Vibrier-Oberflächenbearbeitungsmaschine mit automatischer Trennung der Werkstücke von den Bearbeitungsmitteln Die Erfindung bezieht sich auf eine Vibrier-Oberflä- chenbearbeitungsmaschine unter Einschluss eines etwa ring- oder kreisförmigen Behälters, in welcher eine Masse, bestehend aus Werkstücken und Poliermitteln, einer kreisförmigen Bearbeitungsbewegung unter gleich zeitigem Vorwärtswandem im Behälter unterzogen wird, worauf nach Beendigung des jeweiligen Bearbeitungspro zesses die gesamte Masse zu einer Trennzone befördert wird, in welcher die fertig bearbeiteten Werkstücke automatisch von den Bearbeitungsmitteln getrennt und ohne Drehen,
Kippen oder sonstigen Bewegen des Behäl ters ausgestossen werden.
Apparate der genannten Bauart haben sich als wirk sam und wirtschaftlich erwiesen, weisen jedoch den Nachteil auf, dass wegen einer die Richtung bestimmen den Trennvorrichtung die kreisförmige Bearbeitungsbe wegung innerhalb des Behälters nur in einer Richtung fortschreitet. Dies kann zu Befürchtungen Anlass geben, dass relativ grosse Werkstücke ungleichmässig bearbeitet werden.
Im weiteren waren, um eine Masse zu einer Trenn vorrichtung, wie einem Sieb, zu befördern, verschiedene Wartungsarbeiten notwendig. So konnte beispielsweise ein bogenförmiger Kanal von halbkreisförmigem Quer schnitt, gelegentlich als Spiralrampe bezeichnet, weg nehmbar in den Behälter eingeführt werden, um die Masse auf das Sieb anzuheben, was intensive Arbeit benötigte und zeitraubend war. Nach einem andern Vorschlag konnte eine grosse spiralförmige Rampe fest innerhalb des Behälters angeordnet sein. Der von dieser Rampe belegte Teil des Behälters diente lediglich als Transportabschnitt für die Masse und setzte daher die Bearbeitungskapazität des Behälters bis zu<B>5001,</B> herab.
Auch war die vom Ende der Rampe in den Behälter fallende Masse harten Schlägen ausgesetzt, was zu Schlagspuren in den bearbeiteten Werkstücken führte.
Ebenfalls bekannt sind verschiedene Typen von Ab- streifplatten. So konnte beispielsweise eine solche Platte fest mit dem Boden des dazugehörigen Behälters verbun den sein, derart, dass sie nach Trennung der fertig bearbeiteten Werkstücke von der Masse mit dem dazuge hörigen Sieb durch eine abfallende Lage desselben oder durch Verwendung geeigneter Abstreifvorrichtungen ver bunden war. Dies setzte dem Strom fliessender Masse einen Widerstand entgegen, so dass der durch die Masse ausgeübte dynamische Druck variierte, und die Werk stücke oft ungleichmässig bearbeitet wurden, während die von den Abstreifvorrichtungen fallenden Stücke Schlagspuren aufweisen konnten.
Im weitem konnte eine vom Innern des Behälters ansteigende Abstreifplatte erst nach erfolgter Trennung angeordnet werden. Diese Mass- nahme bedingte eine, verglichen mit der Spiralrampe, sehr starke Neigung der Abstreifplatte mit dem Ergebnis, dass die Trennoperation sehr schwierig durchzuführen war.
Selbst wenn der Betrieb der Spiralrampe oder der Abstreifplatten durch elektrische oder hydraulische Mit tel teilweise automatisiert würde, so wäre ein hoher Leistungsbedarf nötig, während der übrige Teil der Maschine Schaden leiden könnte.
Es sind im weiteren selbsttrennende vibrierende Bear beitungsmaschinen bekannt, einschliesslich solcher mit kreisförmigem Behälter, deren oberster Teil am Boden mit einer stationären Abstreifplatte versehen war. Für die Trennung wurde die Platte im Betrieb mit dem dazuge hörigen Sieb mittels einer Kippvorrichtung verbunden. Solche Einrichtungen waren beinahe identisch in der Wirkung mit denjenigen, die einen bogenförmigen Be hälter enthielten, und es war kaum möglich, eine aus kugelförmigem Poliermaterial und kugelförmigen Werk stücken bestehende Masse zu dem dazugehörigen Sieb zwecks Trennung zu befördern.
Die Erfindung schafft eine neue und verbesserte vibrierende Oberflächenbearbeitungsmaschine, in welcher das gesamte Arbeitsvolumen eines bogenförmigen Behäl ters zur gleichförmigen Oberflächenbearbeitung von Werkstücken verwendet wird, und mit welcher eine Masse leicht auf eine im Behälter angeordnete Trennvor richtung befördert werden kann, um alle fertig bearbeite- ten Werkstücke aus der Masse zu entfernen, obschon deren Anteil in der Masse hoch ist.
Mit der Erfindung wird eine Maschine der obenge nannten Art geschafft, in welcher auf die jeweilige Bearbeitungsoperation direkt eine Trennoperation folgt, nach deren Beendigung sich die weitere Bearbeitung anschliesst, ohne Notwendigkeit, den Bearbeitungsbehäl ter zwischen den Operationen zu drehen, kippen oder sonstwie zu bewegen.
Der Erfindungsgegenstand ist gekennzeichnet durch einen Behälter, eine zu bearbeitende Werkstücke enthal tende Masse, einen reversierbaren vertikalen Elektromo tor einschliesslich eines Paars exzentrischer Gewichte, von denen eines dem andern in jeder Drehrichtung um einen festgelegten Winkel während des Motorlaufes vor eilt, wobei der Motor den bogenförmigen Behälter in Vibration versetzt, um die Masse zwecks Bearbeitung in einer kreisförmigen Bewegung entgegengesetzt der Motor drehrichtung fortzubewegen, durch ein Sieb auf dem Behälter zwecks Trennung der fertig bearbeiteten Stücke aus der Masse, während die übrigen in den Behälter fallen, durch eine bewegbare Klappe in der Nähe des Siebes,
die bei Nichtbetrieb über der Masse liegt und bei Betrieb um einen vorbestimmten Winkel zur Horizonta len zum Anliegen an die innere Behälterwand zwecks Anhalten der bewegten Masse zu liegen kommt, und einen klappenartigen Vorsprung an dieser Fläche entfernt vom Sieb, mit einem unteren bogenförmigen Ende, welcher sowohl mit demjenigen Teil unterhalb derjenigen der Klappe als auch mit dem angrenzenden Teil der inneren Behälterwand zusammenwirkt, um einen Weg für die sich bewegende Masse zum Sieb zu schaffen, wobei die Klappe aufgrund der Massenbewegung wahlweise die Betriebs- bzw. Nichtbetriebsstellung einnimmt.
Zweckmässigerweise kann ein vertikales Torglied wegnehmbar am Behälter und oberhalb der Klappe angeordnet werden, um das Niveau der fliessenden Masse zwischen Tor und Klappe anzuheben.
Vorteilhafterweise kann das Paar exzentrischer Ge wichte am Elektromotor an beiden Wellenenden ange bracht werden, um über verschiedene Winkel verschieb bar zu sein. Wenn gewünscht, kann eines der Gewichte fest mit der Motorwelle verbunden sein. Ein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Maschine gemäss der Erfindung, wobei einzelne Kompo nenten mit gestrichelten Linien eingezeichnet sind, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Apparat nach Fig. 1, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den Bearbeitungs behälter gemäss Fig. 1 und 2, längs der Linie 111-11I in Fig. 2, Fig. 4 einen ähnlichen Schnitt, jedoch längs der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie V-V in Fig. 2 in Richtung des Pfeiles, Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Teil des Vibriergerä- tes, teilweise im Schnitt, Fig.7 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht des unteren Teiles des Vibriergerätes, Fig. 8 eine Ansicht eines Teiles des Gerätes gemäss Fig. 7, Fig. 9 eine diagrammartige Ansicht,
anhand welcher der Betrieb des Gerätes nach Fig. 6 bis 8 erläutert werden kann, Fig. 10 eine Seitenansicht eines anderen Vibriergerä- tes, wobei einzelne Teile im Schnitt gezeigt sind, Fig. 11 eine Draufsicht auf das Gerät gemäss Fig. 10, Fig. 12 eine Seitenansicht einer anderen Ausfüh rungsform des Erfindungsgegenstandes, wobei einzelne Teile im Schnitt und andere mit gestrichelten Linien gezeigt sind,
Fig. 13 eine Teilansicht eines Vertikalschnittes durch eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstan des und Fig. 14 eine Draufsicht auf ein Torglied gemäss einer nochmaligen weiteren Ausführungsform des Erfindungs gegenstandes.
