DE29520874U1

DE29520874U1 - Fliehkraft-Gleitschliffmaschine

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Publication number: DE29520874U1
Application number: DE29520874U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Gegenheimer Helmut De
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2005-11-16

Description

Fliehkraft-Gleitschliffmaschine

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraft-Gleitschliffmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige, z.B. als Maschine zur Endbehandlung von Schüttgüttern, wie Schrauben, Nadeln oder auch von Schmuckstücken eingesetzte Maschine, ist aus der EP-A 205 161 bekannt. Dabei dreht sich ein den Behälterboden der Maschine bildender Teller als Bodenteil gegenüber einem stationären Behälterteil, so daß es zu einer Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen kommt, was zu einer entsprechenden rotationssymmetrischen Strömung im Behälter führt. Die beiden Teile sind üblicherweise durch einen Ringspalt voneinander getrennt, um einerseits den Verschleiß der relativ zueinander bewegten Teile zu vermeiden, dieser Spalt ist aber auch erforderlich, um insbesondere bei der Naßbearbeitung das Verfahrensmittel in den Behälter zu leiten. Das Einleiten des Verfahrensmittels in den Behälter erfolgt dadurch, daß ein Vorratsraum vorgesehen wird, in dem mit einem vorgebbaren Druck das Verfahrensmittel beaufschlagt wird, so daß dieses in den Behälter eindringen kann. Von dort kann es über eine zentrale Entwässerung im Bereich des Bodentellers abgeführt werden. Zwar versucht man auch hier bereits den Spalt so gering wie möglich zu halten, damit die Schleif bzw. Polierkörper durch die Rotationsbewegung möglichst nicht durch den Spalt nach außen gepreßt werden, jedoch ist ein Spalt von 0,2 bis 0,5 mm zumindest noch erforderlich, was dazu führt, daß keine dünnen Werkstücke bearbeitet werden können, Werkstücke durch Einklemmen im Spalt beschädigt werden und das Schleif- und Poliergut eine gewisse Größe nicht unterschreiten darf.

Aus der DE 27 05 445 Al ist es bekannt, dem Spaltbereich ein Kühlmittel unter Druck zuzuführen. Das Kühlmittel kann entweder flüssig, z.B. Wasser

sein oder gasförmig wie z.B. eine mit Öl angereicherte Luft. Das dem Spaltbereich zugeleitete Kühlmittel wird in das Innere des Behälters geleitet. Das Behälteroberteil ist gegenüber dem Behälterboden lediglich verstellbar, um einen guten Lagereingriff zwischen den Dichtflächen
zu erzielen. Da jedoch stets ein entsprechender Spalt vorgesehen ist, kann sich eine Gleitdichtung zwischen Behälterteil und Bodenteil nicht ausbilden, so daß ein verhältnismäßig großer Durchsatz an Flüssigkeit von 22 bis 230 Liter pro Minute entsprechend 1,38 bis 13,8 cbm Flüssigkeit pro Stunde erforderlich ist.

Aus der DE 38 90 883 C2 ist es bekannt, einem Spalt über zwei verschiedene Zuführeinrichtungen Schmierflüssigkeit zuzuführen. Die Flüssigkeit gelangt dabei stets in den Behälterinnenraum, so daß eine Trockenbearbeitung nicht möglich ist. Als Vorratskammer wird unter dem Boden des Bodenteils eine Bodenspeicherkammer vorgesehen, die zugleich das drehbare Bodenteil zentriert und abpuffert. Durch die ständige Zufuhr von Flüssigkeit sollen Ablagerungen im Bereich der Dichtung vermieden werden. Mit dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung z.B. nicht für sandartige Medien und dünne Werkstücke geeignet, da diese zwar nicht durch den Spalt können, sich aber darin festsetzen können, so daß sich die Werkstücke verbiegen können. Es ist nicht beabsichtigt, den Spalt so weit zu minimieren, daß die Dichtungselemente unmittelbar aufeinander gleiten. Aus diesem Grund sind dort die Dichtungen auch unverzichtbar.

