DE3000829A1

DE3000829A1 - Vorrichtung zur oberflaechenbehandlung von langgestreckten werkstuecken

Info

Publication number: DE3000829A1
Application number: DE19803000829
Authority: DE
Inventors: Pierre Kunz
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1980-07-31
Also published as: FR2446697B1; DE3000829C2; FR2446697A1

Description

METALLGESELLSCHAFT AG Ffm., 7.01.1980

Reuterweg 14 MLK/OKU

6000 Frankfurt/Main 1
Prov.Nr. 8409 M

Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von langgestreckten Werkstücken

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von langgestreckten Werkstücken nach dem Gleitschleifverfahren, wobei der aus Werkstücken und Behandlungsmitteln bestehende Inhalt eines Arbeitsbehälters durch einen Vibrationsantrieb in eine Schwing- und Umwälzbewegung versetzt wird.

Mittels derartiger .Vorrichtungen können Gegenstände, im allgemeinen Werkstücke oder Maschinenteile einer Oberflächen-oder Endbehandlung unterzogen werden, indem sie zusammen mit Schleifkörpern, Polierkugeln oder dergleichen als Schüttung einer Vibrationsbewegung unterworfen werden, wobei durch Relativbewegung zwischen den Behandlungsmitteln und den zu bearbeitenden Gegenständen eine Schleif- oder Polierwirkung erzielt wird.

Die Behältervibrationen werden vorzugsweise so eingestellt, daß den Vibrationsbewegungen der Einzelteile des Behälterinhalts eine Umwälz- und Förderbewegung des gesamten Behälterinhalts überlagert ist.

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In herkömmlichen Bearbeitungsmaschinen werden die Werkstücke meistens lose behandelt, d.h. sie werden nicht individuell geführt oder gefördert. Bei der Behandlung von zerbrechlichen oder schweren Teilen, ist es jedoch erforderlich, daß die Teile voneinander getrennt bleiben, damit sie sich nicht gegenseitig beschädigen. Hierzu sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden, die aber eine vermehrte Handarbeit bedingen und den automatischen Betrieb derartiger Vorrichtungen erschweren.

Aus der französischen Patentschrift lh 37 266 ist ein Arbeitsbehälter bekanntgeworden, dessen Volumen durch bewegliche Trennwände unterteilt ist, wodurch für die Einzelbehandlung von Werkstücken geeignete Kammern bestehen. Diese Vorrichtung ist für die Behandlung langgestreckter Werkstücke jedoch nicht verwendbar, weil diese dazu neigen, sich bei der Behandlung quer zur vorgesehenen Forderrichtung zu stellen und sich an den Behälterwandungen zu verklemmen. Hierdurch sowie durch Einklemmen zwischen den beweglichen Trennwänden und der Behälterwandung, kann es zu einer Störung der Förderung des Behälterinhalts kommen oder sogar zu Beschädigungen an der Vorrichtung bzw. an den Werkstücken.

Es besteht somit die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die für eine störungsfreie und rationelle Oberflächenbehandlung langgestreckter Werkstücke geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Arbeitsbehälter mit U-förmigem Querschnitt und linearer Erstreckung, eine in dessen Stirnwänden um eine horizontale Achse drehbar gelagerte, trommelartige Werstückauf-

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nahmeeinrichtung sowie mit der zylindrischen Behälter-Wandung verbundene Führungsschienen vorgesehen sind.

