgereinigt . Die Reinigungs flüssigkeit Fl ist vorzugsweise Wasser, wobei die Reinigungs flüssigkeit Fl zusätzlich ein Reinigungsmittel , beispielsweise ein Lösungsmittel und insbesondere einen Fettlöser enthalten kann . Die Reinigungsflüssigkeit Fl wird unter geringem Druck von weniger als 50 bar auf das Werkstück 11 ausgestoßen bzw . gesprüht .

[ 0051 ] Während der Vorreinigung ist das Werkstück 11 beim Aus führungsbeispiel in einer erste Ausrichtung Al angeordnet , die beispielsgemäß eine liegende Ausrichtung ist . In der ersten Ausrichtung Al ist die Werkstücklängsrichtung U im Wesentlichen hori zontal ausgerichtet . Während der zweiten Vorreinigung kann das Werkstück 11 etwa 90- 100 Sekunden mit der Reinigungs flüssigkeit Fl gereinigt werden . Im Anschluss daran kann das Werkstück 11 optional geschleu- dert werden, beispielsweise maximal 10- 15 Sekunden, beispielsgemäß etwa 5 Sekunden, indem es mittels einer rotierenden Halteeinrichtung ( z . B . Drehteller ) drehend um eine Drehachse angetrieben wird .

[ 0052 ] Nach der Vorreinigung ( erster Schritt S l ) erfolgt im zweiten Schritt S2 die Vorkonditionierung (Ultraschallreinigung) des Werkstücks 11 . Das Werkstück 11 wird hierbei vollständig in eine Flüssigkeit in einem Ultraschallbad 20 eingetaucht .

[ 0053 ] Beispielsgemäß nimmt das Werkstück 11 im Ultraschallbad 20 eine Ausrichtung ein, bei der vorzugsweise die längere räumliche Dimension des Werkstücks 11 vertikal ausgerichtet ist . Gemäß Figur 1 hat das Werkstück 11 im Ultraschallbad 20 eine zweite Ausrichtung A2 ein, die als stehende Ausrichtung bezeichnet werden kann . Beim beispielhaften Werkstück 11 ist die Werkstücklängsrichtung U in der zweiten Ausrichtung A2 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet . Zwischen der ersten Ausrichtung Al und der zweiten Ausrichtung A2 wird die Werkstücklängsrichtung U in einem Bereich von 75 ° bis 125 ° gedreht oder geschwenkt und beispielsgemäß um etwa 90 ° .

[ 0054 ] In der zweiten Ausrichtung A2 ist beispielsgemäß eine ausreichend große Öf fnung 14 an der Unterseite des Werkstücks 11 angeordnet , so dass am Werkstück 11 gelöste Partikel durch die Schwerkraft aus dem Innenraum 13 durch die untere Öf fnung 14 heraus fallen können . Zusätzlich oder alternativ kann durch die zweite Ausrichtung A2 die benötigte Auf Stell fläche für die betref fende Station und insbesondere die Auf Stell fläche für das Ultraschallbad 20 bzw . für die Vorkonditionierungsstation verringert werden . [ 0055 ] In dem Ultraschallbad 20 sind bevorzugt mehrere Sonotroden 21 angeordnet . Wenigstens zwei vorhandene Sonotroden 21 haben eine unterschiedliche geometrische Form . Bei dem hier beschriebenen Aus führungsbeispiel werden als Sonotroden 21 wenigstens eine plattenförmige Sonotrode 22 und wenigstens eine stabförmige Sonotrode 23 verwendet .

[ 0056 ] Die beispielsgemäße Anordnung der Sonotroden 21 ergibt sich insbesondere aus Figur 4 . Wie es zu erkennen ist , werden beim Aus führungsbeispiel zwei Paare von plattenförmigen Sonotroden 22 verwendet . Die beiden plattenförmigen Sonotroden 22 desselben Paares liegen sich auf entgegengesetzten Seiten des Werkstücks 11 gegenüber . In Bezug auf das Werkstückkoordinatensystem liegen sich die plattenförmigen Sonotroden 22 des einen Paares in Werkstückbreitenrichtung V und die plattenförmigen Sonotroden 22 des anderen Paares in Werkstücktiefenrichtung W gegenüber . Die plattenförmigen Sonotroden 22 sind außerhalb der Außenkontur des Werkstücks 11 mit Abstand zum Werkstück 11 angeordnet .