In der DE 35 02 327 Al ist zwischen Bodenteil und Behälterteil ein Verschleißorgan vorgesehen, das unmittelbar die beiden Teile miteinander verbindet. Die Vorrichtung arbeitet ohne Kühlung und Durchfluß von Verfahrensmitteln, wobei offen bleibt, was mit der dabei entstehenden Reibwärme geschieht. Aufgrund der unmittelbaren Berührung ändert sich die Geometrie an der Dichtlippe mit der Laufzeit und bereitet dadurch Probleme, daß zumindest kleine Teile nicht mehr zuverlässig in dem Behälter gehalten werden können. Eine wasserdichte oder staubdichte Abdichtung ist damit nicht möglich.

In der DE-C 42 14 060 wurde bereits vorgeschlagen, die Spaltgeometrie dahingehend zu verändern, daß die innere Öffnung des Spalts gegenüber der Innenoberfläche der Wandung nach außen versetzt ist. Dadurch können zwar

die zu bearbeitenden Teile und das Polier- und Schleifgut an der Wandung auf den Teller herabgleiten, jedoch stellt sich auch hier immer wieder ein Verklemmen und Verkanten von Teilen im Bereich des Spaltes ein.

Ferner ist eine Fliehkraft-Gleitschliffmaschine bekannt, die mit einer Gleitdichtung ausgestattet ist, welche aus einem gehärteten Stahlring auf dem Teller und einem Filzring am oberen Behälterteil besteht. Einerseits kann hiermit nur trocken gearbeitet werden, da der Filz kein intensives Naßschleifen zuläßt, andererseits ergibt sich eine starke Erwärmung des Arbeitsbehälters durch Reibungswärme im Dichtungssystem. Problematisch ist aber auch, daß sich insbesondere feine Schleifmedien in den Filz einarbeiten und damit den Verschleiß erhöhen. Aufgrund der Rotation ergibt sich zudem eine leichte Verrundung des Filzes im Dichtungsbereich, so daß sich auch dort Werkstücke festsetzen und verbiegen können.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Spaltbreite insbesondere auch zur Bearbeitung kleinerer Werkstücke oder zur Verwendung feinerer Polier- und Schleifmittel zu opitimieren.

Diese Aufgabe wird durch eine Fliehkraft-Gleitschliffmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Abhängig vom Druck des zugeführten Verfahrensmittels ergibt sich nun von selbst aufgrund der zur Regulierung des Spalts vorgesehenen elastischen Mittel eine Spaltbreite, die auf die jeweiligen Bedingungen abgestimmt werden kann. Sobald der Druck im Verfahrensmittel den Anpreßdruck des elastischen Mittels übersteigt, ergibt sich eine entsprechende Spaltbreiteneinstellung. Der Druck kann dabei von einem Spaltmaß Null, bei dem sich allenfalls ein 'Aquaplaning' in Form einer Gleitdichtung bei Naßbearbeitungsverfahren ergibt, bis zum üblichen Spaltmaß verändert werden. Da der Spalt insofern auf ein Minimum reduziert werden kann, können feinste Schleif- und Poliermedien zur Erzielung hochwertiger Oberflächengüten verwendet werden. Aber auch dünne Werkstücke mit Maßen von z.B. weniger als 0,5 mm können ohne Probleme bearbeitet werden. Das Verfahrensmittel kann einerseits Reibungswärme abführen und dient andererseits gleichzeitig als Schmierfilm zwischen den aufeinander gleitenden Teilen.

Der Vorratsraum wird entsprechend den Ansprüchen 5 bis 7 unterhalb des Bodenteils angeordnet, so daß dieser Vorratsraum bereits selbst der Druckraum ist, der mit dem vorbestimmten Druck beaufschlagbar ist. Dadurch wird ein Raum genutzt, der ohnehin von den Gehäuseteilen der Maschine in Anspruch genommen wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beigefügten einzigen Figur erläutert. Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine Hälfte der Fliehkraft-Gleitschliffmaschine.

