DE102012024266A1

DE102012024266A1 - Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von an Bauteilen oder Modellen anhaftendem Pulver

Info

Publication number: DE102012024266A1
Application number: DE201210024266
Authority: DE
Inventors: Andreas Hartmann
Original assignee: Voxeljet AG
Current assignee: Voxeljet AG
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-12
Also published as: EP2931440A1; WO2014090207A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung (100) zum Entfernen von an Bauteilen (14) anhaftendem Pulver, welche im Schichtbauverfahren aus verfestigtem Pulver hergestellt worden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sie sie folgendes beinhaltet: a) Ein Gehäuse (10), b) eine in dem Gehäuse (10) angeordnete Zellenradschleuse (25), welche ein relativ zum Gehäuse (10) rotierbares Zellenrad (5) beinhaltet, c) wenigstens eine mit dem Zellenrad (5) rotierbare, Zellen (18) der Zellenradschleuse (25) begrenzende und Sieböffnungen aufweisende Siebfläche (7, 8), d) Mittel (9) zum Rotieren des Zellenrads (5) der Zellenradschleuse (25) zusammen mit der Siebfläche (7, 8) in verschiedene Drehpositionen relativ zum Gehäuse (10), durch welche Zellen (18) des Zellenrads (5) d1) gemäß einer Drehposition (A) sowohl mit einer als bauteilführende Öffnung im Gehäuse (10) ausgebildeten Bauteil-Einführöffnung (1) als auch mit einer ersten, als pulverführende Öffnung im Gehäuse (10) ausgebildeten Pulver-Abführöffnung (3), und d2) gemäß einer weiteren Drehposition (C) mit einer weiteren, als bauteilführende Öffnung im Gehäuse (10) ausgebildeten Bauteil-Ausführöffnung (2) zum Ausführen des von anhaftendem Pulver gereinigten Bauteils (14) aus dem Gehäuse (10) in Verbindung bringbar ist, und e) Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms, durch welche in der einen Drehposition (A) des Zellenrads (5) wenigstens ein mit Pulver behaftetes Bauteil (14) durch die Bauteil-Einführöffnung (1) hindurch in eine Zelle (18) der Zellenradschleuse (25) eingebracht und wenigstens ein Teil des an dem Bauteil (14) anhaftenden Pulvers von dem Bauteil (14) entfernt und durch die Sieböffnungen der Siebfläche (7, 8) hindurch in die erste Pulver-Abführöffnung (3) transportierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von an Bauteilen oder Modellen anhaftendem Pulver, welche im Schichtbauverfahren aus verfestigtem Pulver hergestellt worden sind.
Durch Schichtbauverfahren können dreidimensionale Gegenstände, Bauteile oder Modelle mit Hilfe von Computerdaten hergestellt werden, in dem wiederholt dünne Schichten aus losem Pulvermaterial auf ein Pulverbett aufgetragen werden und jede einzelne Schicht selektiv zu einem Bauteilquerschnitt verfestigt wird. Die einzelnen Pulverschichten können sowohl vertikal auf horizontalen Plattformen ( US 2008/0001331 ) oder in einem bestimmten Winkel, der kleiner als der spezifische Schüttwinkel ist, auf horizontal bewegten Schüttungen ( WO 2011 127 897 A2 ) aufgebracht werden. Der Bindungsmechanismus kann beispielsweise chemisch erfolgen, indem mit Drucktechnologie feinste Tröpfchen aus Kleber zielgenau auf festgelegte Bereiche der Pulverschichten aufgebracht werden ( DE69333169T2 ). Außerdem besteht die Möglichkeit, loses Pulver selektiv mit energiereicher Strahlung zu verschmelzen bzw. zu versintern ( DE4400523C2 ).
In den meist verbreiteten Verfahren erfolgt der Bauprozess in einem Baubehälter mit einer vertikal verschiebbaren Bauplattform als Boden ( US6375874B1 ). Hierbei wird zu Beginn des Bauvorgangs die Bauplattform in die höchstmögliche Position gebracht und dort eine erste Schicht aus losem Partikelmaterial aufgetragen. Nach der selektiven Verfestigung dieser Schicht zu einem Bauteilquerschnitt wird die Bauplattform um eine Schichtstärke abgesenkt. Anschließend wird erneut eine Schicht aus losem Partikelmaterial aufgetragen und wiederum selektiv zu einem Bauteilquerschnitt verfestigt. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis das gewünschte dreidimensionale Bauteil oder der Modellkörper vollständig erstellt ist.
Während des Bauvorgangs füllt sich der Baubehälter zunehmend mit Pulvermaterial. Ein Teil des losen Pulvers wird durch die Verfestigungsvorgänge zum gewünschten Bauteil oder Modell gebunden, während das restliche ungebundene und nicht verfestigte Partikelmaterial oder Pulver das Bauteil oder Modell gegen Absinken und Verzug stützt.
Nach Beendigung des Schichtaufbaus muss an dem aus verfestigten Partikeln oder Pulver bestehende Bauteil oder Modell von nicht verfestigten, aber an dem Bauteil oder Modell anhaftenden Partikeln oder Pulver befreit werden. Dieser Vorgang wird als Entpacken des Bauteils oder Modells bezeichnet. Ziel dabei ist, das vom Bauteil oder Modell entfernte, nicht gebundene Pulver wieder für einen Bauprozess zu verwenden bzw. aufzubereiten.
Zum Entfernen des nicht verfestigten, aber an dem Bauteil oder Modell anhaftenden Pulvers kann beispielsweise ein konventioneller Staubsauger zum manuellen Absaugen verwendet werden. Wenn das Entpacken des Bauteils oder Modells manuell erfolgt, entstehen hohe Zeitverluste und Kosten, was unergonomisch ist. Zudem kann das unverfestigte Pulver die Gesundheit der Arbeitskräfte beispielsweise durch unerwünschtes Einatmen beeinträchtigen.
Deshalb ist es wünschenswert, das Entpacken zu automatisieren. Aus der gattungsbildenden DE 10 2011 002 954 A1 ist eine Vorrichtung zum Reinigen von Bauteilen, welche im Lasersinterverfahren hergestellt wurden, bekannt. Die Vorrichtung beinhaltet eine um ihre axiale Achse rotierbare Filtereinrichtung mit einer Ummantelung, in der eine Mehrzahl von Öffnungen angeordnet ist. Die von ungebundenem Pulver zu befreienden Bauteile werden mittels einer mechanischen Zuführeinrichtung in einen Innenbereich der Filtereinrichtung eingebracht, wobei die Filtereinrichtung dann um ihre axiale Achse rotiert wird, damit sich aufgrund der dann in der Filtereinrichtung sich aneinander reibenden Bauteilen bzw. aufgrund von Fliehkräften das ungebundene Pulver von den Bauteil löst und durch die Öffnungen hindurch einer Auffangeinrichtung zugeführt werden kann. Aufgrund der ungerichteten Bewegungen der Bauteile, insbesondere durch wiederholtes Anprallen an deren Ummantelung im Laufe der Rotation der Filtereinrichtung kann es jedoch zu Beschädigungen an den Bauteilen kommen, welche zu vermeiden sind.
