DE4110701C2 - Fliehkraftgleitschleifmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftgleitschleifmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei Fliehkraftgleitschleifmaschinen dieser Art wird der drehbare Abschnitt des Behälters derart angetrieben, daß in dem zweiteiligen Arbeitsbehälter ein toroidaler Strom der nachfolgend als "Masse" bezeichneten Mischung von Schleifmitteln und Werkstücken erzeugt wird und dadurch die Werkstücke an ihrer Oberfläche bearbeitet werden. Die Temperatur der Masse vergrößert sich in der Regel unter dem Einfluß von während des Bearbeitungsvorgangs erzeugter Reibungswärme. In extremen Fällen wird die Temperatur der Masse bis auf etwa 100°C erhöht. Bei einem derartigen Temperaturanstieg in der Masse werden die in der Regel aus Urethan, Gummi od. dgl. bestehenden Auskleidungen des zweiteiligen Arbeitsbehälters thermisch ausgedehnt. Infolge dieser thermischen Ausdehnung wird der Durchmesser der die Innenfläche des drehbaren Abschnitts be­ deckenden Auskleidung vergrößert. Eine Vergrößerung des Durchmessers der Auskleidung wird außerdem durch das Gewicht der Masse oder die bei der Drehung des drehbaren Abschnitts entstehende Zentrifugalkraft verursacht. Die Größe des Spalts zwischen dem stationären Abschnitt und dem drehbaren Abschnitt wird durch die Vergrößerung der Auskleidungsdurchmesser verkleinert, was zu einer Berührung zwischen dem drehbaren Abschnitt und der Auskleidung des stationären Abschnitts führen kann. Der Spalt zwischen dem stationären und dem drehbaren Abschnitt muß außerdem relativ klein sein, um Abnutzungen aufgrund des Eintritts von Schleifmittel od. dgl. in den Spalt zu verhindern. Der Spalt kann daher nicht entsprechend der thermischen Ausdehnung der Auskleidungen vergrößert werden.

Mittel zur Vermeidung der Vergrößerung des Durchmessers der die Innenfläche des drehbaren Abschnitts bedeckenden Auskleidung sind bekannt (vgl. offengelegte japanische Gebrauchsmusteranmeldungen 48-74392 von 1973 und 62-29248 von 1987). In den beiliegenden Fig. 3 und 4 sind diese Mittel dargestellt.

Gemäß Fig. 3 ist an einen aus Stahl bestehenden Boden eine Stopperkante 51 einstückig angeformt, die an einer etwas innerhalb des Umfangsrandes des drehbaren Abschnitts 50 gelegenen Stelle vom Boden aufragt und sich über dessen gesamten Umfang erstreckt. Die Stopperkante 51 dient als Staukörper zur Verhinderung thermischer Ausdehnungen einer Auskleidung 52 nach außen. Dagegen ist die Stopperkante 51 nach Fig. 4 derart an einen drehbaren Abschnitt 50 angeformt, daß sie von dessen äußerem Umfangsrand aufragt und einer Auskleidung 54 unmittelbar gegenüber liegt, welche die Innenfläche des stationären Abschnitts 53 bedeckt. Jede der beiden erwähnten Konstruktionen kann eine Ausdehnung der Auskleidung wirksam einschränken.

Obgleich das oben erläuterte Problern, das sich aus der thermischen Ausdehnung der Auskleidung ergibt, mit jeder der beiden bekannten Konstruktionen vermieden werden kann, ergibt sich bei beiden Konstruktionen ein neues Problem.

Die Auskleidungen des zweiteiligen Arbeitsbehälters unterliegen während des Bear­ beitungsprozesses einem allmählichen Verschleiß. Dadurch wird das Oberteil der Stopper­ kante 51 beim allmählichen Verschleiß der Auskleidung freigelegt. In manchen Fällen wird das Oberteil der Stopperkante 51 auch über fast die gesamte Länge zerspant, ohne tatsäch­ lich freigelegt zu werden. Ist die Stopperkante 51 erst einmal abgenutzt, dann hört sie auf, als Staukörper gegen Ausdehnungen der Auskleidung zu wirken.