[ 0057 ] Beispielsgemäß ist zusätzlich zu der wenigstens einen plattenförmigen Sonotrode 22 eine stabförmige Sonotrode 23 vorhanden, die durch eine Öf fnung 14 und beispielsgemäß die untere Öf fnung 14 in den Innenraum 13 des Werkstücks 11 hineinragt ( Figuren 1 und 4 ) . Dadurch kann die Flüssigkeit des Ultraschallbades 20 , die sich im Innenraum 13 befindet , deutlich besser in Ultraschallschwingung versetzt werden .

[ 0058 ] Bei anderen Aus führungsbeispielen kann die Anzahl und die geometrische Form der verwendeten Sonotroden 21 ab- weichend vom dargestellten bevorzugten Aus führungsbeispiel gewählt werden . Falls erforderlich können weitere stabförmige Sonotroden 23 in Bohrungen, Kanäle oder durch andere Öf fnungen in das Werkstück 11 eingrei fen . Dadurch, dass die stabförmige Sonotrode 23 beim Aus führungsbeispiel von unten durch die untere Öf fnung 14 in den Innenraum 13 des Werkstücks 11 hineinragt , kann das Werkstück 11 in der zweiten Ausrichtung A2 sehr einfach von oben über die stabförmige Sonotrode 23 in das Ultraschallbad 20 eingetaucht werden .

[ 0059 ] Beispielsweise kann die Dauer der Ultraschallreinigung des Werkstücks 11 ( Zeitdauer, während der die Sonotroden 21 zur Erzeugung von Ultraschallwellen betrieben werden) mindestens 40-50 Sekunden betragen .

[ 0060 ] Im Anschluss an die Ultraschallreinigung ( zweiter Schritt S2 ) wird das Werkstück 11 unter Verwendung wenigstens eines Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 einer Hochdruck- Fluidbearbeitung unterzogen ( dritter Schritt S3 ) . Das Fluidbearbeitungswerkzeug 25 ist dazu eingerichtet , wenigstens einen zum Abtragen von anhaftenden Partikeln und/oder zum Entfernen von Spänen und/oder Graten eingerichteten kompakten Fluidstrahl J zu erzeugen . Der wenigstens eine Fluidstrahl J besteht nicht aus unzusammenhängenden Wassertröpfchen, sondern ist kompakt und zusammenhängend . Der wenigstens eine Fluidstrahl J hat eine ausreichend große Energie , dass festanhaftender Schmutz und/oder Späne und/oder Grate vom Werkstück 11 entfernt werden können . Beispielsweise kann das Fluid im Fluidbearbeitungswerkzeug 25 unter Hochdruck von mindestens 50 bar und vorzugsweise mindestens 100- 150 bar oder weiter vorzugsweise mindestens 300 bar und beispielsgemäß etwa 500 bar gesetzt werden und über eine

Mündung oder Düse zur Strahlbildung auf das Werkstück 11 ausgestoßen werden .

[ 0061 ] Als Fluid für die Hochdruck-Fluidbearbeitung im dritten Schritt S3 wird ein wasserbasiertes Reinigungs fluid (Reinigungs flüssigkeit ) verwendet .

[ 0062 ] Die Hochdruck-Fluidbearbeitung im dritten Schritt S3 erfolgt beispielsgemäß in zwei zeitlichen Phasen : einer ersten Fluidbearbeitungsphase S31 und einer zweiten Fluidbearbeitungsphase S32 . In beiden Fluidbearbeitungsphasen S31 , S32 kann das Werkstück 11 mit wenigstens einem Fluidbearbeitungswerkzeug 25 bearbeitet werden . Vorzugsweise stehen für eine oder j ede Fluidbearbeitungsphase S31 , S32 j eweils mehrere unterschiedliche Fluidbearbeitungswerkzeuge 25 zur Verfügung, die zeitlich nacheinander oder gleichzeitig eingesetzt werden können .