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Aufnahmeeinrichtung aus einer Achse, wenigstens zwei senkrecht auf der Achse angeordneten Scheiben mit an deren Umfang vorgesehenen Vertiefungen, sowie zwischen den Scheiben, parallel zur Achse verlaufenden flächigen Verbindungsstegen besteht. Weiter ist vorgesehen, daß die Führungsschienen aus wenigstens zwei senkrecht zur Achse und zu den Scheiben axial versetzt angeordneten Blechen besteht, die konzentrisch zur Achse kreisförmig ausgespart sind, wobei der Innenkante auf den Durchmesser der kreisförmigen Scheiben in der Weise abgestimmt ist, daß die Vertiefungen zusammen mit den Führungsschienen eine kreisförmige Führung für die zu bearbeitenden Werkstücke bilden. Ferner ist eine Vorrichtung zum Bremsen oder taktweisen Arretieren der Achse vorgesehen. Die Führungsschienen umschließen die Vertiefungen vorzugsweise nur auf einem Teilumfang der Scheibe, so daß im oberen Teil des Behälters die Vertiefungen zum Beschicken mit und Entnehmen von Werkstücken frei sind. Die Vorrichtung wird zweckmäßigerweise durch eine selbsttätige Einrichtung zum Beschicken mit und zur Entnahme von Werkstücken ergänzt. Die Achse ist wenigstens auf einer Seite durch die Stirnwand des Behälters herausgeführt und trägt dort eine Bremsscheibe. Diese besitzt in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens am Umfang Markierungen oder Vertiefungen, die mit den Vertiefungen in den Scheiben der Aufnahmeeinrichtung korrespondieren. Die Bremsscheibe trägt zweckmäßigerweise einen Ring, der durch Axialverschiebung der Achse gegen einen außen an der Stirnwand des Behälters angebrachten Reibring an-

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preßbar ist. Für die Axialverschiebung wird vorzugsweise eine taktgesteuerte Hydraulikeinrichtung eingesetzt. Zur Einstellung auf unterschiedliche Werkstücklängen kann ferner vorgesehen werden, daß auf der Achse zwei oder mehr Scheiben und an der zylindrischen Behälterwand entsprechend zwei oder mehr Führungsschienen vorgesehen sind, die in ihrem Axialabstand variiert werden können. Die Achse ist zum Schutz mit einer abriebfesten Kunststoffummantelung, vorzugsweise aus Polyurethan versehen. Die flächigen Verbindungsstege sind zweckmäßigerweise radial ausgerichtet, um die Umwälzbewegung des Behälterinhalts optimal auf die Aufnahmevorrichtung übertragen zu können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Vorteile. Die Werkstücke sind voneinander getrennt und können einer regulierbaren, kontinuierlichen Bearbeitung unterworfen werden, die mit anderen Bearbeitungsschritten synchronisiert werden kann. Die Bearbeitungsdauer ist von der Umwälzgeschwxndigkeit des Behälterinhalts unabhängig. Die Werkstücke werden während der gesamten Bearbeitung in einer bestimmten Weise geführt, die für eine optimale Oberflächenbehandlung günstig ist und mit einer selbsttätigen Einrichtung zum Beschicken mit und Entnehmen von Werkstücken kombiniert werden kann. Die zu bearbeitenden Werkstücke werden in die Vertiefungen der Aufnahmeeinrichtung eingelegt, die durch die Umwälzbewegung der im Behälter befindlichen, vibrierenden Behandlungsmittel mitgenommen und in Rotation versetzt wird.

Die Aufnahmeeinrichtung benötigt also keinen eigenen Antrieb. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können langgestreckte Werkstücke nach dem Gleäschleifverfahren bearbeitet werden, ohne daß sie sich gegenseitig beschädigen

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oder die Förder- und Umwälzbewegung behindern.

Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen vertikalen Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 2 zeigt einen vertikalen Längsschnitt gemäß Figur 1.

Figur 3 zeigt eine Ansicht der Stirnfläche des Behälters mit Brems- bzw. Arretiereinrichtung.

Figur 4 zeigt einen vertikalen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform mit Beschickungs- und Entnahmeeinrichtung.

In dem Beispiel der Ausführung gemäß Figur 1 und 2 besteht die Vorrichtung aus einem Arbeitsbehälter 1 mit U-förmigem Querschnitt und linearer Erstreckung. Der Arbeitsbehälter 1 ist horizontal angeordnet. Mit Hilfe, von zwei seitlichen Konsolen 2 ruht er auf Federn oder entsprechenden elastischen Stützen 3.

Unter dem Arbeitsbehälter 1 befindet sich eine Vibrationsvorrichtung 4 mit einem Unwuchtgewicht 5, das sich in Pfeilrichtung f (Figur 1) um eine Achse parallel zur Achse 7 des Arbeitsbehälters 1 dreht. Dadurch wird bewirkt, daß eine in den Arbeitsbehälter 1 eingefüllte

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Masse 6 aus losem Material, z.B. Schleifkörper oder sonstige Behandlungsmittel, die in Figur 1 gezeigte Schüttung annimmt und eine kreisende Bewegung ausführt, deren allgemeine Richtung durch den Pfeil g gekennzeichnet ist.