Aufgabe
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiter zu bilden, dass die für die Reinigung von ungebundenem Pulver vorgesehenen Bauteile oder Modelle möglichst schonend und beschädigungslos gereinigt werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass eine Zelle einer Zellenradschleuse im Laufe ihrer Rotation mit unterschiedlichen stationären bauteil- bzw. pulverführenden Öffnungen eines Gehäuses in Verbindung bzw. außer Verbindung gerät, um durch in diesen Öffnungen anstehende Saug- oder Druckluftströme Bauteile in die Zelle hinein, Pulverpartikel aus der Zelle heraus und optional auch das Bauteil selbst aus der Zelle heraus zu befördern. Die einzelnen Prozessschritte erfolgen daher abhängig von einer Überdeckung einer Zelle des Zellenrads mit diesen Öffnungen im Gehäuse.
Gemäß der Erfindung beinhaltet die Reinigungsvorrichtung folgendes:

a) Ein Gehäuse,
b) eine in dem Gehäuse angeordnete Zellenradschleuse, welche ein relativ zum Gehäuse rotierbares Zellenrad beinhaltet,
c) wenigstens eine mit. dem Zellenrad rotierbare, Zellen der Zellenradschleuse begrenzende und Sieböffnungen aufweisende Siebfläche,
d) Mittel zum Rotieren des Zellenrads der Zellenradschleuse zusammen mit der Siebfläche in verschiedene Drehpositionen relativ zum Gehäuse, durch welche Zellen des Zellenrads d1) gemäß einer Drehposition sowohl mit einer als bauteilführende Öffnung im Gehäuse ausgebildeten Bauteil-Einführöffnung als auch mit einer ersten, als pulverführende Öffnung im Gehäuse ausgebildeten Pulver-Abführöffnung (3), und d2) gemäß einer weiteren Drehposition mit einer weiteren, als bauteilführende Öffnung im Gehäuse ausgebildeten Bauteil-Ausführöffnung zum Ausführen des von anhaftendem Pulver gereinigten Bauteils aus dem Gehäuse in Verbindung bringbar ist, und
e) Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms, durch welche in der einen Drehposition des Zellenrads wenigstens ein mit Pulver behaftetes Bauteil durch die Bauteil-Einführöffnung hindurch in eine Zelle der Zellenradschleuse eingebracht und wenigstens ein Teil des an dem Bauteil anhaftenden Pulvers von dem Bauteil entfernt und durch die Sieböffnungen der Siebfläche hindurch in die erste Pulver-Abführöffnung transportierbar ist.

Mit anderen Worten wird in der einen Drehposition des Zellenrads wenigstens ein Bauteil mittels eines Saug- oder Druckluftstroms der Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms durch die Bauteil-Einführöffnung in eine Zelle des Zellenrads eingebracht und gegen die Siebfläche gedrängt und gleichzeitig wenigstens ein Teil des an dem wenigstens einen Bauteil anhaftenden Pulvers von dem wenigstens einen Bauteil entfernt und durch die Sieböffnungen der Siebfläche hindurch in die erste Pulver-Abführöffnung abtransportiert.
Das durch den Saug- oder Druckluftstrom an die Siebfläche gedrängte Bauteil ist daher an der Siebfläche fixiert und dreht mit dieser bzw. dem Zellenrad mit, wodurch Relativbewegungen zwischen dem wenigstens einen Bauteil und dem Zellenrad bzw. der Siebfläche vermieden werden und die Gefahr von Beschädigungen des Bauteils sinkt.
Vorzugsweise ein- und derselbe Saug- oder Druckluftstrom sorgt daher für den Transport des wenigstens einen Bauteils in die Zelle und für ein Abblasen von ungebundenem Pulver oder Partikelmaterial von dem wenigstens einen Bauteil sowie für dessen Transport durch die Siebfläche hindurch in die erste Pulver-Abführöffnung im Gehäuse.
Eine Luftstromquelle ist daher so ausgelegt bzw. ausgebildet, dass der von ihr erzeugte Saug- oder Druckluftstrom Strömungskräfte aufzubringen vermag, welche wenigstens ein Bauteil durch die Bauteil-Einführöffnung in die Zelle verbringen, gegen eine die Zelle begrenzende Siebfläche drängen sowie wenigstens einen Teil des anhaftenden Pulver abreinigen können.
Durch diese Multifunktionalität des Saug- oder Druckluftstroms kann die Reinigungsvorrichtung mit geringem Energieaufwand betrieben werden. Die erste Pulver-Abführöffnung kann insbesondere mit einem Pulversammelbehälter in Verbindung stehen, in welchem das von den Bauteilen gelöste Pulver zur Wiederverwertung gesammelt wird.
Bevorzugt wird ein Saugluftstrom verwendet, welcher in der ersten Pulver-Abführöffnung ansteht, beispielsweise durch eine dort angeschlossene Saugpumpe. Da die erste Pulver-Abführöffnung in der einen Drehposition über. die wenigstens eine Siebfläche mit der Bauteil-Einführöffnung in Verbindung steht, steht der Saugluftstrom ebenfalls in der Bauteil-Einführöffnung an und kann daher im Bereich der Bauteil-Einführöffnung befindliche Bauteile in die Zelle des Zellenrads einsaugen. Ein solcher Saugluftstrom übt daher durch ein Druckgefälle saugende Kräfte auf das wenigstens eine Bauteil bzw. auf die Pulverpartikel aus. Ein alternativ verwendeter Druckluftstrom würde aufgrund eines umgekehrten Druckgefälles Druckkräfte auf das Bauteil bzw. die Pulverpartikel ausüben. Dem Fachmann ist bekannt, wie er solche Druckgefälle an den Öffnungen im Gehäuse erzeugen kann.
Nach einer Drehung des Zellenrads der Zellenradschleuse und damit der das wenigstens eine gereinigte Bauteil aufnehmenden Zelle in die weitere Drehposition gelangt diese Zelle außer Verbindung mit der ersten Pulver-Abführöffnung und in Verbindung mit der Bauteil-Ausführöffnung zum Ausführen des wenigstens einen Bauteils aus dem Gehäuse. Die dafür notwendigen Kräfte können entweder wiederum vorzugsweise von ein- und demselben Saug- oder Druckluftstrom der Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms oder von der Schwerkraft des wenigstens einen Bauteils selbst oder durch eine Kombination von beidem herrühren.