Die Fliehkraft-Gleitschliffmaschine besitzt ein Bodenteil 6 und einen oberen Behälterteil 5, die beide mit einer Wandung 5b, 6b ausgekleidet sind. Während der Behälterteil 5 stationär ist, ist der Bodenteil 6, der zugleich den Behälterboden des Behälterteils 5 darstellt um seine Mittelachse m-m rotierbar. Zwischen Behälterteil 5 und Bodenteil 6 bildet sich ein Spalt 7 in Form eines Ringspaltes aus, der bedarfsweise den Durchtritt eines Verfahrensmittels gestattet. Das Verfahrensmittel wird hierzu in einem Vorratsraum 4 bevorratet und mit einem vorbestimmbaren Druck dem Spalt zugeführt. Der Spalt 7 wird in Ruhestellung unter der Wirkung wenigstens eines elastischen Mittels verschlossen. Die Spaltöffnung ergibt sich dann infolge des Durchtritts des Verfahrensmittels in Abhängigkeit des vorbestimmbaren Drucks, wobei die Kraft der elastischen Mittel bei der Spaltöffnung überwunden wird. Je höher der vorbestimmbare Druck, desto größer ist die Spaltöffnung. Dadurch ist es möglich, einerseits bei einer Spaltöffnung 0 das Bodenteil 6 rotieren zu lassen oder es ergibt sich lediglich eine Spaltbreite von wenigen 1/lOOstel mm, so daß sich z.B. bei einer Naßbearbeitung eine Art Aquaplaning ergibt, die das Gleiten der beiden Teile aufeinander ermöglicht. Das Verfahrensmittel bildet insofern eine Gleitdichtung zwischen Behälterteil 5 und Bodenteil &dgr; aus.

Wie bei jeder Fliehkraft-Gleitschliffmaschine bildet sich infolge der Rotation eine toroidale, wirbeiförmige Bewegung im Innern des Behälters aus, die zu einer intensiven Bearbeitung führt. Allerdings können nun feinste Werkstücke bearbeitet werden, und der Einsatz feinster Schleif-

und Poliermittel ist möglich. Auf dem Bodenteil selbst ist als Verschleißteil 1 z.B. ein gehärteter Stahlring oder auch ein Hartmetall- oder Keramikring aufgebracht. Auf diesem Ring gleitet eine Dichtungslippe 2 vorzugsweise aus einem hochverschleißfesten Kunststoff, wie Polyurethan.

Als elastisches Mittel kann eine vorzugsweise am Behälterteil 5 angreifende, den Anpreßdruck zwischen Behälterteil und Bodenteil 6 bestimmende Feder angeordnet werden. In der Figur ist diese Feder 8 an einem Befestigungsmittel 14 angeordnet, an dessen Bolzen 9 das Behälteroberteil axial beweglich ist. Der Bolzen 9 greift hierzu in eine Bohrung 10a des Gehäuses ein. Zwischen Befestigungsmittel und Behälterteil 5 ist die Feder 8 angeordnet, so daß bei einem Druck am Spalt das Behälteroberteil gegen die Kraft der Feder und gegen das Eigengewicht des Behälteroberteils unter Vergrößerung des Spaltes 7 nach oben gepreßt wird.

Über eine zeichnerisch nicht dargestellte Pumpe wird das Verfahrensmittel über die Zuleitung 3 in den Vorratsraum 4 gepreßt und gelangt von dort über den Spalt 7 in den Behälter. Bei einer Naßbearbeitung wird ein meist tensidhaltiges Wasser/Compound zugeführt. Der nach außen geschlossene Vorratsraum 4 wird zuvor mit der Wasser/Compound-Mischung gefüllt. Das zugeführte Wasser/Compound-Gemisch erzeugt nun im Vorratsraum 4 einen Überdruck und drückt dadurch entweder den oberen Behälterteil 5 gegen die Kraft der Feder 8 nach oben oder die Dichtungslippe 2 nach innen. Dadurch kann das Wasser/Compound-Gemisch durch den Spalt 7 in den Behälter gelangen. Dabei entsteht ein Wasser/Tensid-Film auf der Gleitfläche, der die Reibung und somit den Verschleiß im Dichtungssystem verringert. Das Wasser/Compound-Gemisch wird beim Schleif- bzw. Naßpolierprozeß benötigt und kontinuierlich zu- bzw. abgeführt.