[ 0063 ] Beim Aus führungsbeispiel ist das wenigstens eine Fluidbearbeitungswerkzeug 25 in mehreren linearen und/oder rotatorischen Freiheitsgraden relativ zum Werkstück 11 bewegbar . Vorzugsweise kann j edes Fluidbearbeitungswerkzeug 25 in drei linearen Freiheitsgraden relativ zum Werkstück 11 bewegt werden . Zusätzlich oder alternativ kann das Werkstück 11 in wenigstens einem linearen und/oder wenigstens einem rotatorischen Freiheitsgrad relativ zu den wenigstens einen Fluidbearbeitungswerkzeug 25 bewegt werden . Bei dem hier beschriebenen Aus führungsbeispiel kann das Werkstück 11 während der Fluidbearbeitung auf einem Drehteller 26 o- der einer anderen geeigneten drehbaren Halteeinrichtung um eine Drehachse D gedreht werden, die beispielsweise vertikal oder hori zontal ausgerichtet sein kann . Wie es in Figur 3 veranschaulicht ist , erstreckt sich die Drehachse D des Drehtellers 26 beim Aus führungsbeispiel beispielsgemäß im Wesentlichen vertikal .

[ 0064 ] Wie es schematisch in Figur 1 zu erkennen ist , ist das Werkstück 11 in der ersten Fluidbearbeitungsphase S31 in der ersten Ausrichtung Al ausgerichtet und während der zweiten Fluidbearbeitungsphase S32 in der zweiten Ausrichtung A2 ausgerichtet . Analog zu der Anordnung im Ultraschallbad 20 befindet sich in der zweiten Ausrichtung A2 eine Öf fnung 14 , die einen Zugang zum Innenraum 13 bereitstellt , vertikal unten am Werkstück 11 und insbesondere unterhalb des Innenraums 13 . Durch diese untere Öf fnung 14 kann während der zweiten Fluidbearbeitungsphase S32 ein Innenspülwerkzeug 27 in den Innenraum 13 hineinragen, wie es schematisch in den Figuren 1 und 3 veranschaulicht ist . Uber das Innenspülwerkzeug 27 kann eine Spül flüssigkeit F2 in den Innenraum 13 eingebracht werden . Durch diese Strömung der Spül flüssigkeit F2 im Innenraum 13 kann dem Eindringen von abgetragenen Schmutzpartikeln oder Materialpartikeln des Werkstücks 11 entgegengewirkt werden, die bei der Bearbeitung mit dem wenigstens einen Fluidbearbeitungswerkzeug 25 abgelöst werden . Sollten dennoch Partikel in den Innenraum 13 eindringen, werden diese durch die strömende Spül flüssigkeit F2 mitgenommen und das Anhaften am Werkstück 11 wird - zumindest weitgehend - vermieden . Zusätzlich oder alternativ kann anstelle des Innenspülwerkzeugs 27 auch ein Fluidbearbeitungswerkzeug 25 das Innere des Werkstücks 11 mit wenigstens einem kompakten Fluidstrahl J bearbeiten .

[ 0065 ] In Figur 3 ist außerdem stark schematisiert veranschaulicht , dass unterschiedlich ausgestaltete Fluidbearbeitungswerkzeuge 25 eingesetzt werden können . Beispielsweise kann ein erster Typ 30 eines Fluidbearbeitungswerk- zeugs 25 einen einzigen kompakten Fluidstrahl J erzeugen, der beispielsweise über eine stirnseitige Öf fnung ausgestoßen werden kann . Ein zweiter Typ 31 eines Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 kann mehrere im Wesentlichen parallel ausgerichtete Fluidstrahlen J erzeugen . Die Fluidstrahlen J können in einer Ebene rechtwinklig zu ihrer Ausstoßrichtung aus Austrittsöf fnungen ausgestoßen werden, die entlang einer Linie oder verteilt in einer zweidimensionalen Fläche angeordnet sind . Der zweite Typ 31 des Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 kann optional zusätzlich um eine Achse gedreht werden, die parallel zur Ausstoßrichtung der Fluidstrahlen J ausgerichtet ist . Bei einem dritten Typ 32 des Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 können eine Viel zahl von Fluidstrahlen J schräg oder rechtwinklig zu einer Längsachse des Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 ausgestoßen werden . Die ausgestoßenen Fluidstrahlen können in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet sein oder alternativ in Umfangsrichtung um die Längsachse des Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 verteilt ausgestoßen werden . Der dritte Typ 32 des Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 kann optional zusätzlich um die Längsachse des Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 gedreht werden . Zusätzlich zu den beschriebenen Typen 30 , 31 , 32 des Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 können auch weitere Typen oder Arten von Fluidbearbeitungswerkzeugen 25 eingesetzt werden .