Beim erneuten Auskleiden des Arbeitsbehälters müssen alle Komponenten des drehbaren Abschnitts einschließlich des Bodens 50a durch neue ersetzt werden, da die Stopperkante 51 mit dem Boden 50a aus einem Stück besteht. Folglich erfordern die Reparaturarbeiten eine Menge Zeit und die Reparaturkosten sind relativ groß. Weiterhin ist bei den bekannten Konstruktionen die Standzeit der Auskleidungen 52 durch einen aus Fig. 3 ersichtlichen Abstand S zwischen der Oberkante des Oberteils der Stopperkante 51 bis zum oberen Ende der darüber befindlichen Auskleidung 52 begrenzt. Die zeitlichen Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Erneuerungen der Auskleidungen sind daher klein. Da außerdem ein Verschleiß der Stopperkante 51 einen Ersatz des gesamten drehbaren Behälterabschnitts erfordert, muß das Ausmaß des Verschleißes der Stopperkante 51 streng kontrolliert werden, was lästige Überwachungstätigkeiten zur Folge hat.

Wenn beim erneuten Auskleiden des drehbaren Behälterabschnitts nur dieser selbst gegen einen neuen ausgetauscht wird, ergibt sich zwischen dem abgenutzten Teil des stationären Abschnitts und einer Gleitfläche des drehbaren Abschnitts eine Stufe, die beim Bear­ beitungsprozeß einen toten Raum bildet, der einen schlechten Einfluß auf den Bear­ beitungsvorgang hat. Infolgedessen muß auch der ortsfeste Behälterabschnitt gegen einen neuen ausgetauscht werden, selbst wenn er nur vergleichsweise geringfügig abgenutzt ist

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichnete Fliehkraft­ gleitschleifmaschine derart auszubilden, daß die Standzeiten der Auskleidungen des zweitei­ ligen Arbeitsbehälters vergrößert und die Reparaturarbeiten vereinfacht werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Bei der erfindungsgemäßen Zentrifugalgleitschleifmaschine wird das Stopperteil ebenso wie die Auskleidung des drehbaren Behälterabschnitts allmählich abgeschliffen. Eine Erneuerung der Auskleidung muß erfolgen, bevor der Boden des drehbaren Abschnitts abgenutzt wird. Beim Erneuern der Auskleidung wird diese vom drehbaren Abschnitt entfernt. Das abgenutzte Stopperteil wird dann vom drehbaren Behälterabschnitt entfernt, worauf ein neues Stopperteil an dem drehbaren Abschnitt angebracht und danach die Auskleidung montiert wird.

Selbst wenn der Verschleiß der Auskleidung des drehbaren Behälterabschnitts in hohem Maße fortgeschritten ist, braucht nicht der gesamte drehbare Abschnitt ersetzt werden. Es ist nur erforderlich, das Stopperteil gegen ein neues auszutauschen. Infolgedessen werden die Kosten der Auskleidung reduziert, und die Auskleidungsarbeiten können schnell durchgeführt werden. Die Standzeit für die Auskleidung des drehbaren Abschnitts wird vergrößert, da diese benutzt werden kann, bis der Boden des drehbaren Abschnitts erreicht ist. Infolgedessen ist auch die Standzeit des zweiteiligen Arbeitsbehälters größer.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vergrößerten Längsschnitt durch ein Teil eines zweiteiligen Arbeitsbehälters einer erfindungsgemäßen Fliehkraftbearbeitungsmaschine und

Fig. 2 die Vorderansicht der gesamten Fliehkraftbearbeitungsmaschine.

