DE10162151B4

DE10162151B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Entgraten von Formteilen

Info

Publication number: DE10162151B4
Application number: DE10162151A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Wacker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2021-12-18
Also published as: DE10162151A1

Abstract

Verfahren zum Entgraten von gegossenen oder spritzgegossenen Formteilen, insbesondere von Formteilen aus Kunststoff oder Gummi, mit Hilfe von Schlaggut, das mittels einer Beschleunigungs- oder Fördereinrichtung einer die Formteile enthaltenden Behandlungskammer oder -strecke zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Schlaggut eine Flüssigkeit verwendet wird, die tropfenweise in die Behandlungskammer eingeblasen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgraten von gegossenen oder spritzgegossenen Formteilen, insbesondere von Formteilen aus Kunststoff oder Gummi, mit Hilfe von Schlaggut, das mittels einer Beschleunigungs- öder Fördereinrichtung einer die Formteile enthaltenden Behandlungskammer oder – strecke zugeführt wird.
Zur Entfernung von unerwünschten Oberflächenbelägen, insbesondere bei Stahl- oder Gussteilen, wird das sogenannte „Sandstrahlen" angewendet. Hierbei werden die zu behandelnden Teile in einer Behandlungskammer untergebracht und ihre Oberfläche mit Hilfe von Strahlgut oder Schlaggut, das beispielsweise aus Stahlkugeln oder Quarzpartikeln besteht, beaufschlagt. Das Strahlgut wird üblicherweise mit Hilfe eines Schleuderrads beschleunigt und trifft mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Behandlungsguts auf, wo es aufgrund des hohen Impulses abrasiv wirkt, so dass unerwünschte Oberflächenschichten wie Rost oder Beschichtungen entfernt werden.
Durch die auf Grund des hohen Auftreffimpulses verursachten Oberflächenverformungen ist dieses Verfahren zum Entgraten von weicheren Formteilen, die z.B. aus Kunststoff oder Gummi bestehen, nicht geeignet.
Die durch die Herstellungsart von gegossenen oder spritzgegossenen Kunststoff oder Gummiformteilen unvermeidlicherweise auftretenden Grate entstehen durch die dünnen Zwischenräume zwischen den einzelnen Teilen der Gießformen bzw. durch Noppen, die in den Zuführungskanälen der Spritz- oder Gießform erstarren.
Diese Grate oder Noppen werden beim Stand der Technik üblicherweise in rotationssymmetrischen Behandlungstrommeln entfernt, in denen das Behandlungsgut, gegebenenfalls unter Zugabe von geeigneten Abriebpartikeln, die z.B. aus Stahlkugeln oder Keramikkörpern bestehen, über einen längeren Behandlungszeitraum bewegt wird. Durch die Drehbewegung der Behandlungstrommeln führt das Behandlungsgut eine mehr oder weniger chaotische Bewegung aus, so dass die vorhandenen Gräte nach einer bestimmten Behandlungszeit in der Regel abgebrochen sind. Zur Unterstützung des Entgratungsvorgangs kann das Entgratungsgut, gegebenenfalls mit Hilfe von Flüssigstickstoff, gekühlt werden, wobei die Grate oder Noppen verspröden und auf diese Weise leichter abbrechen.
Bei diesem Behandlungsverfahren müssen längere Behandlungszeiten eingehalten werden, um entsprechende Entgratungsergebnisse zu erzielen. Auch das Entfernen der abgebrochenen Grate bzw. der die Entgratung unterstützenden Abriebpartikel von Behandlungsgut ist aufwendig und teuer, insbesondere dann, wenn das Entgratungsgut z.B. mit Hilfe von flüssigem Stickstoff zusätzlich gekühlt werden muss.

Aus A. Momber in „Fertigungstechnik und Betrieb, 41 (1991), 4", Seite 230 bis 232 „Hochdruckwasserstrahlen als modernes Fertigungsverfahren" ist ein Hochdruckwasserstrahlverfahren zum Entgraten von Karosserieteilen bekannt. Ferner beschreibt das Dokument den Einsatz des Hochdruckwasserstrahlverfahrens zur Bearbeitung von Werkstoffen, die u. a. eine geringe thermische und/oder mechanische Stabilität aufweisen, wie beispielsweise auch Kunststoffe. Als Strahlmedium wird dabei reines Wasser, Wasser unter Zugabe von Additiven, von Abrasiven oder Additiv-Abrasiv-Gemischen verwendet. Für das Entgraten sind Druckbereiche zwischen 20 und 100 MPa (200 bis 1000 bar) vorgesehen.