Koaxial zum Halbzylinder, der den unteren Teil des Arbeitsbehälters 1 bildet, befindet sich eine Achse 7, montiert in den Lagern 8 auf den seitlichen Stirnwänden 9 und 10 des Arbeitsbehälters 1. Diese Achse 7 geht in abgedichteter Form durch die Stirnwand 10 hindurch, so daß sie mit einer außerhalb des Arbeitsbehälters 1 angeordneten Vorrichtung 11 (schematisch) gebremst oder blockiert werden kann. Auf der Achse 7 sind zwei Scheiben 12 im gleichen Abstand von den Stirnwänden 9 und 10 befestigt. An der Peripherie der Scheiben 12 befinden sich abstandsgleiche Vertiefungen 13, die von einer Scheibe zur anderen im gleichen Winkel ausgerichtet sind, so daß ein längliches Werkstück 14, das in zwei korrespondierende Vertiefungen eingelegt wird, genau parallel zur Achse 7 plaziert bleibt und über genügend Spielraum .verfügt, um eine wirksame Behandlung zu gewährleisten.

Die Scheiben 12 sind durch abstandsgleiche, radial orientierte Verbindungsstege 15 miteinander verstrebt. Diese Verbindungsstege 15 bilden Schaufeln, die es der Masse 6 ermöglichen, die durch Achse 7 und die Scheiben 12 gebildete Trommel mit den eingefüllten Werkstücken in Pfeilrichtung g (Figur 1) in Bewegung zu setzen.

In geringem axialem Abstand von den beiden Scheiben 12 sind an der zylindrischen Behälterwandung lotrecht zur

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Achse 7 Führungsschienen 16 angebracht, deren Innenkante 17 zur Achse 7 konzentrisch ist und sich etwas unterhalb der Zahnenden 18 befindet, welche die Vertiefungen 13 voneinander trennen. Diese Führungsschienen 17 verhindern das Herausfallen der Werkstücke aus den Vertiefungen, während sich die Aufnahmeeinrichtung dreht. Führungsschienen 16 enden in geeigneter Höhe 19, damit mindestens zwei paar Vertiefungen 13 der Scheibe 12 am oberen Teil frei sind, um Werkstücke in die Vertiefungen einlegen bzw. wieder herausnehmen zu können (Pfeile h und i in Figur 1).

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Durch die Umwälzbewegung der Masse 6 wird die Trommel samt Beschickung in Pfeilrichtung g gedreht und dabei die gewünschte Bearbeitung der Werkstücke 14 durchgeführt. Da die Umwälzbewegung der Masse 6 im allgemeinen schneller ist als dies einem Behandlungszyklus entsprechen würde, verlangsamt man die Drehbewegung der Aufnahmeeinrichtung mit Hilfe einer Vorrichtung 11. Auf diese Weise kann die Dauer eines Umlaufs ohne weiteres auf die Behandlungsdauer eingestellt werden.

Bei den Ausführungsformen der Figuren 3 bis 5 sind für die Hauptteile die gleichen Bezugsziffern benutzt worden.

Die Aufnahmeeinrichtung nach Figur 4 weist drei abstandsgleiche Scheiben 12 auf, zwischen denen sich zwei Führungsschienen 16 befinden, was die Bearbeitung von Werkstücken 14 verschiedener Länge gestattet.