[ 0066 ] Im Anschluss an die Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks 11 in zumindest einer der Fluidbearbeitungsphasen S31 , S32 mittels des wenigstens einen Fluidbearbeitungswerkzeugs 25 kann das Werkstück 11 optional mit einer Spül flüssigkeit F2 abgespült werden . Die Fluidbearbeitungsdauer kann in j eder Phase S31 , S32 etwa 50- 60 Sekunden betragen . Die Spüldauer kann beispielsweise 30-40 Sekunden betragen . Im Anschluss an das Spülen kann das Werkstück 11 in beiden Fluidbearbeitungsphasen S31 , S32 optional mittels des Drehtellers 26 geschleudert werden .

[ 0067 ] Im Anschluss an die Hochdruck-Fluidbearbeitung im dritten Schritt S3 wird das Werkstück 11 beim beschriebenen Aus führungsbeispiel des Verfahrens in einem vierten Schritt S4 getrocknet , beispielsweise mittels Vakuumtrocknung . Dabei kann das Werkstück 11 wie dargestellt die erste Ausrichtung Al oder alternativ die zweite Ausrichtung A2 einnehmen .

[ 0068 ] In Figur 5 ist ein Aus führungsbeispiel einer Reinigungsanlage 40 veranschaulicht , die zur Aus führung einer oder mehrerer Aus führungsbeispiele des vorstehend beschriebenen Verfahrens 10 eingerichtet ist . Die Reinigungsanlage 40 hat eine optionale Vorreinigungsstation 41 zur Vorreinigung, eine Vorkonditionierungsstation 42 zur Ultraschallreinigung, eine Hochdruck-Fluidbearbeitungsstation 43 zur Hochdruck-Fluidbearbeitung und eine optionale Trocknungsstation 44 zur Trocknung des Werkstücks 11 .

[ 0069 ] Die Fluidbearbeitungsstation 43 hat beispielsgemäß j eweils zwei voneinander getrennte Arbeitskammern 45 , wobei in j eder Arbeitskammer 45 ein Werkstück 11 bearbeitet bzw . gereinigt werden kann . Auf diese Weise können die beiden Fluidbearbeitungsphasen S31 , S32 zeitgleich der j eweiligen Station 41 , 43 ausgeführt werden . Das Werkstück 11 kann mittels einer Werkstückwechseleinrichtung zwischen den Arbeitskammern 45 transportiert werden, beispielsweise mittels eines Drehtisches , der um eine sich parallel zu oder entlang einer Trennwand zwischen den Arbeitskammern 45 erstreckenden Drehtischachse gedreht werden kann . Die Trennwand zwischen den Arbeitskammern 45 kann dabei gemeinsam mit dem Drehtisch drehbar um die Drehtischachse angeordnet sein .

[0070] Zum Transport und/oder zur Handhabung der Werkstücke 11 innerhalb der Reinigungsanlage 40 kann eine Transfereinrichtung 46 vorhanden sein, beispielsweise eine Manipulatoranordnung, Greiferanordnung, Roboteranordnung oder dergleichen. Bei dem in Figur 5 schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Transfereinrichtung 46 eine Portalgreiferanordnung, die eine Portalschiene 47 aufweist, entlang der wenigstens eine Greifereinheit 48 und beispielsgemäß wenigstens zwei Greifereinheiten 48a, 48b bewegbar angeordnet sind. Mittels der wenigstens einen Greifereinheit 48 können die Werkstücke 11 innerhalb der Reinigungsanlage 40 transportiert und beispielsgemäß auch in den unterschiedlichen Ausrichtungen Al, A2 ausgerichtet werden. Die wenigstens eine Greifereinheit 48 dient zum Beladen und Entladen der Stationen 41-44. Die wenigstens eine Greifereinheit 48 kann mehrere translatorische und/oder rotatorische Greiferachsen aufweisen, um das Werkstück 11 zu greifen, auszurichten und in der gewünschten Lage in einer Station 41, 42, 43, 44 anzuordnen.

[0071] Wie es in Figur 5 veranschaulicht ist, dient eine erste Greifereinheit 48a zum Beladen der Vorreinigungsstation 41, der Vorkonditionierungsstation 42 und der Fluidbearbeitungsstation 43. Die erste Greifereinheit 48a ist außerdem zum Entladen der Vorreinigungsstation 41 und der Vorkonditionierungsstation 42 eingerichtet. Die erste Greifereinheit 48a bewegt sich in einem ersten Abschnitt 47a der Portalschiene 47.