Nach Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Grundrahmen der Fliehkraftgleitschleif­ maschine. Ein Eimerförderer 2 ist auf der in Fig. 2 rechten Seite des Grund­ rahmens 1 montiert, um eine aus Schleifmittel und Werkstücken bestehende Masse in einen zweiteiligen Arbeitsbehälter 3 zu befördern. Ein Eimer 4 des Eimerförderers 2 wird mittels eines Antriebsmotors 6 und einer mit Hilfe einer Vielzahl von Kettenrädern straff gehal­ tenen Kette 5 zwischen einer Bereitschaftsstellung und einer Einfüllstellung von unten nach oben bzw. umgekehrt bewegt. Die Bereitschaftsstellung des Eimers 4 befindet sich unter einem distalen Ende eines Siebförderers 7, der weiter unten beschrieben wird. In der Bereitschaftsstellung werden von dem Siebförderer 7 herabfallende Schleifmittel vom Eimer 4 aufgenommen, während noch nicht behandelte Werkstücke von einer Bedienungs­ person in den Eimer 4 eingefüllt werden. Die Einfüllstellung des Eimers 4 ist schräg oberhalb des zweiteiligen Arbeitsbehälters 3 angeordnet. Wenn der Eimer 4 diese Einfüll­ stellung erreicht, ist er um einen vorgegebenen Winkel geneigt, so daß die Masse in den zweiteiligen Arbeitsbehälter 3 eingefüllt werden kann.

An einer Seite des Eimerförderers 2 ist ein Stützrahmen 8 montiert. Der zweiteilige Arbeitsbehälter 3 ist von einem am Stützrahmen 8 befestigten Lager derart getragen, daß er um eine Stützwelle 9 des Lagers gedreht werden kann. Die Stützwelle 9 ist über eine Kette 12 mit einem Reversiermotor 11 für den Arbeitsbehälter gekoppelt, so daß dieser durch Drehen des Reversiermotors 11 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung in beide Richtungen geschwenkt werden kann. Insbesondere kann der zweiteilige Arbeitsbehälter 3 in Fig. 2 im Uhrzeigersinn geschwenkt werden, wenn er mit dem in der Einfüllstellung befindlichen Eimer 4 mit Masse gefällt werden soll. Dagegen wird der Arbeitsbehälter 3 um etwa 180° im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 1 geschwenkt, wenn die Masse auf den Siebför­ derer 7 fallen soll. Außerdem ist in einem auf dem Grundrahmen 1 angeordneten Steuerpult eine nicht dargestellte Folgesteuerung vorgesehen, um den Reversiermotor 11, den Antriebsmotor 6, einen Antriebsmotor 14, der den zweiteiligen Arbeitsbehälter 3 in Rotation um seine Achse versetzen kann, und einen Vibrationsmotor 24 für den Sieb­ förderer 7 in der weiter unten beschriebenen Reihenfolge anzusteuern.

Um alle Anteile der Masse, die während der Bearbeitung aus dem zweiteiligen Ar­ beitsbehälter 3 herausgeschleudert wird, auf den Siebförderer 7 zu lenken, ist eine Rutsche 15 vorgesehen. Die Rutsche 15 ist nach Art einer Tülle und an ihren beiden Seiten bogenförmig ausgebildet.

Der Siebförderer 7 ist dicht unterhalb des zweiteiligen Arbeitsbehälters 3 derart angeordnet, daß sich die unterste Öffnung der Rutsche 15 über einem Ende des Siebförderers 7 öffnet. Der Siebförderer 7 weist ein Drahtnetz 16 aufs das sich über seine Gesamtlänge erstreckt, um die Werkstücke und die Schleifmittel voneinander zu trennen. Das Drahtnetz 16 dient außerdem als Transportpfad für die Werkstücke, während der unterhalb des Drahtnetzes 16 angeordnete Boden des Siebförderers 7 als Transportpfad für die Schleifmittel dient. Der Vibrationsmotor 24 ist an einer Seite des Siebförderers 7 derart montiert, daß die Werk­ stücke und die Schleifmittel durch die von ihm erzeugte Vibration längs des jeweiligen Pfads gefördert werden. Eine nicht dargestellte Entnahmerutsche ist mit dem Ende des Transport­ pfads für die Werkstücke verbunden. Dagegen ist das Ende des Transportpfads für die Schleifmittel oberhalb der Bereitschaftsstellung für den Eimer 4 angeordnet, so daß das Schleifmittel zur Wiederverwendung in den Eimer 4 zurückgeführt werden kann.