Aus der DE 94 22 372 U1 ist eine Entgratungsanlage zum Entgraten von Formteilen mit einer Abstrahlvorrichtung für Strahlgut, einer zylindrischen Trommel mit einem gitterförmigen Mantel zur Aufnahme von Formteilen und einer unterhalb der Trommel angeordneten Siebvorrichtung offenbart, wobei sich die Trommel und die Siebvorrichtung in einem Gehäuse befinden. Als Strahlgut ist u. a. sublimierendes oder verdampfendes Strahlgut, wie Kohlendioxid-Pellets oder gefrore ne Wassertropfen genannt. Durch die Siebvorrichtung kann das Strahlmittel von den abgeschlagenen Graten getrennt und anschließend einer erneuten Verwendung zugeführt werden. Durch die Lücken des Gitters kann Strahlgut auf die Formteile treffen, die sich in der rotierenden Trommel befinden. Die Abstrahlvorrichtung für das Strahlgut weist radial gestellte Schaufeln auf, die am axialen Eintritt in Rotationsrichtung gebogen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entgraten von gegossenen oder spritzgegossenen Formteilen zu schaffen, bei dem bei hoher Qualität der entgrateten Formteile die Verfahrenskosten verringert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Schlaggut eine Flüssigkeit verwendet wird, die tropfenweise in die Behandlungskammer eingeblasen wird. Die Aufgabe wird für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11 dadurch gelöst, dass eine oder mehrere Düsen zum tropfenweisen Einblasen von Flüssigkeit in die Behandlungskammer vorgesehen ist oder sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Behandlungsflüssigkeit, in der Regel Wasser, der Behandlungskammer beispielsweise mit Hilfe von Zuleitungen zugeführt, an deren Ende Düsen sitzen, deren Öffnungsweite so gewählt ist, dass die Flüssigkeit tropfenweise unter vergleichsweise hohem Druck in die Behandlungskammer eingeblasen wird. Der von der Masse der Flüssigkeitspartikel und ihrer Geschwindigkeit abhängige Impuls kann dabei durch Einstellung eines geeigneten Pumpdrucks so gewählt werden, dass die kinetische Energie der auf das Behandlungsgut auftreffenden Flüssigkeit so groß ist, dass die dünnwandigen Grate abgeschlagen werden, ohne die dickwandigeren Bestandteile der Formkörper zu beeinträchtigen oder zu zerstören.

Neben der Einstellung des Pumpdruckes kann die abrasive Wirkung der eingedüsten Flüssigkeit auch dadurch variiert werden, dass beispielsweise oberflächenspannungsvermindernde oder erhöhende Substanzen zugesetzt werden oder dass das spezifische Gewicht beispielsweise von Wasser durch die Zugabe von löslichen Salzen verändert wird. Entscheiden für die Einstellung der relevanten Parameter ist hierbei die Geometrie und das material der zu behandelnden Formkörper.

Selbstverständlich ist es im Sinne der Erfindung auch möglich, der Flüssigkeit klein volumige, abrasiv wirkende Partikel zuzugeben, deren Größe so gewählt ist, dass sie die Düsen ungehindert passieren können und die Flüssigkeitstropfen in ihrer Entgratungswirkung unterstützen.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Entgatungsverfahrens ist vorgesehen, die Flüssigkeit intervallartig auf das Behandlungsgut zu spritzen. Hierbei werden die zeitlichen Intervalle so gewählt, dass sich das Bechandlugsgut zwischen den einzelnen Intervallen geringfügig z.B. in einer Rotationstrommel bewegt hat, so dass trotz starrer Düsen unterschiedliche Bereiche der zu entgratenden Fermteile mit der Flüssigkeit beaufschlagt werden und eine vollständige Entgratung ermöglicht wird. Hierbei verlässt die Behandlungstflüssigkeit die Düsen- in Form von einzelnen Tropfen oder Strahlabschnitten. Die intervallartige Beaufschlagung des Behandlungsguts kann z.B. durch spezielle Düsenköpfe erreicht werden, bei denen die Düsenöffnungen in einzustellenden Zeitabständen geöffnet und verschlossen werden.