[0072] Eine zweite Greifereinheit 48b bewegt sich in ei- nem zweiten Abschnitt 47b der Portalschiene 47 und ist zum Entladen der Fluidbearbeitungsstation 43 sowie zum Beladen und Entladen der Trocknungsstation 44 eingerichtet . Diese zweite Grei fereinheit 48 grei ft und trägt nur Werkstücke 11 , die bereits vollständig bearbeitet und gereinigt sind . Dadurch wird vermieden, dass das Werkstück 11 durch eine verschmutzte Grei fereinheit wieder kontaminiert werden kann .

[ 0073 ] In Abwandlung zum dargestellten Aus führungsbeispiel können auch mehr als zwei Grei fereinheiten 48 vorhanden sein, wobei insbesondere dem ersten Abschnitt 47a der Portalschiene 47 auch zwei Grei fereinheiten 48 zugeordnet werden können, wie es schematisch in Figur 5 veranschaulicht ist .

[ 0074 ] An einer Beladestation 49 werden ein oder mehrere Werkstücke 11 bereitgestellt . Die Trans fereinrichtung 46 kann dort ein Werkstück 11 aufnehmen und in der ersten Station anordnen, die beim Aus führungsbeispiel die Vorreinigungsstation 41 ist . Die Trans fereinrichtung 46 transportiert die Werkstücke 11 dann schrittweise von einer Station zur nächsten, so dass das vorstehend beschriebene Verfahren in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt wird . Das fertig bearbeitete bzw . gereinigte Werkstück 11 wird mittels der Trans fereinrichtung 46 aus der Trocknungsstation 44 entnommen und an einer Entladestation 50 abgelegt .

[ 0075 ] Das erfindungsgemäße Verfahren 10 und die erfindungsgemäße Reinigungsanlage 40 sind dazu eingerichtet , ein Werkstück 11 mit einem Fluid zu bearbeiten und mechanisch und/oder fluidisch zu reinigen . Das Werkstück 11 wird in einem Ultraschallbad 20 ultraschallgereinigt und dadurch für die nachfolgende Hochdruck-Fluidbearbeitung (Hochdruckreinigen) vorkonditioniert . Zur Hochdruck-Fluidbearbeitung des Werkstücks 11 stößt ein Fluidbearbeitungswerkzeug 25 wenigstens einen kompakten und energiereichen Fluidstrahl J, vorzugsweise einen Flüssigkeitsstrahl , auf das Werkstück 11 aus und entfernt dadurch anhaftende Schmutzpartikel und/oder Grate und/oder Späne vom Werkstück 11 . Diese Reihenfolge ermöglicht eine sehr gute Reinigung mit geringen Restschmutzanteilen am Werkstück 11 bei gleichzeitig kurzer Gesamtreinigungsdauer .

Bezugs Zeichenliste :

10 Verfahren

11 Werkstück

12 Statorgehäuse

13 Innenraum

14 Öf fnung

20 Ultraschallbad

21 Sonotrode

22 plattenförmige Sonotrode

23 stabförmige Sonotrode

25 Fluidbearbeitungswerkzeug

26 Drehteller

27 Innenspülwerkzeug

30 erster Typ des Fluidbearbeitungswerkzeugs

31 zweiter Typ des Fluidbearbeitungswerkzeugs

32 dritter Typ des Fluidbearbeitungswerkzeugs

40 Reinigungsanlage

41 Vorreinigungsstation

42 Vorkonditionierungsstation

43 Fluidbearbeitungsstation

44 Trocknungsstation

45 Arbeitskammer

46 Trans fereinrichtung

47 Portalschiene

47a erster Abschnitt der Portalschiene

47b zweiter Abschnitt der Portalschiene

48 Grei fereinheit 48a erste Grei fereinheit

48b zweite Grei fereinheit

49 Beladestation

50 Entladestation

Al erste Ausrichtung

A2 zweite Ausrichtung

B Breite des Werkstücks

D Drehachse

Fl Reinigungs flüssigkeit

F2 Spül flüssigkeit

J Fluidstrahl

L Länge des Werkstücks

51 erster Schritt

52 zweiter Schritt

53 dritter Schritt

531 erste Fluidbearbeitungsphase

532 zweite Fluidbearbeitungsphase

54 vierter Schritt

T Tiefe des Werkstücks

U Werkstücklängsrichtung

V Werkstückbreitenrichtung

W Werkstücktiefenrichtung

X X-Richtung im Anlagenkoordinatensystem

Y Y-Richtung im Anlagenkoordinatensystem

Z Z-Richtung im Anlagenkoordinatensystem