Gemäß der Erfindung wird daher wenigstens ein Bauteil mit an ihm anhaftenden Partikeln bzw. Pulver aus dem Baufeld in die Zelle beispielsweise angesaugt und dort von ungebundenem Pulver getrennt. Das vom Bauteil losgelöste Pulver verbleibt im Saugluft- bzw. Druckluftstrom und kann über die erste Pulver-Abführöffnung einer Wiederaufbereitungseinrichtung wie beispielsweise Sieben oder Zumischstationen oder direkt einem weiteren Bauprozess zugeführt werden.
Die vorliegende Erfindung arbeitet daher nach einem Verfahren, bei dem eine das wenigstens eine Bauteil aufnehmende Zelle im Laufe einer vorzugsweise kontinuierlichen Drehung des Zellenrads mit unterschiedlichen Öffnungen im Gehäuse in Verbindung bzw. außer Verbindung gerät, um das wenigstens eine Bauteil durch bevorzugt in den Öffnungen selbst anstehende Saug- oder Druckluftströme in die Zelle zu transportieren, es zu reinigen und optional auch aus der Zelle des Zellenrads auch wieder heraus zu befördern.
Um die Saug- oder Druckluftströme nicht bzw. nur kurz zu unterbrechen, findet das beschriebene Verfahren vorzugsweise in mehreren Zellen der Zellenradschleuse parallel statt, die dann durch die Rotation des Zellenrads hintereinander mit den beschriebenen Öffnungen in und außer Verbindung gebracht werden.
Durch die Unteransprüche werden vorteilhafte Weiterbildungen der in Patentanspruch 1 beanspruchten Erfindung beschrieben.
Besonders bevorzugt erfolgt in der einen Drehposition das Einführen des wenigstens einen Bauteils durch die Bauteil-Einführöffnung in die Zelle, das Entfernen wenigstens eines Teil des an dem wenigstens einen Bauteil anhaftenden Pulvers von dem wenigstens einen Bauteil und der Transport des entfernten Pulvers durch die Sieböffnungen der Siebfläche hindurch in die erste Pulver-Abführöffnung durch ein- und denselben Saug- oder Druckluftstrom. Dies ermöglicht eine hohe Ergonomie des Reinigungsprozesses.
Gemäß einer Weiterbildung ist in der weiteren Drehposition das von anhaftendem Pulver gereinigte, wenigstens eine Bauteil aus dem Gehäuse mittels seiner Schwerkraft und/oder mittels eines Saug- oder Druckluftstroms der Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms entfernbar.
Bevorzugt sind die Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms derart ausgebildet, dass wenigstens ein Saugluftstrom angewendet wird, welcher eine saugende Wirkung auf das wenigstens eine, in der Zelle aufgenommene Bauteil ausübt und dass der wenigstens eine Saugluftstrom in der einen Drehposition bevorzugt über die erste Pulver-Abführöffnung von der von dem wenigstens einen Bauteil abgewandten Seite der Siebfläche und in der weiteren Drehposition bevorzugt über die Bauteil-Ausführöffnung von der dem wenigstens einen Bauteil zugewandten Seite der Siebfläche her auf das wenigstens eine Bauteil einwirkt.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Maßnahme ist in der weiteren Drehposition eine das wenigstens eine Bauteil aufnehmende Zelle von der Bauteil-Einführöffnung separiert.
Die Mittel zum Erzeugen des wenigstens einen Saug- oder Druckluftstroms sind bevorzugt derart ausgebildet, dass der wenigstens eine Saug- oder Druckluftstrom über die bauteilführenden oder pulverführenden Öffnungen im Gehäuse in eine das wenigstens eine Bauteil aufnehmende Zelle einbringbar ist. Mit anderen Worten wirken die Saug- oder Druckkräfte bevorzugt ausschließlich über die bauteilführenden oder pulverführenden Öffnungen im Gehäuse, ohne dass eigene Öffnungen vorgesehen werden müssten, welche lediglich einen Saug- oder Druckluftstrom in die Zelle einbringen, ohne dass gleichzeitig wenigstens ein Bauteil und/oder Pulver mit transportiert wird.
Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Weiterbildung ist eine das wenigstens eine Bauteil aufnehmende Zelle des Zellenrads durch die Mittel zum Rotieren des Zellenrads in eine zwischen der einen und der weiteren Drehposition angeordnete Drehposition und in Verbindung mit einer als pulverführende Öffnung ausgebildeten zweiten Pulver-Abführöffnung des Gehäuses bringbar, und in der zwischen der einen und der weiteren Drehposition angeordneten Drehposition durch die Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms ein eventuell an dem Bauteil noch anhaftender Rest des Pulvers von dem Bauteil entfernt und durch die Siebfläche hindurch in die zweite Pulver-Abführöffnung transportierbar.
Nach Drehung des Zellenrads der Zellenradschleuse und damit einer das größtenteils gereinigte Bauteil aufnehmenden Zelle in die zwischen der einen und der weiteren Drehposition angeordnete Drehposition gelangt diese Zelle außer Verbindung mit der Bauteil-Einführöffnung sowie mit der ersten Pulver-Abführöffnung im Gehäuse aber in Verbindung mit der zweiten Pulver-Abführöffnung. Dann sorgt beispielsweise wiederum ein Saugluftstrom der Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms für ein Abblasen eines eventuell noch vorhandenen Rests an ungebundenem Pulver von dem Bauteil und den Abtransport über die zweite Pulver-Abführöffnung in den Pulversammelbehälter. Damit wird das bereits in der einen Drehposition erfolgte Abblasen von Pulver von dem wenigstens einen Bauteil wiederholt, was eine besonders gründliche Reinigung mit sich bringt. Dieser Schritt ist daher besonders bei mit ungebundenem Pulver stark verunreinigten Bauteilen vorteilhaft.
Dabei ist in der zwischen der einen und der weiteren Drehposition angeordneten Drehposition eine das wenigstens eine Bauteil aufnehmende Zelle von der Bauteil-Einführöffnung und von der ersten Pulver-Abführöffnung separiert.
Gemäß einer weiteren Fortbildung können die bauteilführenden und/oder die pulverführenden Öffnungen im Gehäuse jeweils koaxial oder radial in Bezug zur Rotationsachse der Zellenradschleuse angeordnet sein. Besonders die Mittelachse der Bauteil-Ausführöffnung ist bevorzugt vertikal angeordnet oder weist zumindest eine vertikale Komponente auf, damit die Schwerkraft den Abtransport von Bauteilen aus der Zelle alleine durchführen bzw. unterstützen kann.
Besonders bevorzugt treiben die Mittel zum Rotieren des Zellenrads der Zellenschleuse das Zellenrad permanent rotatorisch an. Hierzu kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, welche die Mittel zum Rotieren des Zellenrads der Zellenschleuse kontinuierlich aktiviert. Dadurch entsteht ein kontinuierlicher Prozess, durch welchen eine hohe Anzahl von Bauteilen ökonomisch entpackt werden können.
