CH458031A - Einrichtung zum Mahlen, Mischen und/oder Kneten eines Gutes oder zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken - Google Patents

Description

  
 



  Einrichtung zum Mahlen, Mischen und/oder Kneten eines Gutes oder zur
Oberflächenbearbeitung von Werkstücken
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Mahlen, Mischen und/oder Kneten eines Gutes oder zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mit einem in im wesentlichen waagrechter Lage federnd abgestütztem ringförmigen Arbeitsbehälter, der durch eine senkrechte Umwuchtwelle in Schwingungen versetzbar ist, die vom Arbeitsbehälter umgeben ist und mindestens eine in einem Abstand von der waagrechten Schwerpunktebene des Arbeitsbehälters angeordnete Unwuchtmasse trägt.



   Es sind Einrichtungen solcher Art bekannt, z. B. aus den USA-Patentschriften Nrn. 2 862024 und 3 100 088, deren Arbeitsbehälter einen etwa halbkreisförmigen oder auch rechteckigen Ringquerschnitt aufweist und durch eine der mehrere phasenverschobene Unwuchtmassen, die mit Abständen von der waagrechten Schwerpunktebene des Arbeitsbehälter-Ringes auf einer zentrisch im Ring angeordneten Antriebswelle befestigt sind, in Schwingungen versetzt sind.

   Bei solchen als Schwingmühlen bekannten Einrichtungen führt der aus dem Mahlgut oder auch aus Werkstücken und Schleif- oder Poliermitteln bestehende Behälterinhalt bei seinem der Ringbahn folgenden   Rewegugs-    verlauf gleichzeitig eine Umwälzbewegung im Ringquerschnitt aus, so dass eine in sich zu einem Ring geschlossene Schraubengangbahn der Bestandteile des Behälterinhaltes erzeugt ist, die beim Durchwandern dieser Bahn Relativbewegungen zueinander ausführen.



  Der hierbei ablaufende Arbeitsprozess nimmt verhältnismässig viel Zeit in Anspruch.



   Ferner sind Einrichtungen bekannt, z. B. aus der deutschen Patentschrift Nr. 937 035 und den französischen Patentschriften Nrn. 1 264 038 und 1 344 181, die zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken dienen, welche zusammen mit Schleif- oder Poliermitteln, gegebenenfalls auch mit Flüssigkeit, im Behälter angeordnet und als Folge einer Dreh- und überlagerten Schwingbewegung des Arbeitsbehälters zu einer Relativbewegung gegenüber den Schleif- und Poliermitteln gebracht werden.

   Die Arbeitsbehälter führen hierbei ihre Drehbewegung um eine waagrechte oder geneigte Achse mit einer derart begrenzten Drehgeschwindigkeit aus, dass der aus den Werkstücken und ihren Bearbeitungsmitteln bestehende, den Behälter in der Höhenrichtung nur teilweise füllende Behälterinhalt im Behälter eine schrägliegende Oberflächenschicht bildet, die aus den mit der Behälterdrehung hochwandernden Bestandteilen des Behälterinhaltes ständig neu entsteht und aus der die Bestandteile auf der abwärts drehenden Behälterseite laufend nach unten in den dort der Behälterdrehung folgenden Teil der Masse des Behälterhinhaltes gefördert werden. Die Masse des Behälterinhaltes bildet bei diesen Einrichtungen also einen Abschnitt des Behälterquerschnittes mit schrägliegender oberer Begrenzung.

   Der Arbeitsprozess nimmt indessen auch bei solchen Einrichtungen verhältnismässig viel Zeit in Anspruch.



   Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Einrichtung bei der die Intensität der Einwirkung wesentlich erhöht und daher der Arbeitsprozess verkürzt ist.



   Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum des Arbeitsbehälters am Aussenumfang über die Ebene des grössten Behälterdurchmessers in der Höhenrichtung hin ausreichend konkav begrenzt und der Arbeitsbehälter durch einen drehelastischen Antrieb mit solcher Drehung um die Ringachse angetrieben ist, dass die in dem der Arbeitsbehälter-Drehung folgenden Behälterinhalt herrschende Resultierende aus der Fliehkraft und dem Gewicht kleiner ist als die periodisch in die umgekehrte Richtung der Resultierenden fallende Beschleunigungskraft aus der Schwingbewegung.



   Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.  



   Die einzige Figur zeigt schematisch einen Längsschnitt der erfindungsgemässen Einrichtung.