Die Achse 7 der Aufnahmeeinrichtung kann quadratisches Profil aufweisen und ist zweckmäßigerweise in ihrer ganzen Länge mit einer abriebfesten Kunststoff ummantelung

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versehen, z.B. aus Polyurethan-Elastomer. Diese Kunststoffummantelur.g 20 erstreckt sich bis zu den Lagern 8, wo sie eine Lagerbuchse bildet. Der Wellenhals 21 dient zur Aufnahme eines Schmiermittels. 5

Die Achse 7 und ihre Kunststoffummantelung 20 erstrecken sich durch die Stirnwände 9 und 10 des Arbeitsbehälters. An einem ihrer Enden ist die Achse 7 mit einer Bremsscheibe 22 verbunden, auf deren Zentrum an der Außenfläche ein Druckpedal 23 wirkt, das an einem Kniehebel 24 befestigt ist, der um einen zur Achse 7 senkrecht stehenden Zapfen 25 schwingt und auf einem am Arbeitsbehälter befestigten Holm 26 montiert ist. Auf das freie Ende des Kniehebels 24 wirkt ein z.B.

hydraulischer oder pneumatischer Hebe-bock 27, der auf einem Auflageträger 28 beweglich angebracht ist, der seinerseits mit dem Arbeitsbehälter 1 verbunden ist.

Mit Hilfe dieses Mechanismus kann man einen Ring 30 der Bremsscheibe 22 gegen einen-feststehenden Reibring 29 drücken, der zur Achse 7 koaxial an der Stirnwand 9 befestigt ist. Dieser Reibring 29 trägt einen Belag mit hohem Reibungskoeffizienten, der zusammen mit dem Ring der Bremsscheibe 22 als Scheibenbremse wirkt.

Am anderen Ende der Achse 7 ist das Lager 8 außerhalb des Arbeitsbehälters 1 mit einer Schraube 31 versehen, die mittels eines Distanzringes 32 auf das äußere Ende der Kunststoffummantelung 20 Druck ausübt und folglich auch auf die Achse 7. Dieser Druck gewährleistet gleichzeitig die Dichtigkeit der Lager 8 und eine Spielverringerung, was bei sämtlichen Vibrationsgeräten unerläßlich ist.

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Durch das Anziehen der Bremse wird die Aufnahmeeinrichtung mit dem Arbeitsbehälter kraftschlüssig verbunden und kann durch die Masse 6 (Schleifkörper oder ähnliche Behandlungsmittel) nicht gedreht werden. Wird die Bremse gelöst, z.B. vermittels einer Zeitschaltuhr, welche die Rücknahme des Hebe*rbocks 27 nach Ablauf einer gegebenen Zeit auslöst, wird die Aufnahmeeinrichtung von der Masse 6 wieder in Bewegung gesetzt.

Wie aus Figur 3 hervorgeht, zeigt die Bremsscheibe 22 an ihrer Peripherie die gleiche Anzahl abstandsgleicher Vertiefungen 33, wie die Scheibe 12 der Aufnahmeeinrichtung (Vertiefungen 13). Ein Taster 34, der z.B. wie eine Unterbrechungs- oder Annäherungsschalter funktioniert, löst die Bremstätigkeit der Bremsscheibe 22 aus, indem er das Antriebswerk für den HebeVbock 27 beim Passieren einer Vertiefung 33 oder eines Zahns der Bremsscheibe 22 einschaltet. Wenn sich das Antriebswerk ausschaltet, dreht sich die freigewordene Bremsscheibe 22 um eine Einteilung weiter und der _: Zyklus beginnt von neuem.

Figur 5 zeigt wie man die Werkstücke 14 in die Vorrichtung einbringen und herausnehmen kann. Während des Behandlungszyklus werden diese Arbeitsgänge mit Hilfe der Steuereinrichtung für die Bremsscheibe 22 ausgelöst und synchronisiert, so daß sie jeweils während der Stillstandsphasen der Aufnahmeeinrichtung stattfinden. Bei Stillstand der Aufnahme einrichtung befinden sich von jeder der Scheiben 12 drei Vertiefungen 13 zwischen den oberen Enden der Führungsschienen 16. Auf der Seite für die Beschickung mit den Werkstücken 14 bilden die oberen Ränder der Führungsschienen eine abschüssige Rampe 35,

