-
Die Erfindung betrifft eine Schlepp- und/oder Tauchfinishmaschine zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mittels Schleif- und/oder Poliergranulat durch Bewegen der Werkstücke in einer Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat relativ zu derselben unter Zusatz eines flüssigen Bearbeitungsmediums, mit wenigstens einem Werkstückhalter zum lösbaren Befestigen der zu bearbeitenden Werkstücke und mit einem unterhalb des Werkstückhalters angeordneten Behälter zur Aufnahme des Schleif- und/oder Poliergranulates, wobei der Werkstückhalter und der Behälter relativ zueinander bewegbar sind, indem zumindest der Behälter drehangetrieben ist.
-
Die Wirkungsweise von sogenannten Schleppfinishmaschinen zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken unter Einsatz eines granulatförmigen Schleif- und/oder Poliermediums beruht darauf, das zu bearbeitende Werkstück in eine in einem Behälter befindliche Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zu tauchen und das Werkstück relativ zu dem Granulat zu bewegen, wodurch die Oberfläche des Werkstückes je nach Granulatart geschliffen und/oder poliert wird. Schleppfinishmaschinen stellen eine spezielle Form von Gleitschleifmaschinen dar, wobei die zu bearbeitenden Werkstücke z. B. einzeln an einer oder mehreren Spanneinrichtungen eines Werkstückhalters gespannt werden können. Sie umfassen häufig ein in der Regel rotierendes Teil im Wesentlichen in Form eines z. B. motorisch über ein geeignetes Getriebe drehangetriebenen Tellers, an dem die Werkstückhalter unmittelbar oder, beispielsweise über Hubeinrichtungen, mittelbar festgelegt sind. Dies geschieht insbesondere exzentrisch in Bezug auf die Drehachse des rotierenden Teils der Schleppfinishmaschine. Wird dieses Teil – der sogenannte Teller – der Schleppfinishmaschine rotiert, so beschreiben die hieran festgelegten Werkstückhalter eine Bahnkurve. Die von den Werkstückhaltern getragenen Werkstücke werden dabei in den Arbeitsbehälter eingetaucht, welcher mit der Schüttung aus dem partikelförmigen Schleif- oder Poliergranulat, häufig unter Zusatz flüssiger Bearbeitungsmedien, wie Wasser, Tenside etc., befüllt ist. Aufgrund der Relativbewegung der Werkstücke in Bezug auf das Granulat erfolgt deren Oberflächenbearbeitung in Form einer Gleitschleifbearbeitung. Derartige Schleppfinishmaschinen sind beispielsweise aus der
DE 102 04 267 C1 ,
DE 200 05 361 U1 oder
DE 10 2010 052 222 A1 bekannt.
-
Alternativ oder zusätzlich kann der das Bearbeitungsmedium aufnehmende Behälter relativ zu den ebenfalls bewegten, beispielsweise zumindest um ihre eigene Achse rotierten, oder auch ruhenden Werkstücken bewegt werden, wie beispielsweise um seine eigene Achse und/oder entlang einer Bahnkurve, z. B. in Form einer Kreisbahn. Sofern nur der Behälter bewegt ist und die Werkstücke selbst keine translatorische Bewegung durchführen, so bezeichnet man dies auch als ”Tauchschleifen” bzw. ”Tauchpolieren” als spezielle Form des Schleppfinish.
-
Das Schleif- oder Poliergranulat kann grundsätzlich je nach zu behandelnden Werkstücken unterschiedlichster Natur und z. B. natürlichen Ursprungs (z. B. aus organischem Material, wie Walnuss- oder Kokosnussschalen, Holz, Kirschkern etc.), mineralischen Ursprungs (z. B. aus Silikaten, Oxiden etc.) und/oder synthetischen Ursprungs (z. B. aus Kunststoffen) sein. Darüber hinaus ist es – wie bereits angedeutet – möglich, die Gleitschleifbearbeitung trocken oder – unter Zusatz eines flüssigen Bearbeitungsmediums, wie beispielsweise Wasser, welches mit Additiven, wie z. B. Tensiden, versetzt sein kann – in Form einer Nassbearbeitung durchzuführen.