   Der Ringraum des im   wesentlichen    waagrecht angeordneten, ringförmigen Arbeitsbehälters 1 ist über die Ebene x-x des grössten Behälterdurchmessers in der Höhenrichtung hin ausreichend aussen bei 2 konkav begrenzt. Der Behälter 1 ist durch Federn 3 abgestützt, die unter der je nach dem Füllungszustand des Behälters in oder in der Nähe der Ebene x-x sich ergebenden waagrechten Schwerpunktebene des Arbeitsbehälters am Behälter derart geneigt angreifen, dass ihre Mittelachsen sich in oder über der Schwerpunktebene in einem im wesentlichen auf der Ringachse y-y des Behälters 1 liegenden Punkt schneiden.



   Die Arbeitsfedern 3 sind von einem durch Lager 4 und 5 um die Ringachse y-y drehbeweglich gelagerten Widerlagerteil 6 getragen. Dieser   Widerlagertell    6 ist vom Antriebsmotor 7 in Drehung versetzbar. Der Arbeitsbehälter 1 wird also über die Federn 3 drehelastisch angetrieben.



   Eine konzentrisch vom Widerlagerteil 6 umgebene Unwuchtwelle 10 ist über eine elastische Kupplung 9 mit dem Motor 8 verbunden. Diese Unwuchtwelle 10 ist mittels Lagern 11 und 12 an mit dem Arbeitsbehälter 1 starr verbundenen Teilen 13 drehbar gelagert.



  Die Unwuchtmassen 14 und 15 sind auf der Unwuchtwelle 10 zueinander phasenverschoben angeordnet. Die Unwuchtmasse 14 ist mit Abstand unter der mit der Ebene x-x zusammenfallenden oder in deren Nähe sich erstrechenden, waagrechten Schwerpunktebene des Behälters 1 angeordnet, während die Unwuchtmasse 15 sich im wesentlichen in oder über der Schwerpunktebene befindet.



   Durch die sich drehende Unwuchtwelle 10 wird dem Arbeitsbehälter 1 in an sich bekannter Weise eine Kippschwingung erteilt, bei der die Achse der Unwuchtwelle 10 eine Bahn beschreibt, welche die auf der Unwuchtwellenachse gelegenen Punkte in ihren Momentanlagen etwa eine schräg auf der Mantelfläche eines Hyperboloiden gelegene Mantelllinie bilden lässt, die auf der Mantelfläche kreisend verschoben wird.



  Der Behälterinhalt führt dabei eine Umwälzbewegung in Pfeilrichtung im Ringquerschnitt und ausserdem eine Fortwanderungsbewegung im Ringraum aus. Dadurch kommt ein schraubenförmiger Bewegungsverlauf zustande. Durch das unterschiedliche Bewegungsverhalten der Bestandteile des Behälterinhaltes führen die Bestandteile bei der Kippschwingung Relativbewegung zueinander aus, wobei ferner die aus der Schwingbewegung herrührenden   Beschleunigungs-und    Verzögerungskräfte eine wechselnde Pressung zwischen den Bestandteilen verursachen.



   Wird ausserdem der Behälter 1 durch den Antriebsmotor 7 in eine Drehbewegung um die Ringachse y-y versetzt, so entsteht im Behälterinhalt eine Fliehkraft F; ferner ist im Behälterinhalt die Schwerkraft G wirksam.



  Beide Kräfte setzen sich zusammen zur resultierenden Kraft R. Die Drehzahl des Behälters 1 und dessen Ringdurchmesser werden nun so bemessen, dass die resultierende Kraft R kleiner ist als die periodisch in ihre umgekehrte Richtung fallende Beschleunigungskraft aus der Schwingbewegung des Behälters. Die Fliehkraft bewirkt eine vermehrte Pressung zwischen den Bestandteilen des Behälterinhaltes und daher ein vermehrtes gegenseitiges Einwirken seiner Bestandteile, jedoch bleibt ein Auflockerungseffekt mit entsprechenden Relativbewegungen der Bestandteile als Folge der Begren  zung    der Grösse der resultierenden Kraft R erhalten.



   Das Behältergut nimmt bei der gleichzeitigen Schwing- und Drehbewegung des Behälters unter Beibehaltung der Schraubengangbewegung in der Kreisrichtung des Behälterringes eine Füllungsform an, die in dem von der Behälterwand freien Bereich der Linie
17 folgt.