Bei Trockenarbeiten kann statt dem Wasser/Compound-Gemisch eine leicht mit Polieröl angereicherte Druckluft zugeführt werden. Die zugeführte Druckluft erzeugt zunächst die gleiche Wirkung wie zuvor das unter Druck stehende Wasser/Compound-Gemisch. Infolge des Überdrucks wird
der obere Behälterteil 5 nach oben gedruckt. Dadurch kann die Druckluft durch den Spalt in den Behälter gelangen, wobei ein dünnes Luftkissen und

ein Ölfilm auf der Dichtfläche entsteht. Dieser Ölfilm verringert wie zuvor die Reibung und somit den Verschleiß im Dichtungssystem. Gleichzeitig dient die Druckluft zum Kühlen. Das zugeführte Polieröl wird für den Trockenbearbeitungsprozeß benötigt.

Wird der Druck weit genug herabgesetzt, so findet kein Durchtritt von Verfahrensmitteln durch den Spalt mehr statt. Auch jetzt kann die Maschine noch ohne weiteres 2-3 Stunden laufen, ohne daß ein gefährlicher Spalt vorhanden ist. Dies geht zwar eventuell auf Kosten der Verschleißmittel 1 und der Dichtungslippe 2, jedoch kann es bei bestimmten Teilen durchaus in Kauf genommen werden. Dies wird aber erst dadurch möglich, daß eine bei 0 mm beginnende Spaltbreitenverstellung möglich ist, während die bekannten Systeme darauf achten, daß stets ein Minimalspalt vorhanden ist.

Der Vorratsraum 4 grenzt in der zeichnerischen Ausführungsform an die Außenseite des Spaltes 7 an. Alternativ besteht natürlich die Möglichkeit, Druck im Spaltbereich lediglich aufzubauen, indem aus dem Vorratsraum 4 unter einem vorbestimmbaren Druck das Verfahrensmittel zugeführt wird. Der Vorratsraum 4 ist nach oben zumindest teilweise durch den Behälterteil 6 begrenzt und befindet sich unterhalb des Bodenteils, wobei er nach außen durch die Gehäusewandung 10 begrenzt ist. Das zugeführte Verfahrensmittel kann z.B. mi.ttig wieder abgeführt werden. Hierzu ist mittig im Behälter eine Austrittsöffnung 6a vorgesehen, die über eine Entwässerung 12 z.B. durch eine Bohrung 13 in der Antriebswelle 11 entwässern kann.

Claims

Schutzansprüche

1. Fliehkraft-Gleitschliffmaschine mit

- einem um seine Mittelachse (m-m) rotierbaren Bodenteil (6),

- einem stationären Behälterteil (5), dessen Behälterboden das
Bodenteil ist,

- einem zwischen Behälterteil (5) und Bodenteil (6) gebildeten Spalt
(7), der bedarfsweise den Durchtritt eines Verfahrensmittels gestattet,

- einem Vorratsraum (4) für das mit einem vorbestimmbaren Druck dem
Spalt zuführbare Verfahrensmittel,

dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (7) unter Wirkung wenigstens eines, den Anpreßdruck zwischen Behälterteil (5) und Bodenteil (6) bestimmenden, elastischen Mittels verschließbar ist und daß der Durchtritt des Verfahrensmittels in Abhängigkeit des vorbestimmbaren Drucks und gegen die Kraft des elastischen Mittels die Spaltöffnung bestimmt.

2. Fliehkraft-Gleitschliffmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahrensmittel eine Gleitdichtung zwischen Behälterteil (5) und Bodenteil (6) bildet.

3. Fliehkraft-Gleitschliffmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise am Behälterteil (5) eine Dichtungslippe (2) angeordnet ist, die vorzugsweise aus einem hochverschleißfesten Kunststoff wie Polyurethan besteht und vorzugsweise mit einem gehärteten Stahl ring, Hartmetall- oder Sieramikring zusammenwirkt.

4. Fliehkraft-Gleitschliffmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Mittel wenigstens eine am Behälterteil (5) angreifende Feder ist.

5. Fliehkraft-Gleitschliffmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (4) an die Außenseite des Spaltes (7) angrenzt.

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6. Fliehkraft-Gleitschliffmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (4) nach oben zumindest teilweise durch den Bodenteil (6) begrenzt ist.

7. Fliehkraft-Gleitschliffmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (4) unterhalb des Bodenteils (6) angeordnet und nach außen durch eine Gehäusewandung begrenzt ist.