In Fig. 1 wird ein Gerät gezeigt, welches ein hohles Gestell 10 enthält, das mit einer Mehrzahl von kurzen Füssen 12 auf einem nicht gezeigten Fundament ruht, wobei die Füsse 12 aus irgend einem geeigneten schock absorbierenden Material wie Gummi bestehen und am Boden befestigt sind, und einen Deckel 14 mit einer Mehrzahl von Schraubenfedern 16, die mit ihrem einen Ende an der Oberseite der Teile 10 und 14 befestigt und in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Ein waagerechter Flansch 18 ist fest mit den andern Enden der Federn 16 verbunden.
Mit dem Flansch 18 starr verbunden ist eine Vibrier- bearbeitungswanne 20, die einen Bearbeitungsbehälter in Form eines Toroids aufweist. Dieser besitzt einen hohlen Ring, der durch ein Paar koaxiale Zylinder definiert wird, oben offen ist und mit seinem halbkreisförmigen Boden in seiner im wesentlichen horizontalen Lage am Flansch 18 befestigt ist.
Im Innern des Ringes ist dicht mit demselben ein nach unten durch den Flansch 18 und Deckel 14 sich erstreckendes Gehäuse 26 angeordnet, das in das Gestell 10 hineinragt. Innerhalb dieses Gehäuses ist am untern Ende eine Vibriereinrichtung 28 gemäss einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes an gebracht, die weiter unten noch erläutert wird.
Wie am besten aus Fig.2 ersichtlich, ist an der Oberseite des Behälters 22 ein Sieb so befestigt, dass es einen Teil desselben vollkommen abdeckt. Das Sieb 30 weist eine Wulst 32 am Umfang auf, ausgenommen an seiner einen radialen Endseite, an welcher ein Auslass 34 vorgesehen ist. Die äussere Wand des Behälters 22 ist an der anderen Endseite mit einer Erhebung 35 versehen, die nach innen gekrümmt ist, und gegen den Auslass 34 zu bis auf Null abnimmt. Auf der Oberseite des Behälters 22 ist ein Deckel 36 wegnehmbar angeordnet. Nach einem andern Merkmal durchquert ein statio närer Drehstab 38 den Behälter 22 und legt sich gegen diejenige Endseite des Siebes 30 an, die keine Wulst aufweist.
Am Drehstab 38 ist drehbar eine Klappe 40 angebracht. In ihrer Horizontalstellung ist die Klappe 40 ausser Betrieb, während sie in der Betriebsstellung unter einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Horizonta len nach unten hängt, wie weiter unten beschrieben wird. Ihr Profil ist derart, dass sie in der Betriebsstellung mit ihrem Umfang gegen die Innenseite des Behälters 22 anliegt und so eine Trennwand bildet. Sie weist einen flachen Führungsvorsprung 42 auf, der in der oberen Hälfte gegen die innere Seite der Behälterwand zu angeordnet ist, und zwar auf der vom Sieb 30 abgewende ten Seite der Klappe 40; der Zweck dieser Massnahme wird noch erläutert. Der Führungsvorsprung ist an seinem unteren Ende bogenförmig.
Die Vibriereinrichtung 28 gemäss Fig. 1 und 6 bis 9 weist einen reversierbaren, vertikal innerhalb des Gehäu ses 26 angeordneten Elektromotor 44 auf, der mit einem Montageflansch 46 an einem Gehäusering 48 befestigt ist, welcher sich auf der Innenseite des Gehäuses 26 befindet (Fig. 1). Der Motor 44 weist beidseitig Wellenstummel 50 auf. Jeder dieser Wellenstummel ist mit einem exzen trisch angeordneten Gewicht 52 bzw. 54 versehen. Die Maschine ist dadurch charakterisiert, dass wenigstens eines der exzentrischen Gewichte 52 bzw. 54 so auf der Motorwelle angeordnet ist, dass es um die Motorachse verdreht werden kann.
Für diesen Zweck kann auf der Welle 50 eine auswechselbare Büchse 58 mit einem Keil 56 aufgekeilt sein, die längs des Umfangs eine sich über einen bestimmten Winkel erstreckende Kerbe 60 aufweist (Fig. 6 oder 7). Beide Kerben können eine gleiche oder voneinander verschiedene Umfangslänge aufweisen. Die Gewichte 52 oder 54 werden mit ihren Naben 62 auf die Büchsen 58 aufgesetzt, wobei eine Mitnehmerklaue 64 in die Kerbe 60 zu liegen kommt. Eines der Gewichte 52 oder 54 kann auf der Welle 50 mittels einer Stellschraube 66 befestigt werden, welche durch die Naben und durch die Klaue hindurch in ein Gewinde in der Büchse 58 eingreift.
Falls gewünscht, können beide Gewichte auf der Welle 50 drehbar um die Achse angeordnet wer den.
Um eines der oberen oder unteren exzentrischen Gewichte 52 oder 54 auf der Welle zu befestigen, kann das Gewicht eine abgesetzte Form aufweisen, und die Schraube im aufrechten Teil zwischen den Absätzen hindurchgeführt werden, wie in Fig.8 ersichtlich. Als Variante hiezu kann das Gewicht flach sein, und die Schraube sich durch eine der Längsseiten hindurch erstrecken.
Damit die Gewichte sich nicht von der Welle lösen können, sind sie zweckmässigerweise zwischen zwei Un- terlagscheiben 68, 68 angeordnet und auf der Welle 50 mit einer Schraube 70 gesichert (Fig. 8).
In den Fig. 6 und 7 sind zur Erläuterung das obere und untere exzentrische Gewicht je in ihren entsprechen den Stellungen auf der Welle 50 mit durchgezogenen Linien eingezeichnet.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich, können eines oder mehrere Zusatzgewichte 72 am exzentrischen Gewicht mittels Schrauben befestigt werden, um die Masse zu ajustie- ren.
Es sei nun angenommen, dass das obere Gewicht fest auf der Büchse 58 in einer solchen Stellung befestigt ist, dass, wenn es in bezug auf die Büchse drehbar ist, eine Drehung in entgegengesetzten Richtungen um die Winkel a und b stattfinden kann.
Dementsprechend sei das untere Gewicht 54 um die Achse der dazugehörigen Büchse 58 in entgegengesetzten Richtungen um die Winkel d und c verdrehbar wie in Fig.7 gezeigt. Es sei ferner angenommen, dass bei stillstehendem Motor 44 die oberen und unteren Keile 64 sich im wesentlichen vertikal übereinander in einer Linie befinden.
Unter diesen Bedingungen bewirkt die Drehung des Motors 44 in Richtung des Pfeiles 68, d.h. im Uhrzeigersinn (Fig. 6 und 7), dass das untere Gewicht 54 in der Stellung 54-1 fest in bezug auf die Motorwelle verbleibt, wie in Fig.7 und 9 dargestellt, mit dem Ergebnis, dass das obere Gewicht 52 dem unteren Gewicht 54 den Winkel c in Fig. 9 voreilt.
Dreht sich der Motor in Richtung des Pfeiles 69 oder im Gegenuhrzei- gersinn, dann bleibt das untere Gewicht 54 in der Stellung 54-2 fixiert in bezug auf die Motorwelle, wie in Fig.7 und 9 dargestellt. In diesem Fall ist das obere Gewicht 52 dem unteren Gewicht 54 um den Winkel d in Fig. 9 voreilend.
Ist jedoch im Gegensatz dazu das obere Gewicht 52 drehbar in bezug auf seine Büchse 60, und das untere Gewicht 54 fest angeordnet, dann bleibt das obere Gewicht 52 in den Stellungen 52-l oder 52-2 gemäss Fig. 6 und 9 und zwar drehfest gegenüber der Motorwel le, je nach Drehrichtung des Motors, wobei nun das untere Gewicht 54 gegenüber dem oberen Gewicht 52 um die Winkel a oder b voreilend ist. Alternativ, wenn beide Gewichte drehbar in bezug auf die Motorwelle angeord net sind, beträgt der Winkel zwischen ihnen a-c bzw. b-d je nach Drehrichtung des Motors.
Zwecks Erläuterung soll ein Voreilwinkel bei Motordrehrichtung im Uhrzei gersinn positiv genannt werden, während ein gleicher Winkel in der Gegenrichtung als negativ bezeichnet werden soll.
Es ist zu ersehen, dass der Voreilwinkel je nach Länge der Kerben 60 verändert werden kann. Zu diesem Zweck können auf der Motorwelle obere und untere Büchsen von irgend einer gewünschten Kerblänge aufge- keilt sein.