Der zweiteilige Arbeitsbehälter 3 besitzt einen zylindrischen, stationären Abschnitt 17 mit einem nach oben offenen Ende und einen drehbaren Abschnitt 13, der koaxial im sta­ tionären Abschnitt 17 derart angeordnet ist, daß er vom Antriebsmotor 14 für den Ar­ beitsbehälter 3 angetrieben werden kann.

Nach Fig. 1 ist der ortsfeste Abschnitt 17 beispielsweise aus Stahl hergestellt und mit einem schalenförmigen Boden 17a und einer zylindrischen Seitenwand 17b versehen. Ein Flansch 17c, der mit dem unteren Ende der Seitenwand 17b aus einem Stück besteht, ist auf das obere Ende des Bodens 17a aufgelegt und dort mit Bolzen befestigt, wodurch die Seitenwand 17b mit dem Boden 17a fest verbunden ist. Eine z. B. aus einem Urethanharz hergestellte Auskleidung 18 deckt die innere Mantelfläche der Seitenwand 17b ab, wobei die Innenfläche als Auflage dient. Anstelle einer Auskleidung aus einem Urethanharz könnte beispielsweise auch eine Auskleidung aus Gummi verwendet werden. An ihrem unteren Ende ist die Auskleidung 18 mit einer schräg nach unten verlaufenden Fläche 18a versehen. Durch senkrechtes Abschneiden des unteren Abschnitts zwischen der schrägen Fläche 18a und dem unteren Ende der Auskleidung 18 wird eine Innenmantelfläche 18b gebildet.

Der drehbare Abschnitt 13 des Arbeitsbehälters 3 ist unter der Seitenwand 17b des stationären Abschnitts 17 derart angeordnet, daß er konzentrisch mit diesem ist und zwischen, dem Boden 17a des stationären Abschnitts und dem drehbaren Abschnitt 13 ein Abflußraum entsteht. Zur Abdeckung der gesamten Innenfläche eines aus Stahl bestehen­ den Bodens 13a des drehbaren Abschnitts 13 ist entsprechend wie beim stationären Abschnitt 17 eine Auskleidung 19 vorgesehen. Der drehbare Abschnitt weist an seinem äußeren Umfangsrand eine größere Dicke als im übrigen Bereich auf. Die Auskleidung 19 weist eine schräg verlaufende Fläche 19a auf die eine kontinuierliche Fortsetzung der schrägen Fläche 18a der Auskleidung 18 des stationären Abschnitts 17 bildet. Die äußere Umfangsfläche ist senkrecht abgeschnitten, um eine der Innenumfangsfläche 18b gegenüberliegende Außenumfangsfläche 19b zu erhalten, wobei zwischen diesen beiden Flächen ein über ihren gesamten Umfang erstreckter, schmaler Spalt von etwa 0,3 bis 1 mm gebildet ist.

Auf dem äußeren Umfangsrand des drehbaren Abschnitts 13 ist ein Befestigungsrand 22 von vorgewählter Breite ausgebildet. Eine Aufnahmenut 23, in die ein Stopperteil 21 eingesetzt ist, ist in der oberen Oberfläche des Befestigungsrandes 22 ausgebildet und erstreckt sich über dessen gesamten Umfang. Das Stopperteil 21 ist aus einer Stahlplatte hergestellt. Beim Ausführungsbeispiel ist ein als Stopperteil 21 dienender Stahlring gleichmäßig in drei Stücke geteilt, wobei jedes Stück die Form eines Bogens besitzt. Vor der Auskleidung des drehbaren Abschnitts 13 werden diese Stücke lösbar in der Aufnahmenut 23 angeordnet und dabei so positioniert, daß zwischen je zwei benachbarten dieser Stücke ein gewisser Zwischenraum vorhanden ist, der der thermischen Ausdehnung jedes dieser Stücke in Umfangsrichtung Rechnung trägt. Jedes Stück ist als Folge des Auskleidungsprozesses bis zu einer vorbestimmten Tiefe in der Auskleidung eingebettet. Die Höhe derjenigen Abschnitte der einzelnen Stücke mit der sie aus der Aufnahmenut 23 herausragen, ist derart eingestellt, daß eine Ausdehnung der Auskleidung 19 wirksam gehemmt wird. Der außerhalb des Stopperteils 21 angeordnete Teil der Auskleidung 19 dient als Schutzwand 19b.

