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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlanlage mit einer Strahlkabine mit einer verschließbaren und freigebbaren Öffnung, durch welche ein zu strahlendes Werkstück in die Strahlkabine einbringbar und aus der Strahlkabine entnehmbar ist, und mit mindestens einer Strahlvorrichtung, wie Schleuderrad, mittels welchem das in der Strahlkabine befindliche Werkstück mit einem Strahlmittel bestrahlbar ist.
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Strahlanlagen der vorstehend genannten Art sind aus der einschlägigen Praxis bekannt. Um zu gewährleisten, dass das zu strahlende Werkstück in der Strahlkabine von allen Seiten gleichmäßig mit dem Strahlmittel beaufschlagt wird, werden mehrere Strahlvorrichtungen mit verschiedenen Strahlrichtungen eingesetzt und/oder das zu strahlende Werkstück wird in der Strahlkabine während des Strahlvorgangs relativ zu der Strahlvorrichtung und zu dem von dieser erzeugten Strahlmittelstrahl bewegt.
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Als nachteilig wird dabei angesehen, dass das Zuführen eines zu strahlenden Werkstücks in die Strahlkabine ebenso wie das Entnehmen des gestrahlten Werkstücks aus der Strahlkabine relativ umständlich und langwierig ist, wodurch die effektive Einsatzzeit der Strahlanlage in unerwünschter Weise vermindert wird.
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Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Strahlanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die die angegebenen Nachteile vermeidet und bei der insbesondere eine verbesserte Wirtschaftlichkeit durch Verlängerung der effektiven Einsatzzeit erreicht wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Strahlanlage der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Öffnung der Strahlkabine zwei Türen zugeordnet sind, die wechselweise in Öffnungs- und Schließstellung bringbar sind, und dass jeder Tür an ihrer in Schließstellung zum Inneren der Strahlkabine weisenden Seite ein Werkstückhalter zugeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Strahlanlage weist also an der Öffnung ihrer Strahlkabine zwei Türen auf, von denen wahlweise die eine oder die andere in Schließstellung und Öffnungsstellung bringbar ist. Jede der beiden Türen weist einen Werkstückhalter auf, wobei jeweils der Werkstückhalter der in Schließstellung befindlichen Tür ein Werkstück innerhalb der Strahlkabine während eines Strahlvorgangs halt und trägt. Zur gleichen Zeit befindet sich die jeweils andere Tür in Öffnungsstellung, so dass nun deren Werkstückhalter von außen her zugänglich ist. Mit diesem zugänglichen Werkstückhalter kann also schon während eines noch laufenden Strahlvorgangs ein weiteres zu strahlendes Werkstück in Eingriff gebracht werden beziehungsweise ein bereits zuvor gestrahltes Werkstück aus dem Werkstückhalter entnommen werden. Somit muss die Strahlanlage während des Zuführens eines Werkstücks zu einem Werkstückhalter und während des Abführens eines Werkstücks aus einem Werkstückhalter nicht still gesetzt werden; vielmehr verlaufen diese Vorgänge gleichzeitig mit einem Strahlvorgang ab. Hierdurch erreicht die erfindungsgemäße Strahlanlage eine besonders hohe Wirtschaftlichkeit, weil deren Strahlvorrichtung oder Strahlvorrichtungen nur für sehr kurze Zeiten stillgesetzt werden müssen, nämlich nur dann, wenn die eine Tür aus ihrer Schließstellung in die Öffnungsstellung und die andere Tür aus ihrer Öffnungsstellung in die Schließstellung überführt wird, was nur eine sehr kurze Zeit erfordert.
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Um die Türen der Strahlkabine möglichst einfach und mit geringem Kraftaufwand verstellen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Öffnung, vorzugsweise rechteckig, mit zwei vertikalen Kanten ausgeführt ist und dass an jeder der beiden vertikalen Kanten je eine der Türen verschwenkbar angeschlagen ist. Das Gewicht der Türen hat so vorteilhaft keine Kraftwirkung in Öffnungs- oder Schließrichtung, was eine leichtgängige Verschwenkung der Türen ermöglicht.
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Damit die beiden Türen sich bei ihrer Verstellung zwischen Schließstellung und Öffnungsstellung sowie umgekehrt nicht gegenseitig behindern, ist zweckmäßig jede Tür um mindestens 90°, vorzugsweise um bis zu 180°, verschwenkbar. Das minimale Maß der Verschwenkbarkeit richtet sich dabei insbesondere nach den Dimensionen des jeweils zu bearbeitenden Werkstücks, da dieses in der Regel in Öffnungsstellung einer Tür das am weitesten in Richtung zur jeweils anderen Tür vorragende Element ist. Der Schwenkwinkel der Türen muss mindestens so groß sein, dass es sicher nicht zu Kollisionen kommen kann.