Da als abrasives Medium eine Flüssigkeit bzw. eine Flüssigkeit als Träger und Fördermedium für abrasive Kleinstkörper verwendet wird, kann beim Entgraten gleichzeitig eine Reinigung des Behandlungsguts erreicht werden.

Die Behandlungsflüssigkeit kann mit den abgeschlagenen Partikeln die Behandlungskammer durch perforierte Böden verlassen, in einem Auffangbehälter gesammelt, gereinigt und mittels einer Förderpumpe erneut verwendet werden, so dass die Behandlungsflüssigkeit im Kreislauf geführt wird

Bei einer weiteren Variante des Verfahrens kann die Behandlungskammer oder die Flüssigkeit gekühlt werden, so dass auch hier, wie beim Stand der Technik, eine gewisse Versprödung des Behandlungsguts auftritt, so dass aufgrund der geringeren Elastizität vorhandene Grate oder Noppen leichter abbrechen Auch ist es durch eine-Kühlung möglich, das spezifische Gewicht der Behandlungsflüssigkeit gezielt zu beeinflussen oder sogar zumindest teilweise einen Wechsel des Aggregatzustands von flüssig nach fest herbeizuführen. Hierdurch wird die abrasive Wirkung des Schlagguts beträchtlich erhöht.

Um jede beliebige Stelle des Behandlungsguts mit der Flüssigkeit erreichen zu können, kann es zweckmäßig sein, dieses in der Behandlungskammer zu bewegen. Dies kann durch eine Eigenbewegung, z.B. Drehbewegung der Kammer, durch Rütteln, Vibrieren oder dergleichen erfolgen, andererseits kann für eine entsprechende Bewegung auch ein Gas- oder Flüssigkeitsstrom verwendet werden, der beispielsweise durch eine gelochte Bodenplatte ins Innere des Behandlungsgefäßes geleitet wird. Daneben ist es auch möglich, die Düsen in oder vor der Kammer bewegbar anzuordnen, so dass bei vergleichsweise kurzen Behandlungszeiten sämtliche Oberflächen erreicht und entgratet werden können. Bei dem beschriebenen Verfahren ist es, wie bereits erwähnt, außerordentlich einfach, die abgeschlagenen Partikel vom Behandlungsgut zu trennen, da diese durch die Flüssigkeit transportiert und gemeinsam einem Sammelbehälter zugeführt werden können, so dass das Behandlungsgut in der Regel die Behandlungskammer ohne Abrieb und in sauberem Zustand verlässt. Gegebenenfalls kann sich jedoch je nach verwendeter Prozessflüssigkeit eine Trocknung oder eine zusätzliche Reinigung mit einer Waschflüssigkeit anschließen.

Claims

Verfahren zum Entgraten von gegossenen oder spritzgegossenen Formteilen, insbesondere von Formteilen aus Kunststoff oder Gummi, mit Hilfe von Schlaggut, das mittels einer Beschleunigungs- oder Fördereinrichtung einer die Formteile enthaltenden Behandlungskammer oder -strecke zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Schlaggut eine Flüssigkeit verwendet wird, die tropfenweise in die Behandlungskammer eingeblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass the Flüssigkeit der Behandlunagskammer oder -strecke mittels einer oder mehrerer Düsen zugeführt wird, die über eine Zuleitung mit einer Pumpe verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit intervallartig zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und/oder die Intervalle der zugeführten Flüssigkeit einstellbar sind 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer, die Behandlungsstrecke und/oder die Flüssigkeit gekühlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile in der Behandlungskammer während des Entratungsvorgangs mittels einer Bewegung der Kammer oder eines Fluidstroms bewegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen bewegbar in oder vor der Behandlungskammer angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Gewicht der Flüssigkeit durch Zugabe von löslichen oder unlöslichen Bestandteilen verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile nach der Entgratungsbehandlung einem Trocknungsprozess und/oder Reinigungsprozess unterworfen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung der entgrateten Formteile mittels einer Wäsche in einem Gasstrom oder einer Flüssigkeit erfolgt.
Formteil aus Kunststoff oder Gummi, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Behandlungskammer oder -strecke und einer Beschleunigungs- oder Fördereinrichtung zum Zuführen von Schlaggut zu der Behandlungskammer oder -strecke, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Düsen zum tropfenweisen Einblasen von Flüssigkeit in die Behandlungskammer in oder vor der Behandlungskammer bewegbar angeordnet ist oder sind.