Je nach Ausführung kann die Siebfläche senkrecht zu einer Rotationsachse der Zellenradschleuse sein oder durch eine wenigstens teilzylindrische Siebfläche gebildet werden, deren Mittelachse koaxial zur Rotationsachse der Zellenradschleuse angeordnet ist.
Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Maßnahme können in Strömungsrichtung des Saug- oder Druckluftstroms gesehen mehrere Siebflächen seriell angeordnet sein, wobei zur Separierung von Bauteilen unterschiedlicher Größe und/oder zur Separierung von Pulverpartikeln unterschiedlicher Größe der Sieblochdurchmesser in der Durchströmungsreihenfolge der Siebflächen abnimmt und die in der Durchströmungsreihenfolge der Siebflächen letzte Siebfläche zwar pulverdurchgängig, aber nicht bauteildurchgängig ist. Mit der Verwendung im Luftstrom seriell hintereinander angeordneter Siebflächen mit abnehmenden Sieblochdurchmessern können daher Bauteile sowie Pulverpartikel unterschiedlicher Größe. voneinander separiert und gegebenenfalls unterschiedlichen Sammelbehältern zugeführt werden.
Dabei können die mehreren Siebflächen Bauteile aufnehmende Zellen in mehrere Kammern unterteilen, wobei wenigstens eine dieser Kammern im Laufe der Drehung des Zellenrads mit wenigstens einer bauteil- und/oder pulverführenden Öffnung im Gehäuse in Verbindung bzw. außer Verbindung treten kann. Über die bauteil- und/oder pulverführenden Öffnungen können dann beispielsweise Bauteile und/oder Pulverpartikel unterschiedlicher Größe aus der Zelle heraus transportiert werden.
Damit der Prozess möglichst effizient funktioniert, sind Bauteile aufnehmende Zelle der Zellradschleuse derart ausgeführt, dass sie mit Ausnahme der drehpositionsabhängigen Verbindung zu bauteil- und/oder pulverführenden Öffnungen im Gehäuse ansonsten abgedichtet sind.
Insgesamt wird daher bevorzugt in der ersten Pulver-Abführöffnung ein aus der das wenigstens eine Bauteil aufnehmende Zelle gerichteter Saugluftstrom erzeugt, welcher dann auch in der Bauteil-Zuführöffnung wirkt, um das wenigstens eine Bauteil in die Zelle einzusaugen und es von mindestens einem Teil des ungebundenen Pulvers zu reinigen. Weiterhin wird in der zweiten Pulver-Abführöffnung ebenfalls ein aus der das wenigstens eine Bauteil aufnehmende Zelle gerichteter Saugluftstrom erzeugt, um Restpulver von dem wenigstens einen Bauteil zu lösen und abzutransportieren. Schließlich kann optional in der Bauteil-Ausführöffnung ebenfalls ein aus der das wenigstens eine Bauteil aufnehmende Zelle gerichteter Saugluftstrom erzeugt werden, um das wenigstens eine Bauteil aus der Zelle heraus zu befördern. Hierzu kann beispielsweise ein durch eine Sauglufteinrichtung erzeugter Saugluftstrom gleichzeitig an die erste Pulver-Abführöffnung, optional an die zweite Pulver-Abführöffnung sowie optional auch die die Bauteil-Ausführöffnung angeschlossen sein.
Weiterhin besteht die wenigstens eine Siebfläche mit den Sieböffnungen vorzugsweise aus flexiblem Material, um die Bauteile nicht zu beschädigen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigen
1 eine Übersichtsdarstellung des Reinigungsprozesses mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
2a bis 2e eine bevorzugte Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei
2a eine Ansicht der Reinigungsvorrichtung von unten ist,
2b eine Seitenansicht der Reinigungsvorrichtung ist,
2c eine Draufsicht der Reinigungsvorrichtung ist,
2d eine Schnittdarstellung der Reinigungsvorrichtung von 1b ist, wobei alle Anschlüsse, sowohl die an der Oberseite als auch Unterseite sowie die Drehrichtung des Zellrads gezeigt sind,
2e eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht der Reinigungsvorrichtung ist;
3a bis 3e eine weitere Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei
3a eine Ansicht der Reinigungsvorrichtung von unten ist,
3b eine Seitenansicht der Reinigungsvorrichtung ist,
3c eine Draufsicht der Reinigungsvorrichtung von oben ist,
3d eine Schnittdarstellung der Reinigungsvorrichtung von 2b ist, wobei alle Anschlüsse, sowohl die an der Oberseite als auch Unterseite sowie die Drehrichtung des Zellrads gezeigt sind,
3e eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht der Reinigungsvorrichtung ist;
4a bis 4e eine weitere Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei
4a eine Ansicht der Reinigungsvorrichtung von unten ist,
4b eine Seitenansicht der Reinigungsvorrichtung ist,
4c eine Draufsicht der Reinigungsvorrichtung von oben ist,
4d eine Schnittdarstellung der Reinigungsvorrichtung von 3b ist, wobei alle Anschlüsse, sowohl die an der Oberseite als auch Unterseite sowie die Drehrichtung des Zellrads gezeigt sind,
4e eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht der Reinigungsvorrichtung ist.
5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 ist eine Übersichtsdarstellung eines Reinigungsprozesses, bei welchem im Schichtbauverfahren aus verfestigtem Pulver hergestellte Bauteile 14 von anhaftenden, nicht verfestigten oder verbundenen Pulverpartikeln gereinigt werden, um sie zu „entpacken”. Diese Bauteile 14 befinden sich beispielsweise auf einer Bauplattform 15 eines Baubehälters 16, in welchem die Bauteile 15 auf die eingangs beschriebene Weise hergestellt worden sind.
Der Baubehälter 16 ist unmittelbar unterhalb einer Bauteil-Einführöffnung 1 einer Reinigungsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung angeordnet. Wie zu sehen, werden die Bauteile 14 über die Bauteil-Einführöffnung 1 in die Reinigungsvorrichtung 100 eingebracht, insbesondere aus dem Baubehälter 16 angesaugt. Zur Anpassung der Niveaulage der gerade in die Reinigungsvorrichtung 100 einzubringenden Bauteile 14 an die Niveaulage der Bauteil-Einführöffnung 1 kann die Bauplattform 15 beispielsweise angehoben werden. Alternativ hierzu kann aber auch die Reinigungsvorrichtung 100 gegenüber der Bauplattform 15 bzw. gegenüber dem Baubehälter 16 angehoben oder abgesenkt werden, insbesondere über ein Linearachssystem wie ein Portal. Die Reinigungsvorrichtung 100 wird dann entsprechend dem gerade in dem Baubehälter 16 vorliegenden Niveau an Bauteilen 14 vertikal nach unten bewegt, damit die Bauteil-Einführöffung 1 stets auf dem gerade obersten Niveau der Bauteile 14 liegt.