Die Vibriereinrichtung 28 (Fig. 1) setzt den Behälter 22 in Vibration und erteilt damit einer Masse 70, bestehend aus Werkstücken und Bearbeitungsmaterial, in Bewegung. Die Vibrationsbewegung hat zwei Komponen ten, wovon die eine der Masse eine kreisförmige Bewe gung gemäss den Pfeilen 72, 73 und 74 (Fig. 3) verleiht, während die andere eine Linearbewegung der Masse zur Folge hat, welche in einer durch die Motordrehrichtung bestimmten Richtung erfolgt. Die Masse erhält so eine schraubenförmige Bewegung.
Es sei angenommen, dass die oberen und unteren exzentrischen Gewichte 52 und 54 während des Betriebes des Motors 44 einander überlagert seien, d.h. dass der Voreilwinkel gleich Null sei. Dann übt die Masse 70 eine planetenförmige Bewe gung entlang eines annähernd halbkreisförmigen Weges in Richtung der Pfeile 72, 73 und 74 aus, und zwar in jeder radialen Ebene des Behälters 22. Die Richtung, in welcher sich die Masse vorwärts bewegt, ist unabhängig von der Drehrichtung des Motors. Es wurde gefunden, dass, wenn auch nur ein kleiner Voreilwinkel zwischen den oberen und unteren exzentrischen Gewichten 52 und 54 vorhanden ist, die der Masse 70 aufgezwungene Bewegung zwei Komponenten aufweist.
Die erste Kom ponente bewirkt, dass sich die Masse planetenförmig wie oben beschrieben bewegt, und die zweite Komponente bewirkt, dass die Masse sich linear in einer Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des Motors 44 vorwärts bewegt. Auf diese Weise übt die Masse eine schrauben förmige Bewegung aus. Wenn beispielsweise die Gewich te im Uhrzeigersinn wie in Fig. 2 gedreht werden, dann übt die Masse eine schraubenförmige Bewegung 76 unter gleichzeitigem Wandern in Pfeilrichtung 77 (Fig. 2) aus, oder im Gegenuhrzeigersinn gegenüber Fig. 2.
Anderer seits bewirkt eine Drehbewegung der oberen und unteren Gewichte 52 und 54 im Gegenuhrzeigersinn eine schrau benförmige Bewegung 78 der Masse unter Vorwärtswan- dern in Pfeilrichtung 79 oder im Uhrzeigersinn.
Es folgt daraus, dass die Masse eine schraubenförmi ge Bewegung ausführen kann, wobei sie sich entweder im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn bewegen kann, je nach Drehrichtung des Motors. Es ist festzuhalten, dass eine Umkehrung der Drehrichtung des Motors von einem Vorzeichenwechsel des Voreilwinkels zwischen dem obe ren und unteren exzentrischen Gewicht begleitet ist, die lediglich die Richtung der schraubenförmigen Bewegung ändert, die Richtung der Planetenbewegung der Masse jedoch unberührt lässt.
Es wurde gefunden, dass ein Voreilwinkel des unteren Gewichtes gegenüber dem oberen im allgemeinen grösser als 0 , jedoch kleiner als 180 sein sollte, wobei ein Voreilwinkel von annähernd 90 ein Maximum an Wirkung hervorruft. Für die Fertigbearbeitung muss ein Voreilwinkel von 10 bis 40 vorgesehen werden, wobei ein Bereich von 15 bis 30 vorteilhaft ist. Für die Trennoperation ist ein Wert von 70 bis 140 vorgesehen, und ein Bereich von 75 bis 105 am vorteilhafte sten.
Wenn das untere Gewicht dem oberen voreilt, sollte das obere in einem von den Schraubenfedern 16 umgebe nen Raum gemäss Fig. 1 oder unterhalb desselben ange ordnet sein. Andernfalls, wenn das obere Gewicht dem unteren voreilend ist, sollte das letztere im wesentlichen auf gleicher Höhe oder oberhalb der Schraubenfedern angeordnet sein, wie aus Fig. 13 oder 12 ersichtlich.
Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, kann der obere Teil der äusseren Wand des Behälters 22 mindestens teilweise nach innen in einem kreisförmigen Bogen 80 gebogen sein, um die oben erwähnte planetenförmige Bewegung der Masse zu unterstützen.
In Fig. 10 und 11 ist eine andere Ausführungsform der Vibriereinrichtung gezeigt; dabei bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder ähnliche Teile wie diejenigen in Fig. 6 bis 9. Ein unteres exzentrisches Gewicht 54 ist bei 56 auf die Welle 50 eines Motors 44 aufgekeilt und mittels einer im Wellenende eingewindeten Schraube 70, einer Sicherungs- und einer Unterlagsscheibe 68 bzw. 68' starr daran befestigt.
Ein oberes exzentrisches Gewicht 52 ist drehbar auf dem Wellenstummel 50 in gleicher Weise wie vorher für Fig. 6 beschrieben befestigt; eine ins Wellenende eingewindete Schraube 70 verhindert zusam men mit einer Sicherungs- und einer Unterlagsscheibe 68' bzw. 68" das Lösen des Gewichtes von dem Wellenstum mel 50.
Im Betrieb wird dem Motor 44 die gewünschte Drehrichtung zur Vibration des Behälters 22 gegeben, in welchem die Masse 70 die oben erwähnte schraubenför mige Bewegung ausführt und sich dabei in der der Drehrichtung des Motors entgegengesetzten Richtung vorwärts bewegt, wobei ihre Oberfläche bearbeitet wird. Dabei ist festzuhalten, dass im Oberflächenbearbeitungs- prozess die Klappe 40 mit irgend welchen geeigneten, nicht gezeigten Mitteln in ihrer horizontalen Stellung gehalten wird.
Diese Massnahme verhindert, dass die Klappe den Fluss der Masse behindert, und vermeidet jegliches Herausfallen von Masse; ferner wird damit bewirkt, dass die Werkstücke ständig einer gleichmässi- gen Behandlung ausgesetzt sind, wobei das ganze Ar beitsvolumen des Behälters wirksam zur Oberflächenbe arbeitung herangezogen wird. Wenn gewünscht, kann die Drehrichtung des Motors geändert werden, um die schraubenförmige Bewegung zur Fortsetzung der Bear beitungsoperation zu ändern.
Während der Vibration des Behälters 22 steigt der am Boden befindliche Teil der Masse 70 zuerst der Innensei te des bogenförmigen Bodenteiles 24 nach hoch und folgt dann der Innenseite der Aussenwand des Behälters 22, wie durch die Pfeile 72 angegeben. Hierauf ändert sie die Richtung gemäss den Pfeilen 73, um bei 83 den höchsten Punkt zu erreichen, wie in Fig. 3 und 4 angegeben. Die in oder um diesen Punkt 73 sich befindlichen Teile der Masse 70 werden im wesentlichen von den Vibrationen des Behälters 22 nicht mehr beeinflusst und bilden eine Oberflächenschicht 84, welche sich in Richtung des Pfeiles 74 weiterbewegt, bis sie die innere Wand des Behälters berühren. Hierauf fliesst die Masse dem bogen förmigen Bodenteil 24 des Behälters 22 entlang weiter, worauf sie den gleichen Weg wie vorhin beschrieben einschlägt.
Zur gleichen Zeit wird die Masse in horizon taler Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung des Motors bewegt, um die vorhin erwähnte schraubenförmi ge Bewegung zu erzielen. In Fig. 4 ist unterhalb einer gestrichelten Linie 70a derjenige Teil der Masse angege ben, welcher durch die Vibration des Behälters wie oben beschrieben ansteigt, und der als A -Teil bezeichnet werden kann, während derjenige Teil oberhalb einer gestrichelten Linie 70b derjenige ist, welcher gegen die innere Behälterwand unter Wirkung seiner Massenträg heit und der Schwerkraft fliesst, und welcher als B -Teil bezeichnet werden kann.
Der zwischen den beiden Linien sich befindliche Teil der Masse bildet einen zentralen Kern, um welchen die A - und B -Teile eine planeten- förmige Bewegung ausüben, und der als C -Teil be zeichnet werden kann.
Die Vibration des Behälters 22 wirkt sich auf den A -Teil aus, der eine dementsprechende Energiebewe gung ausführt. Die Massenteile B und C hingegen erhalten nur wenig von der Vibration und führen Bewe gungen aus, die von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden.
Um eine zufriedenstellende schraubenförmige Bewe gung der Masse zu erzielen, wurde gefunden, dass ein kleinerer Voreilwinkel zwischen den beiden Gewichten bewirken soll, dass eines der Gewichte, das sich näher bei den Federn 16 befindet, eine geringere Erregerkraft aufweist als das andere Gewicht, während ein grösserer Voreilwinkel eine Annäherung der beiden Erregerkräfte bewirken soll.