-
Um neben einer translatorischen Bewegung der Werkstücke relativ zu dem partikelförmige Bearbeitungsmedium zusätzlich für eine rotatorische Bewegung der Werkstücke, wie um ihre eigene Achse, zu sorgen, was zu einer besonders wirksamen Schleif- bzw. Polierwirkung führt, sind die Werkstückhalter bekannter Schleppfinishmaschinen häufig drehangetrieben, was beispielsweise mittels geeigneter Motoren geschehen kann (
DE 10 2010 052 222 A1 ). Darüber hinaus sind Werkstückhalter für Schleppfinishmaschinen bekannt, deren Spanneinrichtungen zur lösbaren Befestigung der Werkstücke rotierbar gelagert und über eine drehbar in dem Werkstückhalter gelagerte Welle in Rotation versetzbar sind. Hierzu weist der Werkstückhalter z. B. ein Planetengetriebe mit einem zentralen Sonnenrad auf, welches mit Planetenrädern im Eingriff steht, welche ihrerseits drehfest mit einer Tragwelle eines jeweiligen Spannverschlusses verbunden ist, welche um den Umfang des Sonnenrades des Werkstückhalters verteilt angeordnet sind. Aufgrund einer solchen Bewegung der an dem Werkstückhalter drehbar gelagerten Spanneinrichtungen mit den Werkstücken, welche sich aus einer translatorischen Bewegung (in Drehrichtung des Tragteils bzw. der ”Tellers” der Schleppfinishmaschine) und einer rotatorischen Bewegung (um die Achse der jeweiligen Spanneinrichtung bzw. um die Werkstückachse) zusammensetzt, durch das Bearbeitungsmedium wird eine sehr gleichmäßige Bearbeitungsqualität bei gegenüber einer rein translatorischen Bewegung erheblich kürzeren Bearbeitungszeiten erzielt. Darüber hinaus kann alternativ oder zusätzlich der Werkstückhalter selbst auf entsprechende Weise drehbar an dem Tragteil der Schleppfinishmaschine festgelegt sein (
DE 20 2009 008 070 U1 ).
-
Ein Problem bei der Gleitschleif- bzw. -polierbearbeitung kann darin bestehen, dass sich insbesondere im Falle der häufig angewandten Nassbearbeitung in Gegenwart eines flüssigen Bearbeitungsmediums während des abrasiven Kontaktes der Werkstücke mit dem Schleif- oder Poliergranulat eine zunehmende Verschmutzung des Bearbeitungsmediums einstellt, die nicht nur einen mehr oder minder häufigen Austausch des Bearbeitungsmediums erfordert, sondern auch zu einem klebrigen Niederschlag auf den Werkstücken führen kann, so dass diese anschließend gereinigt werden müssen oder gar die Gefahr einer nur unzureichenden Oberflächenbearbeitung besteht. Die Verschmutzung kann einerseits direkt von dem zu bearbeitenden Schleifgut herrühren, aber auch von dem Schleif- oder Poliergranulat selbst, welches mit zunehmender Standzeit einem fortschreitenden, feinpartikulären Abrieb unterworfen ist. Werden Kunststoffgranulate (sei es mit hierin eingebetteten Schleifmedia oder ohne) eingesetzt, welche aufgrund ihrer auf einfache Weise exakt einstellbaren Eigenschaften, wie Härte, Partikelgrößenfraktion, Kornform etc., an sich besonders geeignet sind, so kommt hinzu, dass sich während des abrasiven Kontaktes solcher Granulate mit den zu bearbeitenden Werkstücken aus den Granulaten Kunststoffkomponenten, z. B. Harzbestandteile, Kunststoffadditive, wie Weichmacher oder dergleichen, herauslösen können, welche zu einer noch schnelleren Bildung eines schichtbildenden und zudem nur schwer einwandfrei zu entfernenden, klebrigen Niederschlags auf den Werkstücken führen können.