Nach der Reinigung in der Reinigungsvorrichtung 100 gelangen die entpackten Bauteile 14 über eine Bauteil-Abführöffnung 2 der Reinigungsvorrichtung 100 beispielsweise auf eine Fördereinrichtung 17 zur weiteren Bearbeitung bzw. Lagerung.
In den Figuren stellt eine durchgehende Pfeillinie an der Bauteil-Einführöffnung 1 das Einführen von Bauteilen 14 mit anhaftenden Pulverpartikeln in die Reinigungsvorrichtung 100 und die gepunkteten Pfeillinien das Ausführen der entpackten, d. h. der von anhaftendem Pulver gereinigten Bauteile 14 dar. Die gestrichelten Pfeillinien symbolisieren das Ausführen von abgereinigten Pulverpartikeln aus der Reinigungsvorrichtung 100 über Pulver-Abführöffnungen 3, 4.
Die in 2a bis 2e gezeigte bevorzugte Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung beinhaltet ein relativ zu einem stationären Gehäuse 10 mit zylindrischer Wandung 6 rotierendes Zellrad 5 einer Zelleradschleuse 25. Das Zellenrad 5 weist beispielsweise fünf Zellen 18 auf, welche nach radial außen hin durch die Wandung 6 des Gehäuses, nach oben und unten hin durch eine Kopfplatte 19 und eine Bodenplatte 20 des Gehäuses 10 und in Umfangsrichtung jeweils durch Zellenflügel 21 begrenzt sind, wie insbesondere 2e zeigt. Um Dichtigkeit der Zellen 18 zu gewährleisten, gleiten die Zellenflügel 21 des Zellenrads 5 dicht an der Wandung 6 des Gehäuses 10 entlang. Die Drehrichtung des Zellenrads 5 ist in den Figuren durch einen gebogenen Pfeil symbolisiert.
Das Zellenrad 5 wird von einem Motor, vorzugsweise von einem Elektromotor beispielsweise kontinuierlich, d. h. mit konstanter Drehzahl relativ zum stationären Gehäuse 10 angetrieben. Der Motor 9 wird von einer hier nicht gezeigten elektronischen Steuereinrichtung gesteuert. Anstatt von einem Elektromotor 9 könnte das Zellenrad 5 auch pneumatisch, beispielsweise durch einen hier ohnehin vorhandenen und später noch erläuterten Saug- oder Druckluftstrom angetrieben sein.
Die Reinigungsvorrichtung 100 ist in Gebrauchslage dargestellt, d. h., dass unten dargestellte Teile tatsächlich unten angeordnet und oben dargestellte Teile tatsächlich oben angeordnet sind.
In Axialrichtung einer Zellenrad-Rotationsachse 22, hier also in vertikaler Richtung sind hier beispielsweise zwei Siebscheiben oder Siebflächen 7, 8 hintereinander angeordnet, welche die Zellen jeweils in eine untere Kammer 23 und eine obere Kammer 24 unterteilen.
Die beiden Siebscheiben 7, 8 sind mit dem Zellenrad 5 drehfest verbunden und weisen beispielsweise unterschiedliche Sieblochdurchmesser auf, wobei eine obere Siebscheibe 7 für kleinere Pulverpartikel durchlässige Sieblöcher und eine untere Siebscheibe 8 demgegenüber größere Pulverpartikel durchlässige, aber für die zu reinigenden Bauteile 14 undurchlässige Sieblöcher aufweist. Alternativ könnte nur eine einzige Siebscheibe 7 oder 8 vorhanden sein, welche für Pulverpartikel generell durchlässige, aber für die zu reinigenden Bauteile 14 undurchlässige Sieblöcher aufweist. Dann ist auch nur eine Kammer vorhanden.
An der kreisscheibenförmigen Kopfplatte 19 sind eine erste Pulver-Abführöffnung 3 und eine zweite Pulver-Abführöffnung 4 jeweils als Stutzen ausgebildet, an welchen beispielsweise eine hier nicht gezeigte Sauglufteinrichtung angeschlossen ist, die an den beiden Pulver-Abführöffnungen 3, 4 einen Saugluftstrom erzeugt. Dadurch ergibt sich ein Druckgefälle, welches im Inneren des Gehäuses, insbesondere in den Zellen des Zellenrads 5, die mit den Pulver-Abführöffnungen 3, 4 abhängig von der Drehposition des Zellenrads 5 in Verbindung gebracht werden, in Bezug zum Gehäuse 10 bzw. in Bezug zu der mit der jeweiligen Pulver-Abführöffnung 3, 4 in Verbindung gebrachten Zelle 18 nach außen gerichtete Saugkräfte erzeugen.
An der Bodenplatte des Gehäuses 10 ist die Bauteil-Einführöffung 1 angeordnet, durch welche wenigstens ein Bauteil 14 und bevorzugt mehrere Bauteile 14 mit anhaftenden, durch den Bauprozess nicht verbundenen Pulverpartikeln in das Gehäuse 10 eingeführt werden (1). Die Dimensionen der Bauteil-Einführöffnung 1 hängen von der Dimension und Anzahl der in das Gehäuse 10 einzubringenden Bauteile 14 ab und können bedarfsweise angepasst werden. Die Bauteil-Einführöffnung 1 ist dabei etwa koaxial mit der ersten Pulver-Abführöffnung 3 in der Kopfplatte 19 des Gehäuses 10 angeordnet. Anstatt nur einer können auch mehrere solcher Bauteil-Einführöffnungen 1 vorhanden sein.
Die Bauteil-Einführöffnung 1 und die erste Pulver-Abführöffnung 3 sind dabei so angeordnet, dass sie in einer ersten Drehposition (A) des Zellenrads 5 gleichzeitig mit einer Zelle 18 in Strömungsverbindung stehen können. Wenn daher in der ersten Pulver-Abführöffnung 3 ein Saugluftstrom ansteht, dann steht dieser Saugluftstrom wegen der luftdurchlässigen Siebscheiben 7, 8 auch an der Bauteil-Einführöffnung 1 an und sorgt dafür, dass Bauteile 14 mit anhaftendem Pulver aus dem Baubehälter 16 über die Bauteil-Einführöffnung 1 in die untere Kammer 23 der mit der Bauteil-Einführöffnung 1 und der ersten Pulver-Abführöffnung 3 durch Rotation des Zellenrads 5 in Verbindung gebrachten Zelle 18 eingesaugt werden können.
Wenn also das Zellenrad 5 zusammen mit den Siebscheiben 7, 8 rotatorisch angetrieben wird, so werden Bauteile 14 mit anhaftendem Pulver in die Zelle 18 eingesaugt; die sich in einer ersten Drehposition (A) gerade im Bereich der Bauteil-Einführöffnung 1 befindet (2d). Durch den kontinuierlichen Rotationsprozess gelangen somit Bauteile 14 mit anhaftendem Pulver in sämtliche Zellen 18 des Zellenrads 5 bzw. in deren untere Kammern 23.