Nach Beendigung der betreffenden Bearbeitungsope ration wird die Klappe 40 aus ihrer Horizontalstellung um die Achse des Stabes 38 nach unten verdreht, während sich die schraubenförmige Bewegung in derjeni gen Richtung fortpflanzt, in welchem die fliessende Masse die Klappe in Flussrichtung drückt, im Beispiel nach Fig.2 also im Uhrzeigersinn. Dadurch wird vom Massenfluss eine dynamische Kraft auf die hängende Klappe ausgeübt, welcher bewirkt, dass diese gleichmäs- sig in die fliessende Masse einsinkt, bis sie mit ihrem Umfang an der Innenfläche des Behälters 22 anliegt. Auf diese Art blockiert die Klappe 40 den Massenfluss.
Unter diesen Umständen steigen die nachfolgenden Teile der an der Klappe 40 anliegenden fliessenden Masse derselben nach in die Höhe, um auf das Sieb 30 zu gelangen, auf welchem die fertig bearbeiteten Teile von den Bearbeitungsmaterialien getrennt werden und hierauf in Richtung des Pfeiles 34a durch den Ausgang 34 dem nachfolgenden, nicht gezeigten Bearbeitungsabschnitt zu geführt werden. Die Bearbeitungsmaterialien fallen durch das Sieb 30 in den Behälter 22 zurück.
Wie vorhin beschrieben, weist die Klappe auf der dem Sieb 30 abgewendeten Seite, d.h. der dem Massenfluss ausgesetzten Seite einen flachen Vorsprung 42 mit einem bogenförmigen unteren Teil auf. Wie klar aus Fig. 1 und 5 ersichtlich, wird die Klappe unter einem vorbestimmten Winkel zur Horizontalen gehalten. Es folgt daraus, dass ein kleiner Teil der fliessenden Masse zuerst über die Klappe 40 hinweg fliesst, und zwar bald nachdem der Massenstrom das Stauniveau erreicht hat. Somit hat derjenige Teil der fliessenden Masse, der sich gegen die Klappe 40 anlegt, die Tendenz, seine Flussrichtung zu ändern, wie durch Pfeil 86 in Fig. 2 angedeutet.
Der sich gegen die Fläche unterhalb des Vorsprunges 42 der Klappe 40 anlegende Teil wird hingegen gezwungen, zuerst nach aussen radial der unteren bogenförmigen Kante des Vorsprunges 42 entlang zu fliessen, wobei er eine Art Abhang mit geringer Neigung bildet. Hierauf steigt er einer Rampe oder einem Hang nach empor, welcher durch die äussere Kante des Vorsprunges 42 und der Seitenwand des Behälters 22 gebildet wird. Die aufsteigende Masse wird hierauf in die Nähe des höch sten Punktes der Rampe angehoben, wie bei Punkt 88 in Fig.3 und 5 dargestellt.
Auf diese Weise werden die nachfolgenden Teile der Masse auf das Sieb 30 geleitet, auf welchem die fertig bearbeiteten Werkstücke zurück bleiben, während die Bearbeitungsmaterialien durch das Sieb 30 in den Behälter 22 zurückfallen, womit die Trennungsoperation durchgeführt ist.
Es wurde gefunden, dass der Winkel zwischen der Klappe 40 und der Horizontalen vorteilhafterweise in der Grössenordnung von 70 ist. Ist dieser Winkel kleiner, dann kann die fliessende Masse leichter der Klappe nach empor steigen, während bei grösserem Winkel dieser Anstieg schwieriger wird. Es wurde ferner gefunden, dass ein Winkel zwischen 40 und 80 gegenüber der Horizon talen für praktische Zwecke genügt.
Die Verwendung konventioneller Sperrplatten ermög licht es einer Masse, die in schraubenförmige Bewegung versetzt ist, eine Neigung von höchstens 15 zur Horizon talen zu überwinden. Wenn die Masse kugelförmige Komponenten enthält, kann sie sogar eine Neigung von höchstens 3 überwinden. Die Anordnung eines Vor sprunges 42 an der Klappe 40 ist hingegen besonders wirksam, um diesen Anstiegswinkel zu erhöhen. Mit fortschreitender Trennung nimmt das Niveau der Masse vor der Klappe 40 stetig ab, bis dieses eine gestrichelte Linie 82a, 82b erreicht, die sich von der Oberseite der Klappe in einer Neigung nach unten von derselben entfernt. Zu diesem Zeitpunkt erreicht das Niveau hinter der Klappe 40 eine Höhe gemäss der Linie 82c. Die horizontale gestrichelte Linie 83 stellt das Niveau der Masse vor dem Einschwenken der Klappe 40 dar.
Es ergibt sich daraus, dass nach Absinken auf das Niveau 82b, 82a die Masse nicht über die Klappe 40 hinweg auf das Sieb 30 angehoben werden kann.
Um dieses Niveau 82b anzuheben, ist ein Tor 90 oberhalb der Klappe 40 angeordnet und an einem Trägerstab 92 aufgehängt, welcher die ganze Breite des Behälters 22 radial überquert, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das Tor 90 kann vertikal bewegt werden mittels pneumatischer oder hydraulischer Kolben und Zylinder, welche ausserhalb der Aussenseite des Behälters 22 angeordnet sind, und die zwecks Vereinfachung nicht gezeigt sind. Die obere Stellung des Tores 90 ist derart, dass es den Massenfluss nicht behindert, wie mit den ausgezogenen Linien in Fig. 4 und 5 angedeutet. In der unteren Stellung ist das Tor teilweise in der Masse eingebettet, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 und 5 angedeutet.
Diese untere Stellung ist in der Höhe durch irgendwelche geeignete, nicht gezeigte Mittel kon trollierbar. Da der A -Teil der Masse, welcher eine kräftige Schraubenbewegung ausführt, nahe der Aussen seite des Behälters ein höheres Niveau erreicht als auf der gegenüberliegenden Seite, weist das Tor 90 auf der erstgenannten Seite eine Ausnehmung auf, wie am besten aus Fig. 1 und 4 ersichtlich. Es folgt daraus, dass das Tor 90 in seiner unteren Stellung den Massenteil A nicht behindert, jedoch wirksam die Massenteile B und C blockiert, um zu verhindern, dass die letztgenannten Teile ihre Richtung gemäss Pfeil 86 ändern, nachdem sie sich an der Klappe 40 gestaut haben.
Nachdem die Klappe 40 in die fliessende Masse eingetaucht worden ist, wird das Tor 90 in seine untere Vertikalstellung gemäss Fig. 1 und 5 gebracht. Dann wird die fliessende Masse in eine Zone 94 zwischen der Klappe 40 und dem Tor 90 durch einen Spalt eingeführt, der durch die untere Kante des Tores 90 und den anschliessenden Teil des Behälterbodens gebildet wird. Diese Masse steigt in ihrem Niveau an, bis zur gestrichel ten Linie 88a in Fig. 5, so dass sie leicht über die Klappe 40 auf das Sieb 30 gelangen kann. Dieses zwangsweise Einführen der Masse in die Zone 94 wird so lange fortgesetzt, bis das Niveau der Masse oberhalb der Klappe 40 auf eine Linie 96 absinkt (Fig. 5).
In der gezeigten Ausführung nimmt die Menge der Masse im Behälter 22, nachdem der die Zone 94 füllende Teil das Niveau 82b erreicht, auf etwa die Hälfte der ursprünglich eingefüllten Menge ab. Unter diesen Um ständen bildet der ausserhalb der Zone 94 befindliche Teil der Masse eine geneigte Oberfläche, welcher durch die Linie 96 und die Fortsetzung 96a dargestellt ist. Dies ermöglicht es, sämtliche fertig bearbeiteten Werkstücke aus der Masse zu entfernen, worauf die Bearbeitungsma terialien allein zurückbleiben.
Wenn gewünscht, kann das Tor 90 drehbar um die Achse des Stabes 94 angeordnet werden, wie die Klappe 40. Ebenso kann die Klappe 40 vertikal bewegbar sein, wie das Tor 90.
Im allgemeinen hat die Form der Werkstücke und der Bearbeitungsmaterialien einen grossen Einfluss auf die stärkste Neigung, welche die entsprechende Masse über winden kann. So haben beispielsweise unter den Bearbei tungsmaterialien Rhomboide, dreieckige Prismen oder Pyramiden, Würfel, Scheiben oder Klumpen von beliebi ger Form die Tendenz, die entsprechende Masse relativ starr zu machen, so dass diese relativ grosse Neigungen überwinden kann. Andererseits hat jede Masse, in wel cher kugelförmige Bearbeitungsmaterialien enthalten sind, Schwierigkeiten, Neigungen zu überwinden. Kon ventionelle Einrichtungen mit vertikalen Stauplatten wa ren daher insofern nachteilig, indem selbst aus einer relativ starren Masse die Werkstücke nicht entfernt werden konnten, solange ihr Anteil 10 Vol.- /o über schritt.