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die in den entsprechenden Vertiefungen 13 endet. Diese Rampe 35 wird mittels einer vom Arbeitsbehälter 1 unabhängigen Beschickungsvorrichtung 36 bedient, in der die Werkstücke eingeordnet liegen, und die sie in der gevrtinschten Taktfolge dank eines Verteilers 37, z.B. einer Schwingnocke in Winkelform, einzeln fallen läßt. Was die Entleerung anbelangt, so formen die Führungsschienen 16 auf der anderen Seite eine ansteigende Rampe 38, die aus den entspre-chenden Vertiefungen 13 herausführt. Eine gabel- oder kammförmige Entnahmevorrichtung 39» die mit einer zur Achse 7 parallelen Achse 40 beweglich verbunden ist, greift zwischen die Scheiben 12 und die Führungsschienen 13, um die Werkstücke 14 aus der Maschine herauszunehmen und auf der Rampe 38 nach oben zu führen, bis sie eine nach außen geneigte Rampe 41 erreichen, die den Weitertransport gewährleistet. Es ist festzuhalten, daß die Rampe 41 und die Schenkel der Entnahmevorrichtung 39 im wesentlichen eine gerade Linie bilden, wenn die Werkstücke 14 die vorgenannte Rampe 41 erreichen, um ein Herabfallen der Werkstücke zu verhindern.

Die dargestellten Ausführungsformen stellen nur Beispiele dar, die noch in vielfältiger Weise konstruktiv variiert werden können, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird.

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Patentansprüche

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

M.J Vorrichtung zur. Oberflächenbehandlung von langgestreckten Werkstücken nach dem Gleitschleifverfahren, wobei der aus Werkstücken und Behandlungsmitteln bestehende Inhalt eines Arbeitsbehälters durch einen Vibrationsantrieb in eine Schwing- und Umwälzbewegung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Arbeitsbehälter (1) mit U-förmigem Querschnitt und linearer Erstreckung, eine in dessen Stirnwänden (9,10) um eine horizontale Achse (7) drehbar gelagerte, trommelartige Werkstückaufnahmeeinrichtung (12,13,15) sowie mit der zylindrischen Behälterwandung verbundene Führungsschienen (16) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung aus einer Achse (7), wenigstens zwei senkrecht auf der Achse (7) angeordneten Scheiben (12) mit an deren Umfang vorgesehenen Vertiefungen (13) sowie zwischen den Scheiben (12), parallel zur Achse (7) verlaufenden, flächigen Verbindung sstegen (15) besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (16) aus wenigstens zwei senkrecht zur Achse (7) und zu den Scheiben (12) axial versetzt angeordneten Blechen besteht, die konzentrisch zur Achse kreisförmig ausgespart sind, wobei deren Innenkante (17) auf den Durchmesser der kreisförmigen Scheiben (12) in der Weise abgestimmt ist, daß die Vertiefungen (13) zusammen mit den Führungsschienen (16) eine kreisförmige Führung für die zu bearbeitenden Werkstücke (14) bilden.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (11) zum Bremsen oder taktweisen Arretieren der Achse (7) vorgesehen ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührungsschienen (16) die Vertiefungen (13) nur auf einem Teilumfang der Scheiben (12) umschließen, so daß im oberen Teil des Behälters (1) die Vertiefungen (13) zum Beschicken mit und Entnehmen von Werkstücken (14) frei sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß selbsttätige Einrichtungen zum Beschicken (35 bis 37) mit und zur Entnahme (38 bis 41) von Werkstücken (14) vorgesehen sind.
7'. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (7) wenigstens auf einer Seite durch die Stirnwand (9/10) des Behälters (1) herausgeführt ist und dort eine Bremsscheibe (22) trägt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Bremsscheibe (22) mit den Vertiefungen (13) korrespondierende Markierungen oder Vertiefungen (33) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheiben (22) einen Ring (30) trägt, der durch Axialverschiebung

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der Achse (7) gegen einen außen an der Stirnwand (9/10) des Behälters angebrachten Reibring (29) anpreßbar ist.
10. "Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverschiebung mittels taktgesteuerter Hydraulikeinrichtung (27) erfolgt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (7) zwei oder mehr Scheiben (12) und an der zylindrischen Behälterwand entsprechend zwei oder mehr Führungsschienen (16) vorgesehen sind, die in ihrem Axialabstand auf unterschiedliche Werkstücklängen einstellbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (7) mit einer abriebfesten Kunststoff ummantelung, vorzugsweise aus Polyurethan, versehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die flächigen Verbindungsstege (15) radial ausgerichtet sind.

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