Durch den Saugluftstrom werden die Bauteile 14 mit anhaftendem Pulver gegen die untere Siebscheibe 8, die für Bauteile 14 nicht permeabel ist, gedrängt und dort gehalten bzw. fixiert. Durch den Saugluftstrom und den dadurch erzeugten Staudruck an den festgehaltenen Bauteilen 14 wird bereits der größte Teil des anhaftenden Pulvers von den Bauteilen 14 abgereinigt und kann wegen des relativ großen Siebduckmessers der unteren Siebscheibe 8 durch diese hindurch und in die obere Kammer 24 der betreffenden Zelle 18 eintreten. Größere Partikel bzw. Verschmutzungen des abgereinigten Pulvers werden dann wegen des kleineren Sieblochdurchmessers der oberen Siebscheibe 7 in der oberen Kammer 24 festgehalten, während kleinere und wieder verwendbare Partikel diese passieren können, um weiterhin getrieben vom Saugluftstrom mittels der ersten Pulver-Abführöffnung 3 in einen hier nicht gezeigten Sammelbehälter zu gelangen.
Damit erfolgt das Einbringen bzw. Ansaugen der Bauteile 14 mit anhaftendem Pulver in eine Zelle 18 des Zellenrads 5, das wenigstens teilweise Abreinigen bzw. Abblasen des Pulvers und auch das Ausbringen des abgereinigten Pulvers aus der Reinigungsvorrichtung 100 in einem einzigen Schritt, in einer einzigen (ersten) Drehposition (A) des Zellenrads 5 und durch einen Luftstrom einer einzigen Luftstromquelle. Diese Luftstromquelle ist so ausgelegt bzw. ausgebildet, dass der von ihr erzeugte Luftstrom Strömungskräfte aufzubringen vermag, welche wenigstens ein Bauteil 154 durch die Bauteil-Einführöffnung 1 in eine Zelle 18 verbringen, gegen eine die Zelle 18 begrenzende Siebfläche bzw. Siebscheibe 8 drängen sowie wenigstens einen Teil des anhaftenden Pulver abreinigen können. Hier werden bevorzugt mehrere Bauteile 14 in die Zelle eingesaugt, bis beispielsweise die untere Kammer 23 einer Zelle 18 mit Bauteilen 14 aufgefüllt ist.
Durch die serielle Anordnung mehrerer Siebscheiben 7, 8 mit sich verkleinerndem Sieblochdurchmesser längs des Saugluftstroms wird das Pulver gleichzeitig für eine Wiederverwendung aufbereitet, indem Verschmutzungen im Pulver bzw. Pulveragglomerationen hier an der oberen Siebscheibe 7 abgeschieden werden.
Wenn dann das Zellenrad 5 in eine zweite Drehposition (B) weiterdreht, gerät die die nun vorgereinigten Bauteile 14 aufnehmende Zelle 18 außer Verbindung mit der Bauteil-Einführöffnung 1 und mit der ersten Pulver-Abführöffnung 3, wodurch der dort herrschende Saugluftstrom zunächst aufgehoben wird. Jedoch gerät diese Zelle 18 dann beispielsweise sogleich in Verbindung bzw. in den Bereich einer zweiten Pulver-Abführöffnung 4, in welcher ebenfalls ein Saugluftstrom ansteht. Die in der Zeile 18 aufgenommenen Bauteile 14 werden dabei durch die beiden die betreffende Zelle 18 in Umfangsrichtung begrenzenden Zellenflügel 21 bei der Drehung des Zellenrads 5 mitgenommen und führen dabei lediglich eine Relativbewegung gegenüber der Bodenplatte 20 des Gehäuses 10 aus, während die Siebscheibe 8 mit dem Zellenrad 5 mitdreht.
So werden die Bauteile 14, sofern an ihnen noch Restpulver anhaftet, von dem neuerlich wirkenden Saugluftstrom vollständig vom Pulver befreit, welches dann ebenfalls mittels des Saugluftstroms durch die zweite Pulver-Abführöffnung 4 in den Sammelbehälter transportiert wird. Der an den beiden Pulver-Abführöffnungen 3, 4 anstehende Saugluftstrom entstammt bevorzugt derselben Sauglufteinrichtung.
Wenn dann eine dritte Drehposition (C) erreicht ist, in welcher die die nun vollständig gereinigten Bauteile 14 aufnehmende Zelle 18 sich oberhalb der Bauteil-Abführöffnung 2 in der Bodenplatte 20 des Gehäuses 10 befindet, so werden die Bauteile 14 aufgrund ihrer Schwerkraft und/oder mit Hilfe eines an die Bauteil-Abführöffnung 2 angelegten Saugluftstroms aus der Zelle 18 bzw. dem Gehäuse 10 auf die Fördereinrichtung 17 gemäß 1 ausgebracht.
Bei den in den weiteren Figuren gezeigten Ausführungsformen der Reinigungsvorrichtung sind identische bzw. analog wirkende Bauteile und Baugruppen durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Im Unterschied zur Ausführungsform von 2 wird bei der in 6 gezeigten Ausführungsform auf die untere Siebscheibe 8 verzichtet, so dass nur eine Kammer vorhanden ist, in welcher sich die angesaugten Bauteile 14 dann an der oberen Siebscheibe 7 mit Sieblöchern mit kleinerem Sieblochdurchmesser stauen, welche nur pulver- aber nicht bauteildurchgängig ist. Nach Abreinigung von den Bauteilen 14 mittels des Saugluftstroms gelangen dann sämtliche (kleinere und größere) Pulverpartikel durch die Siebscheibe 7 hindurch in die Pulver-Abführöffnung 3 und von dort in den Sammelbehälter. Das Ansaugen und Reinigen der Bauteile 14 erfolgt wie zuvor in der ersten Drehposition (A) und in einer einzigen Zelle 18. Gegenüber der Ausführungsform von 2 wird auch auf ein weiteres Absaugen von Pulver durch eine zweite Pulver-Abführöffnung 4 verzichtet. Das Ausbringen der gereinigten Bauteile 14 erfolgt demgegenüber wiederum in einer weiteren, nachgelagerten Drehposition (C) mittels der Bauteil-Abführöffnung 2 analog zur Ausführungsform von 2.
Eine weitere Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 ist in den 3a bis 3e gezeigt. Hier werden die gereinigten Bauteile 14 radial aus den Kammern 23, 24 der Zellen 18 nach außen abgesaugt. Dabei ist der Sieblochdurchmesser der Sieblöcher der unteren Siebscheibe 8 für kleinere Bauteile 14 mit anhaftendem Pulver permeabel, während die obere Siebscheibe 7 Sieblöcher mit einem Sieblochdurchmesser aufweist, der ein Passieren von Bauteilen 14 generell verhindert, aber Pulverpartikel in die Pulver-Abführöffnungen 3, 4 passieren lässt.