Ebenso führte die Verwendung von kugelförmi gen Werkstücken und/oder kugelförmigen Bearbeitungs materialien dazu, dass die Neigung, welche die entspre chende Masse überwinden konnte in ihrem Winkel gegenüber der Horizontalen enorm abnahm, was zu den grossen Schwierigkeiten in der Trennung der Werkstücke von der Masse führte.
Im weiteren war es, wenn der Anteil der Werkstücke hoch gegenüber den Bearbeitungsmaterialien war, schwierig, alle diese Werkstücke aus der entsprechenden Masse zu entfernen. Konventionelle Vibrier-Oberflächen- bearbeitungsmaschinen haben daher Massen verwendet, in welchen 1 bis 6 Vol.-Teile Bearbeitungsmaterial pro Volumenteil Werkstücke vorhanden war. Auch die bis herigen Verfahren von hohem Wirkungsgrad konnten eine Masse verwenden, welche bis mehr als 4 Vol.-Teile Bearbeitungsmaterial für jeden Teil Werkstücke enthielt.
Bei einer Masse von 1 bis weniger als 4 Vol.-Teile Bearbeitungsmaterial pro Volumenteil Werkstück wird verlangt, dass nach Abnahme der Gesamtmasse auf 70 bis 50% der ursprünglichen Menge infolge Wegnahme der fertigen Werkstücke die Restmasse immer noch an der dazugehörigen Stauplatte emporsteigen kann, um alle fertig bearbeiteten Werkstücke zu entfernen. Dies ist mit den üblichen Maschinen nicht möglich.
Die Anordnung eines Tores 90 garantiert, dass selbst mit einer Masse, die annähernd gleich viel Bearbeitungs material wie Werkstücke enthält, alle fertig bearbeiteten Werkstücke wirksam entfernt werden. Es wurde festge stellt, dass die Verwendung der Klappe 40 mit dem Vorsprung 42 allein bereits einen ausgezeichneten Trenn effekt für Massen ergab, welche etwa 4 oder mehr Volumteile Bearbeitungsmaterial pro Volumteil Werk stücke enthält.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 12 darge stellt, in welcher gleiche Teile wie in Fig. 1 bis 5 mit Bezugsziffern bezeichnet sind, die sich um Einhundert von diesen unterscheiden. Sie weist einen bogenförmigen Behälter 122 auf, dessen Querschnitt im wesentlichen gleich demjenigen des Behälters 22 in Fig. 1 bis 4 ist, und der etwas länger ist als ein Umgang einer Schraubenlinie, wobei sich die beiden Enden des Behälters etwas überlap pen. Das untere Ende des Behälters 122 ist mit einem wegnehmbaren, nicht gezeigten Deckel verschlossen, während an das obere Ende eine Stufe 140 mit einem daran anschliessenden horizontalen Auslauf anschliesst, dessen Boden durch ein Sieb 130 gebildet wird.
Die Stufe 140 dient als Stauplatte der üblichen Bauweise. Ein reversierbarer Elektromotor 144 ist vertikal in der oben beschriebenen Weise angeordnet, befindet sich jedoch in einem Raum, der vom bogenförmigen Behälter 122 umgeben ist. An seinem unteren Ende trägt der Motor 144 ein exzentrisches Gewicht 154, das sich etwa auf der Höhe einer Reihe von Schraubenfedern 116 befindet. Falls gewünscht, kann das Gewicht 154 auch oberhalb der Federn angeordnet werden.
Damit im Betrieb eine Masse sich entlang des bogen förmigen Behälters 122 nach oben bewegt, während sie die weiter oben erwähnten Schraubenbewegung ausführt, ist eine Mehrzahl von Toren 190 der vorhin beschriebe nen Art in geeigneten Intervallen innerhalb des Behälters angeordnet; die Tore 190 können auch wegnehmbar angeordnet sein. Zwei solcher Tore 190 sind in Fig. 12 dargestellt. Das Tor 190 ist im wesentlichen identisch mit dem Tor 90.
Bei Bedarf kann auch eine Mehrzahl von Behältern 122 übereinander angeordnet werden, um einen schraubenförmigen Behälter, wie in Fig. 13 gezeigt, zu bilden, wobei in dieser Figur gleiche Komponenten wie in Fig. 1 bis 4 mit Bezugsziffern bezeichnet sind, die sich um 200 von diesen unterscheiden. Ein schraubenför miger Behälter 122 kann mit einem oberen Endteil wie in Fig. 12 versehen sein.
Ein reversierbarer Elektromotor 244 ist vom schraubenförmigen Behälter 222 umgeben und trägt ein unteres exzentrisches Gewicht 254 oberhalb einer Reihe von Schraubenfedern<B>216.</B> Wie in Fig. 12 ist eine Mehrzahl von Toren 290 fest oder wegnehmbar in Abständen innerhalb des Behälters 222 angeordnet. Das Tor 290 ist im wesentlichen in seiner Form identisch mit dem Tor 90.
Die Einrichtungen nach Fig. 12 und 13 arbeiten in der gleichen Art und Weise wie im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 5 beschrieben. Insbesondere wird eine Masse gezwun gen, sukzessive durch Öffnungen zwischen den unteren Enden der Tore 190 und 290 und den gegenüberliegen den Teilen des Behälterbodens hindurchzutreten, um im Behälter anzusteigen, wobei das obere exzentrische Ge wicht 152 dem unteren Gewicht voreilt.
Nachdem alle fertig bearbeiteten Werkstücke in der vorhin beschriebe nen Weise entfernt worden sind, wird die Drehrichtung des Motors geändert, so das sich die verbleibende Masse dem Behälter nach wieder nach abwärts bewegt, während sie eine wie vorhin beschriebene schraubenförmige Bewe gung ausführt, um durch das nunmehr geöffnete untere Ende den Behälter zu verlassen.
Fig. 14 zeigt eine andere Ausführungsform des Tores 90. An einer im Behälter 22, 122 oder 222 (in Fig. 14 nicht gezeigt) angerodneten Trägerplatte 94 ist ein Torteil 90' höhenverstellbar befestigt, dessen Form im wesentli chen mit derjenigen des Tores 90 identisch ist.
Zusammenfassend sei festgehalten, dass die Klappe in einer horizontalen Stellung gehalten wird, und der Motor sich in der gewünschten Richtung in Betrieb setzt, wodurch die vorhandene Masse in eine schraubenförmige Bewegung versetzt wird und in einer zur Drehrichtung des Motors entgegengesetzten Richtung weiterwandert. Falls gewünscht, kann dann die Drehrichtung des Motors geändert werden, um eine weitere Bearbeitungsoperation durchzuführen. Nach Beendigung derselben wird die Klappe abgesenkt, vorausgesetzt, die schraubenförmige Bewegung erfolge in einer Richtung, in welcher die Klappe hinuntergedrückt wird.
So ist z.B. in der ersten Ausführung die letzte schraubenförmige Bewegung im Uhrzeigersinn gemäss Fig.2. Erfolgt andererseits die letzte schraubenförmige Bewegung im Gegenuhrzeiger sinn, dann wird die Drehrichtung des Motors geändert und dann die Klappe abgesenkt. Die fliessende Masse übt eine Kraft auf die abgesenkte Klappe aus, so dass diese in die Masse einsinkt, bis sie an der Innenwand des Behälters anliegt. Hierauf wird das Tor abgesenkt, um den Strom der Masse teilweise zu bremsen.
Infolge der speziellen Form des Tores, wie vorhin beschrieben, kann die Masse leicht auf das dazugehörige Sieb transportiert werden, auf welchem alle die fertig bearbeiteten Werk stücke entfernt werden, während die Bearbeitungsmate rialien durch das Sieb in den Behälter zurückfallen. In der Ausführungsform nach Fig.l bis 5 wird nach Beendigung der Trenn- und Entfernungsoperation die Drehrichtung des Motors geändert, um die Richtung der schraubenförmigen Bewegung zu ändern. Dann hebt sich die Klappe unter der Wirkung der Masse, welche nun im Gegenuhrzeigersinn (Fig.2) fliesst, automatisch an und bleibt in der horizontalen Stellung. Hierauf wird das Tor gekippt.
Auf diese Weise ist der Behälter für die weiteren Bearbeitungsoperationen bereit.
In den Ausführungsformen gemäss Fig. 12 und 13 wird nach Beendigung der Entfernungsoperation die Drehrichtung des Motors geändert, wobei das untere Ende des Behälters offen ist. Dies ermöglicht es der verbleibenden Masse, welche nur noch Bearbeitungsma terialien enthält, den Behälter zu verlassen, worauf dieser für die nachfolgenden Bearbeitungsoperat-'onen bereit ist.