Die beschriebene Fliehkraftgleitschleifmaschine arbeitet wie folgt:
Noch nicht bearbeitete Werkstücke werden in den das Schleifmittel enthaltenden Eimer 4 gegeben, der sich in der Bereitschaftsstellung befindet. Der Antriebsmotor 6 wird einge­ schaltet, um den Eimerförderer 2 derart anzutreiben, daß der Eimer 4 bis in die Einfüll­ stellung angehoben wird. Wenn der Eimer 4 die Einfüllstellung erreicht hat, wird er in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise gekippt. Außerdem wird der Reversiermotor 11 eingeschaltet, um den zweiteiligen Arbeitsbehälter 3 zu dieser Zeit etwas in Richtung des Eimers 4 zu verschwenken. Dadurch wird die im Eimer 4 enthaltene Masse in den Arbeitsbehälter 3 eingefüllt. Danach wird der zweiteilige Arbeitsbehälter 3 in seine ursprüngliche Stellung zurückgeschwenkt, und danach wird schließlich der Antriebsmotor 14 eingeschaltet, um den Arbeitsbehälter 13 in Umdrehungen zu versetzen, damit die Werkstücke bearbeitet werden.

Eine schlammige Mischung von verbrauchten Schleifmitteln, Wasser und dgl., die während der Bearbeitungsoperation erzeugt wird, fließt durch den Spalt zwischen dem drehbaren Abschnitt 13 und dem stationären Abschnitt 17 in den Abflußraum 20, um in diesem zurückgehalten zu werden. Nach Vollendung des Bearbeitungsprozesses wird die schlam­ mige Mischung aus dem Abflußraum 20 ablaufen gelassen. Die thermische Ausdehnung der Auskleidung 19 des drehbaren Abschnitts 13 wird durch das Stopperteil 21 wirksam eingeschränkt.

Nach Vollendung des Bearbeitungsprozesses wird der Antriebsmotor 14 abgeschaltet und der Reversiermotor 11 eingeschaltet, um den zweiteiligen Arbeitsbehälter 3 um etwa 180° im Gegenuhrzeigersinn nach Fig. 2 zu verschwenken. Dadurch wird die Masse aus dem Arbeitsbehälter 3 auf das Drahtnetz 6 des Siebförderers 7 befördert irgendwelche Teile der Masse, die während des Betriebs aus dem zweiteiligen Arbeitsbehälter 3 herausgeschleudert werden, werden mittels der Rutsche 15 aufgefangen und längs derselben auf den Sieb­ förderer 7 umgelenkt.

Das Drahtnetz 16 des Siebförderers 7 trennt die Werkstücke von den Schleifmitteln. Wenn dann der Vibrationsmotor 24 eingeschaltet wird, werden die Werkstücke und die Schleif­ mittel aufgrund der Vibration weitergefördert. Die Werkstücke werden mittels der nicht dargestellten Entnahmerutsche ausgeschleust, während die Schleifmittel vom Ende des Siebförderers 7 in den in Bereitschaftsstellung befindlichen Eimer 4 fallen, um beim nächsten Bearbeitungsprozeß wieder verwendet zu werden.