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Um eine kraftaufwändige und möglicherweise gefährliche manuelle Betätigung der Türen zu vermeiden, ist bevorzugt jeder Tür für ihre Verschwenkung ein Kraftantrieb zugeordnet. Auf diese Weise kann vorteilhaft das Verschwenken der Türen fernbetätigt erfolgen. Jeder Kraftantrieb kann dabei beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch ausgeführt oder durch einen Elektromotor gebildet sein.
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Zur Erzielung einer hohen betrieblichen Sicherheit schlägt die Erfindung weiter vor, dass jeder Tür wenigstens eine Riegeleinrichtung zugeordnet ist, mit der die Tür in Schließstellung und/oder in Öffnungsstellung lösbar arretierbar ist. Ein unerwünschtes selbsttätiges Verstellen der Türen im Betrieb wird so sicher verhindert. Außerdem können so die Kraftantriebe für das Verschwenken der Türen in deren Schließstellung und/oder Öffnungsstellung entlastet werden.
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Damit ein Werkstück möglichst schnell und einfach in und außer Eingriff mit dem jeweiligen Werkstückhalter gebracht werden kann, ist bevorzugt vorgesehen, dass jeder Werkstückhalter zwei relativ zueinander verstellbare, zum Halten des Werkstücks gegeneinander verspannbare Greifer aufweist. Das Werkstück kann so mit einem geringen zeitlichen Aufwand von den Greifern erfasst und ausreichend sicher für einen Strahlvorgang gehalten werden.
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Um die für das Greifen und Halten eines Werkstücks nötigen Kräfte zuverlässig erzeugen zu können, ist zweckmäßig jedem Werkstückhalter zum Verstellen von dessen Greifern jeweils wenigstens ein Kraftantrieb zugeordnet. Auch dieser Kraftantrieb kann beispielsweise hydraulisch oder pneumatischen ausgeführt oder durch einen Elektromotor oder Elektromagneten gebildet sein.
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Zur mechanischen Unterstützung der zuvor erwähnten Kraftantriebe kann jedem Werkstückhalter zum Verspannen von dessen Greifern gegeneinander jeweils wenigstens eine Spannfederanordnung zugeordnet sein.
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In werterer Ausgestaltung schlägt die Erfindung vor, dass die Greifer jedes Werkstückhalters zusammen mit einem daran gehaltenen Werkstück um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar sind. Auf diese Weise kann das Werkstück während eines Strahlvorgangs um die gemeinsame Drehachse der Greifer gedreht werden, um ein allseitig gleichmäßiges Bestrahlen des Werkstücks zu erreichen.
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Bevorzugt verläuft dabei die gemeinsame Drehachse der Greifer parallel zu einer Flächenebene der zugehörigen Tür.
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Zum Erzeugen der vorstehend beschriebenen Drehbewegung ist zweckmäßig jedem Werkstückhalter jeweils wenigstens ein Getriebe- oder Servomotor als Drehantrieb für seine Greifer zugeordnet.
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Weiterhin schlägt die Erfindung vor, dass jeder Werkstückhalter um eine senkrecht oder schräg zu einer Flächenebene der zugehörigen Tür verlaufende Drehachse verdrehbar ist. Hiermit wird eine Drehbewegung des Werkstücks während eines Strahlvorgang um eine zweite Drehachse, die eine andere Richtung als die zuvor erwähnte erste Drehachse aufweist, ermöglicht. Dies führt zu einem besonders gleichmäßigen allseitigen Bestrahlen des Werkstücks, selbst wenn in der Strahlkabine nur eine Strahlvorrichtung vorgesehen ist Noch besser wird die Gleichmäßigkeit des Strahlens, wenn in der Strahlkabine zwei oder noch mehr Strahlvorrichtungen angeordnet sind.
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Zum Erzeugen der vorstehend beschriebenen Drehbewegung des Werkstückhalters und des Werkstücks ist zweckmäßig jeder Tür jeweils wenigstens ein Getriebe- oder Servomotor als Drehantrieb für den zugehörigen Werkstückhalter zugeordnet.