Damit ist eine Sichtung unterschiedlicher großer Bauteile 14 möglich, indem größere Bauteile 14 in der unteren Kammer 23 der betreffenden Zelle 18 und kleinere Bauteile 14 in der oberen Kammer 24 der betreffenden Zelle 18 abgeschieden werden. Das Ausbringen aus den beiden Kammern 23, 24 erfolgt dann durch zwei Bauteil-Abführöffnungen 11, 12, von denen jede auf dem jeweiligen Niveau der betreffenden Kammer 23, 24 angeordnet ist. Da ein schwerkraftunterstütztes Ausbringen der gereinigten Bauteile 14 hier entfällt, wird an die beiden Bauteil-Abführöffnungen 1, 12 ein Saugluftstrom angelegt, der vorzugsweise wiederum aus derselben Sauglufteinrichtung entstammt wie sie auch für das Ansaugen der Bauteile 14 und das Absaugen des Pulvers verwendet wird. Ansonsten sind die Prozessschritte Ansaugen der Bauteile 14, Abreinigen der Bauteile 14 und Absaugen von abgereinigtem Pulver in der ersten Drehposition (A), weiteres Abreinigen der Bauteile 14 und Absaugen von abgereinigtem Pulver in der zweiten Drehposition (B) und Ausbringen der gereinigten Bauteile 14 in der dritten Drehposition (C) wie vorangehend beschrieben. An der Kopfplatte 19 ist außerdem eine Falschluftbohrung 13 vorhanden.
Eine Ausführungsform für größeren Durchsatz zeigen 4a bis 4e. Hier sind die Siebflächen 7, 8 als Zylindermantelflächen ausgebildet, wobei eine innere Siebfläche 8 eine innere Kammer 23 mit kreisförmigem Querschnitt nach radial außen hin begrenzt. Diese innere Kammer 23 einer Zelle 18 steht in der dritten Drehposition (C) des Zellenrads 5 mit einer in der Bodenplatte 20 des Gehäuses 10 angeordneten Bauteil-Abführöffnung 11 in Verbindung. Zwischen der inneren Siebfläche 8 und einer äußeren Siebfläche 7 wird eine Ringkammer 24 mit kreisringförmigem Querschnitt ausgebildet, die in der Drehposition (C) mit einer weiteren Bauteil-Abführöffnung 12 in Verbindung gerät. Weiterhin steht in der ersten Drehposition (A) die innere Kammer 23 mit der in der Bodenplatte 20 angeordneten Bauteil-Einführöffnung 1 sowie mit der ersten Pulver-Abführöffnung 3 in Verbindung, wie insbesondere aus 4d hervorgeht. Der Sieblochdurchmesser der Sieblöcher der nun als Zylindermantelflächen ausgebildeten Siebflächen 7, 8 nimmt von innen nach außen ab, so dass die radial innere Siebfläche 8 Sieblöcher mit größerem Sieblochdurchmesser aufweist als die Sieblöcher der radial äußeren Siebfläche 7.
Die zu reinigenden Bauteile 14 werden durch die Bauteil-Einführöffnung 1 in der ersten Drehposition (A) in eine Zelle 18 angesaugt. Der Sieblochdurchmesser der Sieblöcher der inneren Siebfläche 8 ist dabei so gewählt, dass kleinere Bauteile 14 die innere Siebfläche 8 passieren und in die äußere Kammer 24 gelangen können, bis sie an der äußeren Siebfläche 7 mit kleinerem Sieblochdurchmesser der Sieblöcher festgehalten und dort gereinigt werden. Demgegenüber bleiben größere Bauteile 14 an der inneren Siebfläche 8 hängen und werden dort gereinigt. Diese größeren Bauteile 14 verbleiben daher zunächst jeweils in einer inneren Kammer 23 einer Zelle 18. Treibend ist jeweils der in der ersten Pulver-Abführöffnung 3 anstehende und damit auch in der inneren Kammer 23 wie auch in der äußeren Kammer 24 wirkende Saugluftstrom.
Die Pulverpartikel können demgegenüber beide Siebflächen 7, 8 passieren und gelangen aufgrund des in der ersten Drehposition (A) wirkenden Saugluftstroms über die erste Pulver-Abführöffnung 3 in den Sammelbehälter. In der zweiten Drehposition (B) werden wiederum Pulverpartikel über die zweite Pulver-Abführöffnung 4 in den Sammelbehälter gesaugt.
In der dritten Drehposition (C) werden die gereinigten Bauteile 14 über die in der Bodenplatte 20 und auf dem Radius mit der jeweiligen Kammer 23, 24 angeordneten Bauteil-Abführöffnungen 11, 12 aus der betreffenden Zelle 18 ausgebracht, insbesondere schwerkraftunterstützt.
In einer Abwandlung der Ausführungsform von 4 wird gemäß der in 5 gezeigten Ausführungsform auf die innere Siebfläche 8 verzichtet, so dass Bauteile in der ersten Drehposition (A) an der äußeren Siebfläche 7 hängen bleiben, dort gereinigt werden und in der dritten Drehposition (C) in die in der Bodenplatte des Gehäuses 10 angeordnete Bauteil-Abführöffnung 2 gelangen können. Verzichtet wurde dort auch auf den weiteren. Reinigungsschritt gemäß der zweiten Drehposition (B), so dass hier das durch die zylindrische Siebfläche 7 hindurch gesaugte, abgereinigte Pulver durch die an der zylindrischen Wandung 6 des Gehäuses 10 angegeotdnete erste Pulver-Abführöffnung 3 abgeführt wird.