Vibrating surface processing machine with automatic separation of the workpieces from the processing means The invention relates to a vibrating surface processing machine including an approximately ring-shaped or circular container in which a mass, consisting of workpieces and polishing agents, performs a circular processing movement with simultaneous forward movement is subjected in the container, whereupon the entire mass is conveyed to a separation zone after completion of the respective machining process, in which the finished workpieces are automatically separated from the machining means and without turning,
Tilting or otherwise moving the Behäl age are ejected.
Apparatus of the type mentioned have proven to be effective and economical, but have the disadvantage that, because of a separating device that determines the direction, the circular machining movement within the container only proceeds in one direction. This can give rise to fears that relatively large workpieces are machined unevenly.
Furthermore, various maintenance work was necessary in order to convey a mass to a separating device, such as a sieve. For example, an arcuate channel of semicircular cross-section, sometimes referred to as a spiral ramp, could be inserted removably into the container in order to lift the mass onto the sieve, which required intensive work and was time consuming. According to another suggestion, a large spiral ramp could be fixedly located within the container. The part of the container occupied by this ramp served only as a transport section for the mass and therefore reduced the processing capacity of the container to <B> 5001 </B>.
The mass falling from the end of the ramp into the container was also exposed to hard impacts, which led to impact marks in the machined workpieces.
Various types of stripper plates are also known. For example, such a plate could be firmly connected to the bottom of the associated container in such a way that, after separating the finished workpieces from the mass, it was connected to the associated sieve through a sloping layer of the same or through the use of suitable stripping devices. This put a resistance to the flow of flowing mass, so that the dynamic pressure exerted by the mass varied, and the work pieces were often machined unevenly, while the pieces falling from the stripping devices could show impact marks.
For a long time, a stripping plate rising from the inside of the container could only be arranged after separation. Compared to the spiral ramp, this measure caused the stripping plate to incline very sharply, with the result that the cutting operation was very difficult to carry out.
Even if the operation of the spiral ramp or the stripping plates were partially automated by electrical or hydraulic means, a high power requirement would be required, while the rest of the machine could suffer damage.
There are further self-separating vibrating Bear processing machines are known, including those with a circular container, the top part of which was provided on the floor with a stationary stripping plate. For the separation, the plate was connected to the associated sieve by means of a tilting device during operation. Such devices were almost identical in effect to those containing an arcuate container, and it was hardly possible to convey a mass consisting of spherical polishing material and spherical work pieces to the associated sieve for separation.
The invention provides a new and improved vibrating surface working machine in which the entire working volume of an arcuate Behäl age is used for uniform surface working of workpieces, and with which a mass can easily be conveyed to a separating device arranged in the container to finish all To remove workpieces from the mass, although their proportion in the mass is high.
With the invention, a machine of the type mentioned above is created in which the respective machining operation is directly followed by a separating operation, after which further machining follows, without the need to rotate, tilt or otherwise move the machining container between operations.
The subject matter of the invention is characterized by a container, a mass to be machined, a reversible vertical electric motor including a pair of eccentric weights, one of which hurries ahead of the other in each direction of rotation by a specified angle while the motor is running, the motor being the arcuate one Container vibrated to move the mass for processing in a circular motion opposite to the direction of rotation of the motor, through a sieve on the container for the purpose of separating the finished pieces from the mass, while the others fall into the container, through a movable flap in the Near the sieve,
which is above the mass when not in operation and when in operation at a predetermined angle to the Horizonta len comes to rest against the inner container wall for the purpose of stopping the moving mass, and a flap-like projection on this surface away from the sieve, with a lower arcuate end, which cooperates with that part below that of the flap as well as with the adjacent part of the inner container wall in order to create a path for the moving mass to the sieve, the flap optionally taking up the operational or non-operational position due to the mass movement.
A vertical gate member can expediently be arranged removably on the container and above the flap in order to raise the level of the flowing mass between the gate and the flap.
Advantageously, the pair of eccentric weights can be attached to the electric motor on both shaft ends in order to be displaceable over different angles. If desired, one of the weights can be firmly connected to the motor shaft. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawings.
1 shows a side view of an embodiment of the machine according to the invention, with individual components being drawn in with dashed lines, FIG. 2 shows a top view of the apparatus according to FIG. 1, FIG. 3 shows a vertical section through the processing container according to FIG 1 and 2, along the line III-II in FIG. 2, FIG. 4 shows a similar section, but along the line IV-IV in FIG. 2,
5 shows a partial section along the line VV in FIG. 2 in the direction of the arrow, FIG. 6 shows a plan view of part of the vibrating device, partially in section, FIG. 7 shows a view of the lower part of the vibrating device similar to FIG. 6 FIG. 8 is a view of part of the device according to FIG. 7, FIG. 9 is a diagrammatic view,
on the basis of which the operation of the device according to FIGS. 6 to 8 can be explained, FIG. 10 a side view of another vibrating device, individual parts being shown in section, FIG. 11 a top view of the device according to FIG. 10, FIG. 12 shows a side view of another embodiment of the subject matter of the invention, with individual parts being shown in section and others with dashed lines;
13 shows a partial view of a vertical section through a further embodiment of the subject of the invention, and FIG. 14 shows a plan view of a door member according to yet another further embodiment of the subject of the invention.
In Fig. 1 a device is shown which includes a hollow frame 10 which rests with a plurality of short feet 12 on a foundation, not shown, the feet 12 being made of any suitable shock absorbing material such as rubber and being fixed to the ground , and a cover 14 with a plurality of coil springs 16 which are fixed at one end to the top of the parts 10 and 14 and are arranged at equal distances from one another. A horizontal flange 18 is firmly connected to the other ends of the springs 16.
Rigidly connected to the flange 18 is a vibrating processing tub 20 which has a processing container in the form of a toroid. This has a hollow ring which is defined by a pair of coaxial cylinders, is open at the top and is attached to the flange 18 with its semicircular bottom in its substantially horizontal position.
In the interior of the ring, a housing 26, which extends downward through the flange 18 and cover 14 and projects into the frame 10, is arranged close to it. Inside this housing, a vibrating device 28 according to an embodiment of the subject invention is placed at the lower end, which will be explained below.
As can best be seen from FIG. 2, a sieve is attached to the top of the container 22 in such a way that it completely covers part of the same. The sieve 30 has a bead 32 on the circumference, except on its one radial end side, on which an outlet 34 is provided. The outer wall of the container 22 is provided on the other end side with an elevation 35 which is curved inward and decreases towards the outlet 34 to zero. A cover 36 is removably arranged on the top of the container 22. According to another feature, a stationary torsion bar 38 crosses the container 22 and rests against that end side of the screen 30 which has no bead.
A flap 40 is rotatably attached to the torsion bar 38. In its horizontal position, the flap 40 is out of operation, while in the operating position it hangs down at a predetermined angle with respect to the Horizonta len, as will be described below. Its profile is such that in the operating position it rests with its circumference against the inside of the container 22 and thus forms a partition. It has a flat guide projection 42 which is arranged in the upper half against the inner side of the container wall, on the side facing away from the sieve 30 th side of the flap 40; the purpose of this measure will be explained later. The guide projection is arcuate at its lower end.
The vibrating device 28 according to FIGS. 1 and 6 to 9 has a reversible, vertically arranged within the housin ses 26 electric motor 44 which is fastened with a mounting flange 46 to a housing ring 48 which is located on the inside of the housing 26 (Fig. 1). The motor 44 has shaft stubs 50 on both sides. Each of these stub shafts is provided with an eccentrically arranged weight 52 and 54, respectively. The machine is characterized in that at least one of the eccentric weights 52 or 54 is arranged on the motor shaft in such a way that it can be rotated about the motor axis.
For this purpose, a replaceable sleeve 58 can be keyed on the shaft 50 with a wedge 56 which has a notch 60 extending over a certain angle along the circumference (FIG. 6 or 7). Both notches can have the same or different circumferential length. The weights 52 or 54 are placed with their hubs 62 on the bushings 58, a driving claw 64 coming to rest in the notch 60. One of the weights 52 or 54 can be attached to the shaft 50 by means of a set screw 66 which engages a thread in the sleeve 58 through the hubs and through the pawl.
If desired, both weights can be rotatably arranged on the shaft 50 about the axis.
In order to fasten one of the upper or lower eccentric weights 52 or 54 on the shaft, the weight can have a stepped shape and the screw in the upright part can be passed between the shoulders, as can be seen in FIG. As a variant of this, the weight can be flat and the screw can extend through one of the long sides.
So that the weights cannot become detached from the shaft, they are expediently arranged between two washers 68, 68 and secured on the shaft 50 with a screw 70 (FIG. 8).
In Figs. 6 and 7, the upper and lower eccentric weight are each shown in their corresponding positions on the shaft 50 with solid lines.
As can be seen from FIG. 8, one or more additional weights 72 can be attached to the eccentric weight by means of screws in order to adjust the mass.