-
Um dem zu begegnen, werden dem Bearbeitungsmedium verbreitet verschiedene Additive, wie beispielsweise handelsübliche Tenside zugesetzt, doch hat sich gezeigt, dass Tenside zur Verminderung der genannten Niederschläge nur sehr begrenzt in der Lage sind. Ein demgegenüber deutlich wirksameres Additiv auf der Basis von Poly-(2-hydroxyalkyl-1-N-alkylammoniumhalogeniden) oder Poly-(2-hydroxyalkyl-1,1-N-dialkylammoniumhalogeniden) ist aus der
DE 10 2009 004 916 A1 bekannt, doch ist es insbesondere bei relativ langen Bearbeitungszeiten gleichwohl erwünscht, das Bearbeitungsmittel auch dann auszutauschen, wenn es mit derartigen Additiven versetzt worden ist.
-
Darüber hinaus besteht nicht selten der Bedarf an einer Schleif- oder Polierbearbeitung mit unterschiedlichen Mengen an dem zugesetzten, flüssigen Bearbeitungsmedium, um die durch die Granulatpartikel auf das jeweilige Werkstück bewirkte abrasive Wirkung modifizieren zu können.
-
Während dem Behälter gattungsgemäßer Schlepp- oder Tauchfinishmaschinen das flüssige Bearbeitungsmittel zwar problemlos zugesetzt werden kann, sei es manuell oder automatisch mittels Steuerventilen, gestaltet sich eine Abführung des flüssigen Bearbeitungsmediums aus dem Behälter als aufwändig und erfordert zumeist eine Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung. Die
DE 20 2010 010 546 U1 beschreibt eine Schleppfinishmaschine mit einem in zentralen unteren Bereich des Behälters vorgesehenen Ablauf für ein flüssiges Bearbeitungsmedium, so dass letzteres auch während des Betriebs der Maschine abgeführt werden kann. Ein solcher Aufbau gestaltet sich indes einerseits insbesondere dann, wenn der Behälter mittels eines geeigneten Antriebs rotiert werden soll, als konstruktiv aufwändig, andererseits ist eine Steuerung oder Regelung der jeweils gewünschten Menge an flüssigem Bearbeitungsmittel in dem Behälter schwerlich möglich.
-
Neben gattungsgemäßen Schlepp- oder Tauchfinishmaschinen sind zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mittels Schleif- oder Poliergranulat im Übrigen sogenannte Fliehkraft-Gleitschleifmaschinen bekannt. So beschreibt z. B. die
DE 42 36 095 A1 eine solche Fliehkraft-Gleitschleifmaschine mit einem stationären Behälter, der eine Kammer umfasst, welche mit dem Innern des Behälters fluidisch kommuniziert. Dies geschieht über einen zwischen dem stationären Behälter und dessen rotierendem Bodenteil gebildeten Spalt. In die Kammer mündet eine Flüssigkeitsabflussleitung, welche mittels eines Absperrventils geöffnet und geschlossen werden kann, wobei von der Flüssigkeitsabflussleitung wiederum eine weitere Leitung abzweigt, welche in einen Steuerbehälter führt. An dem Steuerbehälter sind verschiedene gewünschte Flüssigkeitsniveaus einstellbar, bei Erreichen derer das Absperrventil geöffnet wird, wenn das gewünschte Flüssigkeitsniveau erreicht bzw. überschritten worden ist. In der
EP 0 232 532 A2 geht es um eine weitere Fliehkraft-Gleitschleifmaschine, welche eine Spüleinrichtung für den zwischen dem rotierenden Teller und dem stationären Behälter gebildeten Spalt aufweist, wobei die Spüleinrichtung eine von außen in den Spalt einmündende Spülleitung mit einer Pumpe umfasst, welche die Spülflüssigkeit einem unterhalb des Tellers vorgesehenen Flüssigkeitsbehälter entnimmt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlepp- und/oder Tauchfinishmaschine zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken der eingangs genannten Art auf einfache und kostengünstige Weise und unter zumindest weitgehender Vermeidung der vorgenannten Nachteile dahingehend weiterzubilden, dass bei einer Nassbearbeitung der Werkstücke unter Zusatz eines flüssigen Bearbeitungsmediums ein Austausch desselben möglich ist, ohne den Betrieb der Vorrichtung unterbrechen zu müssen, wobei insbesondere auch eine einfache Steuerung der gewünschten Menge an Bearbeitungsmedium möglich sein sollte.