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Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jeder Greifer mehrere, vorzugsweise drei, in ihrer Ausführung und Anordnung an das jeweils zu strahlende Werkstück angepasste und/oder zur Anpassung an das jeweils zu strahlende Werkstück verstellbare Finger aufweist. Die Finger der Greifer bilden vorteilhaft nur punktuelle kleine Kontaktstellen zum Werkstück, so dass nur minimale Bereiche des Werkstücks nicht vom Strahlmittel erreicht werden. Mit nur drei Fingern pro Greifer wird schon eine ausreichend lagesichere Halterung des Werkstücks im Werkstückhalter erzielt.
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Um die Strahlanlage möglichst schnell und einfach an die Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke anpassen zu können, sind bevorzugt die Finger jedes Greifers, vorzugsweise mittels einer Schnellwechseleinrichtung, auswechselbar mit dem jeweiligen übrigen Greifer verbunden. Für das Umstellen der Strahlanlage von der Bearbeitung eines Werkstücks auf die Bearbeitung eines anderen Werkstücks ist also nur ein Austauschen der Finger der Greifer erforderlich.
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Alternativ oder zusätzlich können die Finger jedes Greifers mehrgliedrig ausgebildet und, vorzugsweise werkzeuglos, in ihrer Länge und/oder Ausrichtung verstellbar und arretierbar sind. Damit können zumindest in einem gewissen Umfang unterschiedliche Werkstücke mit denselben Greifern gehalten werden und ein Austausch der Greifer ist bei einem Wechsel des zu bearbeitenden Werkstücks nicht in jedem Fall erforderlich.
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Häufig sind Strahlanlage in industrielle Fertigungs- oder Bearbeitungslinien integriert, die weitestgehend automatisch arbeiten. Hierzu schlägt die Erfindung vor, dass die Strahlanlage wenigstens einen Werkstück-Handhabungsroboter aufweist, mit dem jeweils ein Werkstück vor einem Strahlvorgang einem der Werkstückhalter zuführbar und nach einem Strahlvorgang von dem betreffenden Werkstückhalter abnehmbar ist. Zweckmäßig werden dabei die zu strahlenden Werkstücke über eine Fördereinrichtung zugeführt, von der der Werkstück-Handhabungsroboter jeweils ein Werkstück übernehmen und dem Werkstückhalter zuführen kann. Auf der anderen Seite ist der Strahlanlage zweckmäßig eine abführende Fördereinrichtung nachgeschaltet, an die der Werkstück-Handhabungsroboter jeweils ein gestrahltes, aus dem Werkstückhalter entnommenes Werkstück übergeben kann.
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Um einen zuverlässigen und weitestgehend automatischen Betrieb der Strahlanlage zu ermöglichen, weist sie vorzugsweise eine elektronische Steuereinheit zum Steuern und Überwachen von aktiven Elemente der Strahlanlage, insbesondere der Türen, der Strahlvorrichtung(en), der Kraftantriebe, der Riegeleinrichtungen, der Werkstückhalter, der Greifer, der verstellbaren Finger, der Drehantriebe und/oder des Werkstück-Handhabungsroboters, auf.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 eine Strahlanlage mit einer Strahlkabine mit zwei in Öffnungsstellung befindlichen Türen, in Frontalansicht,
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2 die Strahlanlage aus 1, nun mit der ersten Tür in Öffnungsstellung oder zweiten Tür in Schließstellung, in Frontalansicht, und
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3 die Strahlanlage aus 1 und 2, nun mit der ersten Tür in Schließstellung und der zweiten Tür in Öffnungsstellung, wieder in Frontalansicht.
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1 der Zeichnung zeigt eine Strahlanlage 1, mit einer Strahlkabine 10, die an ihrer dem Betrachter zugewandten Seite eine Öffnung 11 aufweist. Die Öffnung ist rechteckig mit zwei vertikalen Kanten ausgeführt, wobei an jeder der beiden vertikalen Kanten eine Tür 12.1 und 12.2 verschwenkbar angelenkt ist. In dem in 1 gezeigten Betriebszustand befinden sich beide Türen 12.1 und 12.2 in ihrer Öffnungsstellung, so dass nun die Öffnung 11 der Strahlkabine 10 frei ist. Mittels je einer Riegeleinrichtung 16.1, 16.2 sind die beiden Türen 12.1, 12.2 in ihrer Öffnungsstellung lösbar arretiert. Jeweils eine der beiden Türen 12.1, 12.2 ist wahlweise aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung verschwenkbar. Zum Verschwenken der Türen 12.1 und 12.2 dient jeweils ein zugeordneter Kraftantrieb 15.1, 15.2, der jeweils oberhalb der beiden vertikalen Kanten der Öffnung 11 der Strahlkabine 10 angeordnet sind.