It is now assumed that the upper weight is fixedly mounted on the sleeve 58 in a position such that, when it is rotatable with respect to the sleeve, it can rotate in opposite directions through angles a and b.
Accordingly, let the lower weight 54 be rotated about the axis of the associated sleeve 58 in opposite directions by the angles d and c, as shown in FIG. It is also assumed that with the motor 44 at a standstill, the upper and lower wedges 64 are in a line substantially vertically one above the other.
Under these conditions, rotation of motor 44 in the direction of arrow 68, i. clockwise (Figs. 6 and 7) that the lower weight 54 remains fixed in position 54-1 with respect to the motor shaft, as shown in Figs. 7 and 9, with the result that the upper weight 52 corresponds to the lower weight 54 leads the angle c in FIG.
If the motor rotates in the direction of arrow 69 or in the counterclockwise direction, then the lower weight 54 remains fixed in position 54-2 with respect to the motor shaft, as shown in FIGS. 7 and 9. In this case, the upper weight 52 leads the lower weight 54 by the angle d in FIG.
If, in contrast, the upper weight 52 is rotatable with respect to its sleeve 60 and the lower weight 54 is fixed, then the upper weight 52 remains in the positions 52-1 or 52-2 according to FIGS compared to the Motorwel le, depending on the direction of rotation of the motor, the lower weight 54 now leading the upper weight 52 by the angle a or b. Alternatively, if both weights are net angeord rotatable with respect to the motor shaft, the angle between them is a-c or b-d depending on the direction of rotation of the motor.
For the sake of explanation, a lead angle in the clockwise direction of rotation of the motor should be called positive, while an equal angle in the opposite direction should be called negative.
It can be seen that the advance angle can be varied depending on the length of the notches 60. For this purpose, upper and lower sleeves of any desired notch length can be keyed onto the motor shaft.
The vibrating device 28 (FIG. 1) sets the container 22 in vibration and thus sets a mass 70 consisting of workpieces and processing material in motion. The vibratory movement has two components, one of which gives the mass a circular movement according to arrows 72, 73 and 74 (FIG. 3), while the other results in a linear movement of the mass in a direction determined by the direction of rotation of the motor he follows. This gives the mass a helical movement.
It is assumed that the upper and lower eccentric weights 52 and 54 are superimposed on each other during operation of the motor 44, i. that the lead angle is equal to zero. Then the mass 70 exerts a planetary motion along an approximately semicircular path in the direction of arrows 72, 73 and 74, in each radial plane of the container 22. The direction in which the mass moves forward is independent of the Direction of rotation of the motor. It has been found that even if there is even a small angle of advance between the upper and lower eccentric weights 52 and 54, the motion imposed on the mass 70 has two components.
The first component causes the mass to move like a planet as described above, and the second component causes the mass to move linearly forward in a direction opposite to the direction of rotation of the motor 44. In this way, the mass exerts a helical movement. If, for example, the weights are rotated clockwise as in FIG. 2, then the mass exerts a helical movement 76 while simultaneously moving in the direction of arrow 77 (FIG. 2), or counterclockwise compared to FIG. 2.
On the other hand, a counterclockwise rotational movement of the upper and lower weights 52 and 54 causes a screw-shaped movement 78 of the mass while moving forward in the direction of arrow 79 or in a clockwise direction.
It follows that the mass can execute a helical movement, moving either clockwise or counterclockwise, depending on the direction of rotation of the motor. It should be noted that a reversal of the direction of rotation of the motor is accompanied by a change in sign of the advance angle between the upper and lower eccentric weights, which only changes the direction of the helical movement, but does not affect the direction of the planetary movement of the mass.
It has been found that an advance angle of the lower weight compared to the upper weight should generally be greater than 0, but less than 180, an advance angle of approximately 90 producing a maximum effect. A lead angle of 10 to 40 must be provided for finishing, with a range of 15 to 30 being advantageous. A value from 70 to 140 is provided for the separation operation, and a range from 75 to 105 is most advantageous.
If the lower weight leads the upper, the upper should be arranged in a room surrounded by the coil springs 16 as shown in FIG. 1 or below the same. Otherwise, if the upper weight is in advance of the lower, the latter should be arranged substantially at the same level as or above the coil springs, as can be seen from FIGS. 13 or 12.
As can be seen in Figures 3 and 4, the upper part of the outer wall of the container 22 can be bent at least partially inwardly in a circular arc 80 to aid in the aforementioned planetary movement of the mass.
In Figs. 10 and 11 another embodiment of the vibrator is shown; the same reference numerals designate the same or similar parts as those in Fig. 6 to 9. A lower eccentric weight 54 is keyed at 56 on the shaft 50 of a motor 44 and by means of a screw 70 threaded into the shaft end, a locking and washer 68 or . 68 'rigidly attached to it.
An upper eccentric weight 52 is rotatably mounted on the stub shaft 50 in the same manner as previously described for Figure 6; a screw 70 threaded into the end of the shaft, together with a locking washer and a washer 68 'and 68 ", prevents the weight from being released from the shaft stub 50.
In operation, the motor 44 is given the desired direction of rotation to vibrate the container 22, in which the mass 70 executes the screw-shaped movement mentioned above and thereby moves forward in the direction opposite to the direction of rotation of the motor, with its surface being machined. It should be noted that in the surface treatment process the flap 40 is held in its horizontal position by any suitable means (not shown).
This measure prevents the flap from obstructing the flow of the mass and avoids any mass falling out; Furthermore, this has the effect that the workpieces are constantly exposed to a uniform treatment, the entire working volume of the container being effectively used for surface treatment. If desired, the direction of rotation of the motor can be changed to change the helical movement to continue the machining operation.
During the vibration of the container 22, the part of the mass 70 located on the bottom first rises up the inner side of the arched bottom part 24 and then follows the inside of the outer wall of the container 22, as indicated by the arrows 72. It then changes the direction according to the arrows 73 in order to reach the highest point at 83, as indicated in FIGS. 3 and 4. The parts of the mass 70 located in or around this point 73 are essentially no longer influenced by the vibrations of the container 22 and form a surface layer 84 which continues to move in the direction of the arrow 74 until they touch the inner wall of the container. The mass then flows along the arched bottom part 24 of the container 22, whereupon it takes the same path as described above.
At the same time, the mass is moved in the opposite direction to the direction of rotation of the motor in the horizontal direction in order to achieve the aforementioned screw-shaped movement. In Fig. 4 that part of the mass is indicated below a dashed line 70a, which increases as a result of the vibration of the container as described above, and which can be referred to as the A part, while the part above a dashed line 70b is that which against the inner container wall under the action of its mass inertia and gravity flows, and which can be referred to as the B part.
The part of the mass located between the two lines forms a central core around which the A and B parts exert a planet-shaped movement and which can be described as the C part.
The vibration of the container 22 affects the A part, which executes a corresponding Energiebewe supply. The mass parts B and C, on the other hand, receive little from the vibration and perform movements that are influenced by various factors.
In order to obtain a satisfactory helical movement of the mass, it has been found that a smaller angle of advance between the two weights should cause one of the weights closer to the springs 16 to have a lower excitation force than the other weight during one larger lead angle is intended to bring the two excitation forces closer together.
After completion of the processing operation in question, the flap 40 is rotated downwards from its horizontal position around the axis of the rod 38, while the helical movement propagates in the direction in which the flowing mass pushes the flap in the flow direction, in the example according to Fig. 2 clockwise. As a result, the mass flow exerts a dynamic force on the hanging flap, which causes it to sink evenly into the flowing mass until its circumference rests against the inner surface of the container 22. In this way the flap 40 blocks the mass flow.
Under these circumstances, the following parts of the flowing mass lying on the flap 40 rise upwards to reach the sieve 30 on which the finished parts are separated from the processing materials and then in the direction of arrow 34a through the exit 34 to be guided to the following processing section, not shown. The processing materials fall back through the sieve 30 into the container 22.
As previously described, the flap faces away from the screen 30, i. the side exposed to the mass flow has a flat projection 42 with an arcuate lower part. As can be clearly seen from FIGS. 1 and 5, the flap is held at a predetermined angle to the horizontal. It follows from this that a small part of the flowing mass first flows over the flap 40, soon after the mass flow has reached the stagnation level. That part of the flowing mass which rests against the flap 40 thus has the tendency to change its direction of flow, as indicated by arrow 86 in FIG.
The part that rests against the surface below the projection 42 of the flap 40 is, however, forced to first flow radially outward along the lower arcuate edge of the projection 42, forming a kind of slope with a slight incline. He then climbs up a ramp or a slope which is formed by the outer edge of the projection 42 and the side wall of the container 22. The rising mass is then raised in the vicinity of the highest point of the ramp, as shown at point 88 in FIGS.