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Schlepp- und/oder Tauchfinishmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Behälter eine sich um seinen gesamten Umfang erstreckende Kammer aufweist, welche mit dem das Schleif- und/oder Poliergranulat aufnehmenden Innern des Behälters zumindest an einem unteren Abschnitt desselben fluidisch in Verbindung steht, dass in die Kammer eine mit einer Pumpe verbundene Ansauglanze hineinragt, um das Bearbeitungsmedium im Falle eines Überschusses an Bearbeitungsmedium in dem Behälter aus der Kammer abführen zu können, und dass der Behälter doppelwandig ausgebildet ist und sowohl eine innere Umfangswand als auch eine äußere Umfangswand umfasst, wobei die innere Umfangswand den mit dem Schleif- und/oder Poliergranulat befüllbaren Behälter von der ringförmigen Kammer trennt und die äußere Umfangswand die Kammer nach außen begrenzt.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Schlepp- und/oder Tauchfinishmaschine dadurch gelöst, dass der Behälter eine sich um seinen gesamten Umfang erstreckende Kammer aufweist, welche mit dem das Schleif- und/oder Poliergranulat aufnehmenden Innern des Behälters zumindest an einem unteren Abschnitt desselben fluidisch in Verbindung steht, dass in die Kammer eine mit einer Pumpe verbundene Ansauglanze hineinragt, um das Bearbeitungsmedium im Falle eines Überschusses an Bearbeitungsmedium in dem Behälter aus der Kammer abführen zu können, und dass sich die Kammer sowohl um den Umfang als auch um den Boden des Behälters erstreckt, um ein Behälter-in-Behälter-System zu bilden.
-
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung macht sowohl eine Oberflächenbearbeitung mit verschiedenen Mengen an dem Schleif- und/oder Poliergranulat zugesetzten Mengen an flüssigem Bearbeitungsmedium als auch insbesondere einen kontinuierlichen oder in periodischen Abständen stattfindenden, im Wesentlichen gänzlichen oder teilweisen Austausch des flüssigen Bearbeitungsmediums einschließlich hierin anfallender Verunreinigungen, wie gelösten Verschmutzungen oder auch feinpartikulärem Werkstück- oder Schleifkörperabrieb, möglich, indem das Bearbeitungsmedium mit den gegebenenfalls enthaltenen Verunreinigungen aus dem Behälter über die fluidische Verbindung mit dessen Kammer aus der Kammer abgeführt wird, ohne dass die Oberflächenbearbeitung unterbrochen werden muss und es zu Standzeiten der Maschine kommt. Dabei kann dem Behälter selbstverständlich bedarfsweise frisches Bearbeitungsmedium in entsprechender oder unterschiedlicher Menge zugesetzt werden. Die fluidische Verbindung zwischen dem Behälter – oder genauer: dessen Innerem – und dessen Kammer hält dabei das Schleif- und/oder Poliergranulat zurück, so dass lediglich das flüssige Bearbeitungsmedium aus dem Behälterinnern in die Kammer zu gelangen vermag, von wo es einerseits über die Ansauglanze einfach abgeführt werden kann, andererseits sich das Füllniveau des Behälters, welches mit dem der Kammer hydrostatisch korrespondiert, auf einfache Weise entsprechend der gewünschten Menge an Bearbeitungsmedium steuern oder regeln lässt. Dies gilt insbesondere für einen rotierenden, drehangetriebenen Behälter, wobei bei der Steuerung oder Regelung des Füllniveaus des Behälters über das hiermit korrespondierende Füllniveau seiner Kammer die von der jeweiligen Drehzahl des Behälters abhängige Zentrifugalkraft berücksichtigt werden sollte, welche das Bearbeitungsmedium vom Behälterinnern radial nach außen in die Kammer drängt.