   Da die Schwingbewegung des Behälters auf geschlossenen Kurvenbahnen erfolgt, deren Krümmung auf einen Bahnteil in die Drehrichtung des Behälters weist und auf dem übrigen Bahnteil der Drehrichtung entgegengerichtet ist, ergibt sich eine Behälterdrehung mit periodisch wechselnder Winkelgeschwindigkeit, die ihrerseits die intensive Relativbewegung der Bestandteile des Behälterinhaltes weiterhin vermehrt.



   Entsprechend der intensiven Relativbewegung und der fliehkraftbedingten Vermehrung der zwischen den Bestandteilen des   Behälterinhaltes    mit periodisch wechselnder Grösse auftretenden Pressung sind die Blestandteile zu einer solchen Einwirkung aufeinander gebracht, dass Arbeitsprozesse des Mahlens, Mischens, Knetens oder Oberflächenbearbeitens von Werkstücken mit kurzen Betriebszeiten durchführbar sind. Beim Ablauf des Arbeitsprozesses verhindert die äussere konkave Begrenzung des   Behälter-Ringraumes,    dass die Bestandteile des Behälterinhaltes aus dem Behälter geschleudert werden. Vielmehr werden die Bestandteile ständig in die Bahn einer im Querschnitt des Behälter-Ringraumes als Folge der Schwingbewegung des Behälters ausgeführten Umwälzbewegung geleitet.

   Der Arbeitsbehälter kann demzufolge an seiner Oberseite offen gestaltet sein, wodurch die Bildung von inneren Überdrücken im Arbeitsbehälter verhindert ist und der Arbeitsprozess laufend überwacht werden kann. Darüber hinaus ist das Einfüllen der Bestandteile in den Behälter und deren Entnahme aus dem Behälter ohne eine Betätigung von Behälterverschlüssen ermöglicht. Der elastische Drehantrieb des Behälters hat zur Folge, dass die   Über-    lagerung der Drehbewegung und der Schwingbewegung des Behälters frei zur Entfaltung kommen kann.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zum Mahlen, Mischen und/oder Kneten eines Gutes oder zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mit einem in im wesentlichen waagrechter Lage federnd abgestützten ringförmigen Arbeitsbehäl ter, der durch eine senkrechte Unwuchtwelle in Schwingungen versetzbar ist, die vom Arbeitsbehälter umgeben ist und mindestens eine in einem Abstand von der waagrechten Schwerpunktebene des Arbeitsbehälters angeordnete Unwuchtmasse trägt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum des Arbeitsbehälters (1) am Aussenumfang über die Ebene (x-x) des grössten Behälterdurchmessers in der Höhenrichtung hinausreichend konkav begrenzt und der Arbeitsbehälter (1) durch einen drehelastischen Antrieb mit solcher Drehung um die Ringachse (y-y) angetrieben ist, dass die in dem der Arbeitsbehälter-Drehung folgenden Behälterinhalt herrschende Resultierende (R) aus der Fliehkraft (F)

   und dem Gewicht (G) kleiner ist als die periodisch in die umgekehrte Richtung der Resultierenden (R) fallende Beschleunigungskraft aus der Schwing- bewegung.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das die Abstützfedern (3) des Ar beitsbehälters (1) tragende Widerlagerteil (6) von einem Antriebsmotor (7) in Drehbewegung versetzbar ist, wo bei der Arbeitsbehälter (1) drehelastisch angetrieben wird.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in behälter festen Teilen (13) gelagerte Unwuchtwelle (10) vom Widerlagerteil (6) der Abstützfedern (3) konzentrisch umgeben ist.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtwelle (10) zwei zueinander phasenverschobene Unwuchtmassen (14, 15) trägt, von denen eine Un wuchtmasse (14) mit Abstand unter der waagrechten Schwerpunktebene, und die andere Unwuchtmasse (15) im wesentlichen in oder über der Schwerpunktebene des Arbeitsbehälters (1) angeordnet ist, dessen Ab stützfedern (3) mit Abstand unter der Schwerpunktebene am Behälter (1) angreifen und derart geneigt angeordnet sind, dass ihre Mittelachsen sich in einem in oder über der Schwerpunktebene gelegenen, mit der Ringachse (y-y) des Arbeitsbehälters (1) im wesentlichen zusammenfallenden Punkt schneiden.