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Mit der Strahlkabine 10 sind links oben und rechts unten zwei Strahlvorrichtungen 13 in Form von Schleuderrädern oder Schleuderturbinen verbunden, mit denen jeweils ein fächerartiger Strahlmittelstrahl 13' erzeugbar ist. Selbstverständlich sind die Strahlvorrichtungen 13 nur dann in Betrieb setzbar, wenn die Öffnung 11 der Strahlkabine 10 durch eine der beiden Türen 12.1, 12.2 verschlossen ist. Den unteren Teil der Strahlkabine 10 bildet ein Strahlmitteltrichter 14, in dem sich das Strahlmittel sammelt und von wo aus das Strahlmittel einer Aufbereitungseinrichtung zugeführt werden kann, die in 1 oberhalb der Strahlkabine 10 schematisch dargestellt ist und die an sich bekannt ist.
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Die beiden Türen 12.1 und 12.2 besitzen jeweils an ihrer in Schließstellung dem Inneren der Strahlkabine 10 zugewandten Seite einen Werkstückhalter 3, mit dem ein zu strahlendes Werkstück 2 halterbar ist. Dazu besitzt jeder Werkstückhalter 3 zwei Greifer 31.1 und 31.2, die jeweils mit drei Fingern 32 ausgestattet sind. Die Finger 32 des oberen Greifers 31.1 weisen dabei nach unten und die Finger 32 des unteren Greifers 31.2 weisen nach oben. Zwischen den Fingern 32 ist das Werkstück 2 eingespannt. Es ist auch möglich, an den Türen 12.1, 12.2 jeweils zwei oder noch mehr Werkstückhalter 3 anzubringen, was beispielsweise für die Bearbeitung von im Verhältnis zur Größe der Strahlkabine 10 relativ kleinen Werkstücken 2 zweckmäßig sein kann.
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Das Werkstück 2 ist in den Zeichnungsfiguren lediglich rein schematisch als Würfel dargestellt, der die größtmöglichen Dimensionen des Werkstücks 2 andeutet; in der Realität weist das Werkstück 2 üblicherweise andere Formen auf, wobei diese aber praktisch beliebig sein können.
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Zum Zweck des Einspannens des Werkstücks 2 ist hier der obere Greifer 31.1 relativ zum unteren Greifer 31.2 in Vertikalrichtung verschieblich, wie durch den Doppelpfeil am Werkstückhalter 3 angedeutet ist.
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Die Finger 32 sind mit dem jeweils zugehörigen Greifer 31.1, 31.2 drehbar verbunden und mit einem Drehantrieb 35 in Drehung versetzbar, so dass mit diesem das eingespannte Werkstück 2 um die in 1 vertikale Achse 33 drehbar ist. Außerdem sind die Finger 32 mittels einer Schnellwechseleinrichtung austauschbar mit dem jeweils zugehörigen Greifer 31.1, 31.2 verbunden, um, abhängig von der Form des jeweils zu bearbeitenden Werkstücks 2, unterschiedliche angepasste Finger oder Fingeranordnungen 32 einsetzen zu können.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass jeder Werkstückhalter 3 insgesamt an der zugehörigen Tür 12.1, 12.2 um eine horizontale Achse 30 drehbar gelagert und mittels je eines an der Tür 12.1, 12.2 vorgesehenen Drehantriebes 34 in Drehung versetzbar ist.
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Das Werkstück 2 kann somit im Werkstückhalter 3 gleichzeitig um zwei senkrecht zueinander verlaufende Drehachsen 30 und 33 in Drehung versetzt werden. Diese überlagerte Drehbewegung sorgt dafür, dass das bei geschlossener Tür 12.1 oder 12.2 in Inneren der Strahlkabine 11 befindliche Werkstück 2 von allen Seiten gleichmäßig von den Strahlmittelstrahlen 13' getroffen und bearbeitet wird. Die beiden Drehachsen 30 und 33 müssen dabei nicht senkrecht zueinander verlaufen; auch ein schräger, nicht rechtwinklige Verlauf relativ zueinander ist möglich. Je nach Bedarf kann während eines Strahlvorgangs das Werkstück 2 auch nur um eine der beiden Drehachsen 30, 33 gedreht werden, wozu zweckmäßig voneinander unabhängige Drehantriebe 34 und 35 vorgesehen sind.