-
Mittels der erfindungsgemäßen Schlepp- und/oder Tauchfinishmaschine lässt sich folglich ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mittels Schleif- und/oder Poliergranulat durchführen, indem die Werkstücke an einem Werkstückhalter festgelegt und in einer in einem Behälter aufgenommenen Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat in Gegenwart eines flüssigen Bearbeitungsmediums relativ zu der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat bewegt werden, indem zumindest der Behälter um eine Drehachse gedreht wird, wobei der Füllstand des der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zugesetzten Bearbeitungsmediums gesteuert wird, indem das Bearbeitungsmedium im Falle eines Überschusses an Bearbeitungsmedium in dem Behälter aus einer mit zumindest einem unteren Abschnitt des Behälters fluidisch in Verbindung stehenden und sich um den gesamten Umfang des Behälters erstreckenden Kammer abgeführt wird.
-
Die Kammer kann sich vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmetrisch um den gesamten Umfang des Behälters erstrecken, was bei dem drehangetriebenen Behälters aus den obigen Gründen günstig ist, damit keine Unwuchten entstehen.
-
Die fluidische Verbindung des Behälters mit seiner Kammer kann grundsätzlich beliebiger Art sein, sofern sie einen Austausch des flüssigen Bearbeitungsmediums unter Rückhalt des Schleif- und/oder Poliergranulates gewährleistet. Sie kann hierbei beispielsweise wenigstens eine, insbesondere mit einem Siebelement und/oder mit einem Filterelement versehene, Bohrung aufweisen oder z. B. auch wenigstens einen Sintermetalleinsatz umfassen, welche(r) das Behälterinnere mit der diesbezüglich radial angeordneten Kammer fluidisch verbindet. Wie bereits erwähnt, kann der Behälter dabei insbesondere doppelwandig aufgebaut sein, wobei der zwischen den beiden Wandungen angeordnete Ringraum die Kammer definiert.
-
In dem Behälter und in dessen Kammer sollte vorzugsweise derselbe Gasdruck, insbesondere Umgebungsdruck, eingestellt werden können, so dass die treibende Kraft für einen Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Behälter und dessen Kammer lediglich der hydrostatische Druck des Bearbeitungsmediums, gegebenenfalls zuzüglich Zentrifugalkräften des drehangetriebenen Behälters, ist. Zu diesem Zweck kann z. B. vorgesehen sein, dass sowohl der Behälter als auch dessen Kammer nach oben offen ausgebildet sind, so dass in dem Behälter derselbe Umgebungsdruck herrscht wie in dessen Kammer.
-
Wie bereits angedeutet, macht es die Erfindung selbstverständlich möglich, dass der Füllstand des der Schüttung aus dem Schleif- und/oder Poliergranulat zugesetzten Bearbeitungsmediums dadurch gesteuert wird, indem das Bearbeitungsmedium dem Behälter zugesetzt wird, sofern in dem Behälter ein Defizit an Bearbeitungsmedium herrscht. In diesem Zusammenhang ist es auch insbesondere möglich, dass das Bearbeitungsmedium im Wesentlichen kontinuierlich oder semikontinuierlich dem Behälter zugesetzt und entsprechend dem gewünschten Füllstand an Bearbeitungsmittel in dem Behälter im Wesentlichen kontinuierlich oder semikontinuierlich aus dessen Kammer abgeführt wird, so dass ein fortwährender Austausch des flüssigen Bearbeitungsmediums gegen frisches Bearbeitungsmedium möglich ist.
-
Zu diesem Zweck kann in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass dem Behälter ferner eine Zuführeinrichtung für das flüssige Bearbeitungsmedium zugeordnet ist, um letzteres dem Behälter zuzusetzen. Die Zuführeinrichtung kann beispielsweise eine, gegebenenfalls mit einem Steuerventil ausgestattete, Zuführleitung umfassen, welche ins Innere des Behälters einmündet und mit einem das Bearbeitungsmedium aufnehmenden Reservoir oder – sofern als Bearbeitungsmedium Wasser eingesetzt wird – mit der kommunalen Wasserversorgung in Verbindung steht, wobei die Zuführleitung gegebenenfalls eine Dosiereinrichtung zur Aufgabe von Additiven aufweisen kann.