In this way, the subsequent parts of the mass are directed onto the sieve 30, on which the finished workpieces remain, while the processing materials fall back through the sieve 30 into the container 22, with which the separation operation is carried out.
It has been found that the angle between the flap 40 and the horizontal is advantageously of the order of 70. If this angle is smaller, the flowing mass can more easily rise up the valve, while this rise becomes more difficult at a larger angle. It has also been found that an angle between 40 and 80 relative to the horizon is sufficient for practical purposes.
The use of conventional locking plates made it light a mass that is set in helical motion to overcome an inclination of at most 15 to the Horizon tal. If the mass contains spherical components, it can even overcome a slope of 3 or less. The arrangement of a jump 42 on the flap 40, however, is particularly effective to increase this angle of rise. As the separation progresses, the level of the mass in front of the flap 40 steadily decreases until it reaches a dashed line 82a, 82b which slopes away from the top of the flap at a downward slope. At this point in time, the level behind the flap 40 reaches a height according to the line 82c. The horizontal dashed line 83 represents the level of the mass before the flap 40 swings in.
The result is that after it has dropped to the level 82b, 82a, the mass cannot be lifted over the flap 40 onto the sieve 30.
In order to raise this level 82b, a gate 90 is arranged above the flap 40 and is suspended from a support rod 92 which radially crosses the entire width of the container 22, as can be seen from FIG. The gate 90 can be moved vertically by means of pneumatic or hydraulic pistons and cylinders which are arranged outside the outside of the container 22 and which are not shown for the sake of simplicity. The upper position of the gate 90 is such that it does not hinder the mass flow, as indicated by the solid lines in FIGS. 4 and 5. In the lower position, the gate is partially embedded in the mass, as indicated by the dashed lines in FIGS. 1 and 5.
This lower position can be controlled in height by any suitable means not shown. Since the A part of the mass, which performs a powerful screw movement, reaches a higher level near the outside of the container than on the opposite side, the gate 90 has a recess on the first-mentioned side, as best shown in FIGS 4 can be seen. It follows from this that the gate 90 does not interfere with the mass part A in its lower position, but effectively blocks the mass parts B and C in order to prevent the latter parts from changing their direction according to arrow 86 after they have jammed on the flap 40 to have.
After the flap 40 has been immersed in the flowing mass, the gate 90 is brought into its lower vertical position according to FIGS. 1 and 5. The flowing mass is then introduced into a zone 94 between the flap 40 and the gate 90 through a gap which is formed by the lower edge of the gate 90 and the adjoining part of the container bottom. This mass increases in level up to the dashed line 88a in FIG. 5, so that it can easily reach the sieve 30 via the flap 40. This forced introduction of the mass into the zone 94 is continued until the level of the mass above the flap 40 drops to a line 96 (FIG. 5).
In the embodiment shown, the amount of mass in the container 22, after the portion filling the zone 94 reaches the level 82b, decreases to approximately half the amount originally filled. Under these conditions, the part of the mass located outside the zone 94 forms an inclined surface, which is represented by the line 96 and the continuation 96a. This makes it possible to remove all finished workpieces from the mass, whereupon the machining materials are left behind.
If desired, the door 90 can be arranged to be rotatable about the axis of the rod 94, like the flap 40.
In general, the shape of the workpieces and the processing materials has a major influence on the greatest inclination that the corresponding mass can overcome. For example, among the machining materials, rhomboids, triangular prisms or pyramids, cubes, discs or lumps of any shape have the tendency to make the corresponding mass relatively rigid so that it can overcome relatively large inclinations. On the other hand, any mass in which spherical machining materials are contained has difficulty in overcoming tendencies. Conventional devices with vertical baffles were therefore disadvantageous in that the workpieces could not be removed even from a relatively rigid mass as long as their proportion exceeded 10% by volume.
Likewise, the use of spherical workpieces and / or spherical machining materials meant that the angle that the corresponding mass could overcome decreased enormously in its angle to the horizontal, which led to great difficulties in separating the workpieces from the mass .
Furthermore, when the proportion of the workpieces was high compared to the machining materials, it was difficult to remove all of these workpieces from the corresponding mass. Conventional vibrating surface processing machines have therefore used masses in which 1 to 6 parts by volume of processing material were present per part by volume of workpieces. Even the previous high-efficiency methods could use a mass that contained up to more than 4 parts by volume of machining material for each part of workpieces.
With a mass of 1 to less than 4 parts by volume of processing material per part by volume of workpiece, it is required that after the total mass has been reduced to 70 to 50% of the original amount as a result of removing the finished workpieces, the remaining mass can still rise on the associated baffle remove all finished workpieces. This is not possible with the usual machines.
The arrangement of a gate 90 guarantees that even with a mass that contains approximately the same amount of processing material as workpieces, all finished workpieces are effectively removed. It was established that the use of the flap 40 with the projection 42 alone already resulted in an excellent separating effect for materials which contain about 4 or more parts by volume of machining material per part by volume of work pieces.
Another embodiment is shown in Fig. 12 Darge provides, in which the same parts as in Fig. 1 to 5 are denoted by reference numerals which differ from these by one hundred. It comprises an arcuate container 122, the cross-section of which is substantially the same as that of the container 22 in FIGS. 1 to 4, and which is slightly longer than a circumference of a helix, the two ends of the container slightly overlapping each other. The lower end of the container 122 is closed with a removable lid, not shown, while a step 140 with an adjoining horizontal outlet, the bottom of which is formed by a sieve 130, is connected to the upper end.
The step 140 serves as a stowage plate of the usual construction. A reversible electric motor 144 is vertically arranged in the manner described above, but is located in a space surrounded by the arcuate container 122. At its lower end, the motor 144 carries an eccentric weight 154, which is located approximately at the level of a row of coil springs 116. If desired, the weight 154 can also be placed above the springs.
So that, in operation, a mass moves up along the arcuate container 122 while executing the screw movement mentioned above, a plurality of gates 190 of the type described above are arranged at suitable intervals within the container; the gates 190 can also be arranged to be removable. Two such gates 190 are shown in FIG. Gate 190 is essentially identical to gate 90.
If necessary, a plurality of containers 122 can be arranged one on top of the other to form a helical container as shown in FIG. 13, in which figure the same components as in FIGS. 1 to 4 are denoted by reference numerals around 200 differ from these. A screw-shaped container 122 may be provided with an upper end portion as shown in FIG.
A reversible electric motor 244 is surrounded by the helical container 222 and supports a lower eccentric weight 254 above a series of coil springs 216. As in Figure 12, a plurality of gates 290 are fixed or removable at intervals within the container 222 arranged. Gate 290 is substantially identical in shape to gate 90.
The devices according to FIGS. 12 and 13 operate in the same manner as described in connection with FIGS. 1 to 5. In particular, a mass is forced to successively pass through openings between the lower ends of the gates 190 and 290 and the opposite parts of the container bottom to rise in the container, the upper eccentric weight 152 leading the lower weight.
After all finished workpieces have been removed in the manner previously described NEN, the direction of rotation of the motor is changed, so that the remaining mass moves down the container again while it performs a helical movement as described above to move through the now open lower end to leave the container.
14 shows another embodiment of the gate 90. A gate part 90 'is attached in a height-adjustable manner to a support plate 94 arranged in the container 22, 122 or 222 (not shown in FIG. 14), the shape of which is essentially identical to that of the gate 90 is.
In summary, it should be noted that the flap is held in a horizontal position and the motor starts operating in the desired direction, which sets the existing mass in a helical movement and moves on in a direction opposite to the direction of rotation of the motor. If desired, the direction of rotation of the motor can then be changed in order to perform another machining operation. After completion of this, the flap is lowered, provided that the helical movement is in a direction in which the flap is pushed down.
E.g. in the first embodiment the last helical movement clockwise according to FIG. If, on the other hand, the last helical movement takes place in the counterclockwise sense, the direction of rotation of the motor is changed and then the flap is lowered. The flowing mass exerts a force on the lowered flap, so that it sinks into the mass until it rests against the inner wall of the container. The gate is then lowered in order to partially brake the flow of the mass.
Due to the special shape of the gate, as previously described, the mass can be easily transported to the associated screen, on which all the finished work pieces are removed, while the processing mate rials fall back through the screen into the container. In the embodiment according to FIGS. 1 to 5, after the separation and removal operation has ended, the direction of rotation of the motor is changed in order to change the direction of the helical movement. Then the flap lifts automatically under the action of the mass, which now flows counterclockwise (Fig. 2), and remains in the horizontal position. The gate is then tilted.
In this way, the container is ready for further processing operations.
In the embodiments according to FIGS. 12 and 13, after the removal operation has been completed, the direction of rotation of the motor is changed, the lower end of the container being open. This enables the remaining mass, which only contains processing materials, to leave the container, whereupon it is ready for the subsequent processing operations.