Wenn die Auskleidungen 18 und 19 des stationären und drehbaren Behälterabschnitts 17 bzw. 13 im Laufe der Zeit verschleißen, wird zu gegebener Zeit eine Erneuerung der Auskleidungen durchgeführt. In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß die Auskleidung 19 erst dann durch Verbrennen oder auf andere Weise vom drehbaren Abschnitt 13 entfernt zu werden braucht, wenn ihr Verschleiß schon so weit fortgeschritten ist, daß das Stopperteil 21 frei liegt. Anschließend wird jedes Stück des Stopperteils 21 aus der Aufnahmenut 23 herausgenommen und damit auch vom Boden 13a des drehbaren Abschnitts 13 entfernt. Wenn dann ein neues Stopperteil 21 und danach eine neue Auskleidung angebracht wird, ist der Abschnitt 13 wiederhergestellt. Daraus folgt, daß selbst dann, wenn die Auskleidung so stark verschlissen ist, daß das Stopperteil 21 frei liegt, nur das Stopperteil selbst gegen ein neues Stopperteil ausgetauscht werden braucht, ohne daß auch der gesamte drehbare Abschnitt 13 erneuert werden muß, wodurch die Arbeiten zur Erneuerung der Auskleidung vereinfacht und die Kosten für eine Auskleidung reduziert werden.

Da das Stopperteil 21 in drei Stücke geteilt ist, kann die Montage bzw. Demontage des Stopperteils 21 sehr leicht vorgenommen werden, wodurch sich insbesondere bei sehr großen Arbeitsbehältern Vorteile ergeben.

Bei den Konstruktionen nach dem Stand der Technik muß eine Auskleidung erneuert werden, wenn das Stopperteil frei liegt. Daher ist der Bereich des Verschleißes für die Auskleidung klein, und der Fortgang des Verschleißes muß häufig überprüft werden. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der erlaubte Verschleißbereich der Auskleidung 19 von ihrer äußeren Oberfläche bis zur oberen Oberfläche des Befesti­ gungsrandes 22, so daß dieser Verschleißbereich einen Teil des Stopperteils 21 umfaßt. Der zulässige Verschleißbereich ist in Fig. 1 als Maß W angegeben. Da der zulässige Verschleiß­ bereich der Auskleidung auf diese Weise größer als beim Stand der Technik ist, ist die Standzeit der Auskleidung entsprechend größer. Folglich ist eine häufige Überwachung des Verschleißes nicht erforderlich.

Das Stopperteil 21 kann auch aus einem Material hergestellt werden, das sich von dem des Bodens des drehbaren Abschnitts des Arbeitsbehälters 3 unterscheidet. Außerdem kann das Stopperteil 21 aus einem anderen Material als Metall hergestellt werden, wenn nur das andere Material eine wirksame Hemmung der thermischen Ausdehnung der Auskleidung bewirkt.

Im übrigen braucht das Stopperteil 21 nicht unbedingt in drei oder eine andere Anzahl von Stücken unterteilt werden. Insbesondere im Falle von relativ kleinen Arbeitsbehältern wäre es beispielsweise auch möglich, als Stopperteil einen einstückigen Ring zu verwenden.

Claims (5)

1. Fliehkraftgleitschleifmaschine mit einem zweiteiligen Arbeitsbehälter, der einen ortsfesten Abschnitt und einen koaxial in diesem montierten und relativ zu diesem dreh­ baren Abschnitt aufweist, mit einem schmalen Spalt zwischen den beiden Abschnitten, mit aus einem elastischen Material bestehenden, die Innenseiten der beiden Abschnitte bedeckenden Auskleidungen und mit einem in die Auskleidung des drehbaren Abschnitts ragenden und zur Hemmung einer thermischen Ausdehnung derselben bestimmten Stopperteil, das in der Nähe vom äußeren Umfangsrand des drehbaren Abschnitts an­ geordnet ist und in Umfangsrichtung vom Boden des drehbaren Abschnitts aufragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Stopperteil (21) lösbar mit dem Boden (13a) des drehbaren Abschnitts (13) verbunden ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (13a) des drehbaren Abschnitts (13) einen ringförmigen, am äußeren Umfang desselben ausgebildeten Befestigungsrand (22) aufweist, der mit einer über seinen gesamten Umfang erstreckten Aufnahmenut (23) versehen ist, in die das Stopperteil (21) eingesetzt ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stopperteil (21) in eine Mehrzahl von Stücken unterteilt ist, die in die Aufnahmenut (23) eingesetzt sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stopperteil (21) aus Stahl besteht.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stopperteil (21) aus einem Material besteht, das sich von dem Material, das den Boden (13a) des drehbaren Abschnitts (13) bildet, unterscheidet