Es ist klar, dass anstatt eines Saugluftstroms auch ein Druckluftstrom zum Aufbringen von pneumatischen Kräften auf die Bauteile bzw. das Pulver verwendet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Bauteil-Zuführöffnung
2: Bauteil-Abführöffnung
3: erste Pulver-Abführöffnung
4: zweite Pulver-Abführöffnung
5: Zellenrad
6: Wandung
7: Siebfläche
8: Siebfläche
9: Motor
10: Gehäuse
11: Bauteil-Abführöffnung
12: Bauteil-Abführöffnung
13: Falschluftbohrung
14: Bauteile
15: Bauplattform
16: Baubehälter
17: Fördereinrichtung
18: Zellen
19: Kopfplatte
20: Bodenplatte
21: Zellenflügel
22: Zellenrad-Rotationsachse
23: Kammer
24: Kammer
25: Zelleradschleuse
100: Reinigungsvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2008/0001331 [0002]
WO 2011127897 A2 [0002]
DE 69333169 T2 [0002]
DE 4400523 C2 [0002]
US 6375874 B1 [0003]
DE 102011002954 A1 [0007]

Claims

Reinigungsvorrichtung (100) zum Entfernen von an Bauteilen (14) anhaftendem Pulver, welche im Schichtbauverfahren aus verfestigtem Pulver hergestellt worden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes beinhaltet: a) Ein Gehäuse (10), b) eine in dem Gehäuse (10) angeordnete Zellenradschleuse (25), welche ein relativ zum Gehäuse (10) rotierbares Zellenrad (5) beinhaltet, c) wenigstens eine mit dem Zellenrad (5) rotierbare, Zellen (18) der Zellenradschleuse (25) begrenzende und Sieböffnungen aufweisende Siebfläche (7, 8), d) Mittel (9) zum Rotieren des Zellenrads (5) der Zellenradschleuse (25) zusammen mit der Siebfläche (7, 8) in verschiedene Drehpositionen relativ zum Gehäuse (10), durch welche Zellen (18) des Zellenrads (5) d1) gemäß einer Drehposition (A) sowohl mit einer als bauteilführende Öffnung im Gehäuse (10) ausgebildeten Bauteil-Einführöffnung (1) als auch mit einer ersten, als pulverführende Öffnung im Gehäuse (10) ausgebildeten Pulver-Abführöffnung (3), und d2) gemäß einer weiteren Drehposition (C) mit einer weiteren, als bauteilführende Öffnung im Gehäuse (10) ausgebildeten Bauteil-Ausführöffnung (2) zum Ausführen des von anhaftendem Pulver gereinigten Bauteils (14) aus dem Gehäuse (10) in Verbindung bringbar ist, und e) Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms, durch welche in der einen Drehposition (A) des Zellenrads (5) wenigstens ein mit Pulver behaftetes Bauteil (14) durch die Bauteil-Einführöffnung (1) hindurch in eine Zelle (18) der Zellenradschleuse (25) eingebracht und wenigstens ein Teil des an dem Bauteil (14) anhaftenden Pulvers von dem Bauteil (14) entfernt und durch die Sieböffnungen der Siebfläche (7, 8) hindurch in die erste Pulver-Abführöffnung (3) transportierbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der einen Drehposition (A) das Einführen des wenigstens einen Bauteils (14) durch die Bauteil-Einführöffnung (1) in die Zelle, das Entfernen wenigstens eines Teil des an dem wenigstens einen Bauteil (14) anhaftenden Pulvers von dem wenigstens einen Bauteil (14) und der Transport des entfernten Pulvers durch die Sieböffnungen der Siebfläche (7, 8) hindurch in die erste Pulver-Abführöffnung (3) durch ein- und denselben Saug- oder Druckluftstrom erfolgt.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren Drehposition (C) das von anhaftendem Pulver gereinigte Bauteil (14) aus dem Gehäuse (10) mittels seiner Schwerkraft und/oder mittels eines Saug- oder Druckluftstroms der Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms entfernbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms derart ausgebildet sind, dass wenigstens ein Saugluftstrom angewendet wird, welcher eine saugende Wirkung auf das wenigstens eine, in der Zelle (18) aufgenommene Bauteil (14) ausübt und dass der wenigstens eine Saugluftstrom in der einen Drehposition (A) von der von dem wenigstens einen Bauteil (14) abgewandten Seite der Siebfläche (7, 8) und in der weiteren Drehposition (C) von der dem wenigstens einen Bauteil (14) zugewandten Seite der Siebfläche (7, 8) her auf das wenigstens eine Bauteil (14) einwirkt.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren Drehposition (C) die das wenigstens eine Bauteil (14) aufnehmende Zelle (18) von der Bauteil-Einführöffnung (1) separiert ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zellen (18) des Zellenrads (25) durch die Mittel (9) zum Rotieren des Zellenrads (5) in eine zwischen der einen und der weiteren Drehposition (A, C) angeordnete Drehposition (B) und in Verbindung mit einer zweiten, als pulverführende Öffnung im Gehäuse (10) ausgebildeten Pulver-Abführöffnung (4) bringbar sind, und in der zwischen der einen und der weiteren Drehposition (A, C) angeordneten Drehposition (B) durch die Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Saug- oder Druckluftstroms ein an dem Bauteil (14) eventuell noch anhaftender Rest des Pulvers von dem Bauteil (14) entfernbar und durch die wenigstens eine Siebfläche (7, 8) hindurch in die zweite Pulver-Abführöffnung (4) transportierbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zwischen der einen und der weiteren Drehposition (A, C) angeordneten Drehposition (B) eine das wenigstens eine Bauteil (14) aufnehmende Zelle (18) von der Bauteil-Einführöffnung (1) separiert ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen des wenigstens einen Saug- oder Druckluftstroms derart ausgebildet sind, dass der wenigstens eine Saug- oder Druckluftstrom über wenigstens eine bauteilführende Öffnungen (1, 2) und/oder über wenigstens eine pulverführende Öffnungen (3, 4) im Gehäuse (10) in die Zellen (18) einbringbar ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bauteilführenden Öffnungen (1, 2) und die pulverführenden Öffnungen (3, 4) im Gehäuse (10) koaxial oder radial in Bezug zu einer Rotationsachse (22) der Zelleradschleuse (25) angeordnet sind.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (9) zum Rotieren des Zellenrads (5) der Zellenschleuse (25) das Zellenrad (5) permanent rotatorisch antreiben.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Siebfläche (7, 8) senkrecht zur Rotationsachse (22) der Zellenradschleuse (25) angeordnet ist oder durch eine wenigstens teilzylindrische Siebfläche (7, 8) gebildet wird, deren Mittelachse koaxial zur Rotationsachse (22) der Zellenradschleuse (25) angeordnet ist.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Saug- oder Druckluftstroms gesehen mehrere Siebflächen (7, 8) seriell angeordnet sind, wobei zur Separierung von Bauteilen unterschiedlicher Größe und/oder zur Separierung von Pulverpartikeln unterschiedlicher Größe der Sieblochdurchmesser in der Durchströmungsreihenfolge der Siebflächen (7, 8) abnimmt und die in der Durchströmungsreihenfolge der Siebflächen (7, 8) letzte Siebfläche (7) zwar pulverdurchgängig, aber nicht bauteildurchgängig ist.
Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Siebflächen (7, 8) die Zellen (18) in mehrere Kammern (23, 24) unterteilen, wobei wenigstens eine dieser Kammern (23, 24) im Laufe der Rotation des Zellenrads (5) mit einer bauteilführenden und/oder mit einer pulverführenden Öffnung (1, 2, 3, 4) im Gehäuse (10) in Verbindung bzw. außer Verbindung tritt.
Reinigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile (14) aufnehmende Zellen (18) der Zellenradschleuse (25) derart ausgeführt sind, dass sie ausgenommen die drehpositionsabhängigen Verbindungen zu bauteil- und/oder pulverführenden Öffnungen (1, 2, 3, 4) im Gehäuse (10) abgedichtet sind.