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2 der Zeichnung zeigt die Strahlanlage 1 in einem zweiten Betriebszustand, in dem die erste, in der Zeichnung linke Tür 12.1 sich in Öffnungsstellung und die zweite, in der Zeichnung rechte Tür 12.2 sich in Schließstellung befindet. Infolge der Schließstellung der zweiten Tür 12.2 befindet sich ein an deren Werkstückhalter 3 eingespanntes Werkstück 2 nun in Inneren der jetzt geschlossenen Strahlkabine 10 und kann in dieser von den Strahlmittelstrahlen 13' bearbeitet werden. Zur Erzeugung der Drehbewegung des Werkstückhalters 3 dient der außenseitig an der Tür 12.2 angeordnete, nun sichtbare Drehantrieb 34.
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Während ein Werkstück 2 in Inneren der Strahlkabine 10 bearbeitet wird, kann ein schon gestrahltes Werkstück 2 von dem Werkstückhalter 3 der ersten, offenen Tür 12.1 abgenommen und dann ein werteres zu strahlendes Werkstück 2 an der ersten Tür 12.1 in deren Werkstückhalter 3 eingesetzt werden. Das Abnehmen und Einsetzen der Werkstücke 2 erfolgt vorzugsweise mittels eines oder zweier Werkstück-Handhabungsroboter, die hier nicht dargestellt sind. Alternativ kann das Abnehmen und Einsetzen der Werkstücke 2 auch manuell erfolgen.
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Wenn der Strahlvorgang für das Werkstück 2 im Inneren der Strahlkabine 10 abgeschlossen ist, werden die Strahlvorrichtungen 13 abgeschaltet und die Tür 12.2 wird durch deren Kraftantrieb 15.2 aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung überführt und mittels der zugehörigen Riegeleinrichtung 16.2 arretiert. Unmittelbar daran anschließend wird die erste Tür 12.1 mit dem in deren Werkstückhalter 3 eingespannten werteren Werkstück 2 nach Lösen der Riegeleinrichtung 16.1 durch den zugehörigen Kraftantrieb 15.1 aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung verschwenkt, wonach dann ein neuer Strahlvorgang beginnt. Dieser Zustand der Strahlanlage 1 ist in der 3 gezeigt, in der nun die erste Tür 12.1 sich in ihrer Schließstellung befindet und die zweite Tür 12.2 sich in Öffnungsstellung befindet. Nun kann von dem Werkstückhalter 3 der zweiten Tür 12.2 das gestrahlte Werkstück 2 abgenommen und dann ein neues zu strahlendes Werkstück 2 in diesen Werkstückhalter 3 eingesetzt werden.
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Da während eines laufenden Strahlvorgangs gleichzeitig einen Entnehmen eines gestrahlten Werkstücks
2 aus dem Werkstückhalter
3 der jeweils offenen Tür
12.1 oder
12.2 und dann ein Einspannen eines zu strahlenden weiteren Werkstücks
2 in denselben Werkstückhalter
3 erfolgen kann, hat die Strahlanlage
1 nur äußerst kurze Stillstandszeiten ihrer Strahlvorrichtungen
13, womit eine hohe Wirtschaftlichkeit des Betriebes erzielt wird. Zugleich gewährleistet die Drehung des Werkstücks
2 in der Strahlkabine
10 um zwei verschiedene Drehachsen
30 und
33 eine besonders gleichmäßige Bearbeitung des Werkstücks
2.
| Zeichen | Bezeichnung |
| 1 | Strahlanlage |
| 10 | Strahlkabine |
| 11 | Öffnung |
| 12.1 | erste Tür |
| 12.2 | zweite Tür |
| 13 | Strahlvorrichtung (Schleuderrad) |
| 13' | Strahlmittelstrahl |
| 14 | Strahlmitteltrichter |
| 15.1, 15.2 | Kraftantrieb für 12.1, 12.2 |
| 16.1, 16.2 | Riegeleinrichtung für 12.1, 12.2 |
| 2 | Werkstück |
| 3 | Werkstückhalter |
| 30 | Drehachse von 3 |
| 31.1, 31.2 | Greifer |
| 32 | Finger |
| 33 | Drehachse von 31.1, 31.2 |
| 34 | Drehantrieb für 3 |
| 35 | Drehantrieb für 31.1, 31.2 |