-
Um das aus der Kammer abgeführte Bearbeitungsmedium zu reinigen und das gereinigte Bearbeitungsmedium insbesondere auch in den Behälter zu rezirkulieren, um das flüssige Bearbeitungsmedium im Kreislauf zu führen, kann in bevorzugter Ausführung vorgesehen sein, dass der Ansauglanze eine Reinigungseinrichtung für das aus der Kammer abgeführte Bearbeitungsmedium nachgeordnet ist, wobei die Reinigungseinrichtung insbesondere über eine Rezirkulationsleitung mit einer Zuführeinrichtung für das Bearbeitungsmedium in den Behälter in Verbindung steht. Die Reinigungseinrichtung kann entsprechend herkömmlicher, zur Reinigung von Flüssigkeiten geeigneter Reinigungseinrichtungen ausgebildet sein und beispielsweise Siebe, Filter, Zentrifugen, Flockungs- und/oder Fällungsstationen und dergleichen, umfassen.
-
Die Ansauglanze kann vorzugsweise höhenverstellbar angeordnet sein, um den mit dem Füllstand des Bearbeitungsmediums in der Kammer korrespondierenden, gewünschten Füllstand des Bearbeitungsmediums in dem Behälter zu regeln. Auf diese Weise eröffnet die erfindungsgemäße Schlepp- und/oder Tauchfinishmaschine weiterhin die Möglichkeit, dass der Füllstand des Bearbeitungsmediums in dem Behälter geregelt wird, wobei er beispielsweise auf einem voreinstellbaren, konstanten Niveau gehalten werden oder das Füllstandsniveau auch während der Oberflächenbearbeitung verändert werden kann. Eine derartige Regelung des Füllstandsniveaus kann beispielsweise derart erfolgen, dass eine Ansauglanze auf einem Höhenniveau in der Kammer angeordnet wird, welches dem Füllstand des Bearbeitungsmediums in der Kammer entspricht, welcher mit dem gewünschten Füllstand des Bearbeitungsmediums in dem Behälter korrespondiert, wobei das Bearbeitungsmedium oberhalb des Höhenniveaus der Ansauglanze aus der Kammer abgeführt wird. Folglich ist es insbesondere möglich, das Füllstandniveau des flüssigen Bearbeitungsmediums in dem Behälter entsprechend der einstellbaren Höhe der Ansauglanze konstant zu halten, wobei dem Behälter gleichwohl frisches Bearbeitungsmedium zugesetzt werden kann, da ein entsprechender Anteil an ”verbrauchtem” Bearbeitungsmedium dem Behälter stets über dessen Kammer entnommen wird.
-
Alternativ oder zusätzlich kann die Kammer vorzugsweise wenigstens einen Füllstandssensor aufweisen, um den Füllstand des Bearbeitungsmediums in der Kammer sensorisch zu erfassen und insbesondere den hiermit korrespondierenden, gewünschten Füllstand des Bearbeitungsmediums in dem Behälter zu regeln. Der Sensor kann grundsätzlich beliebiger bekannter Art sein und beispielsweise aus der Gruppe der induktiven, kapazitiven, optischen und elektromagnetischen Sensoren gewählt sein. Gleichfalls sind z. B. mechanische Sensoren nach Art von Schwimmern denkbar, welche stets an der Oberfläche des in der Kammer befindlichen Bearbeitungsmediums aufschwimmen. Auf diese Weise kann eine derartige Regelung des Füllstandsniveaus des flüssigen Bearbeitungsmediums in dem Behälter einer erfindungsgemäßen Schlepp- und/oder Tauchfinishmaschine derart erfolgen, dass der Füllstand des Bearbeitungsmediums in der Kammer sensorisch erfasst, der erfasste Füllstand des Bearbeitungsmediums in der Kammer mit einem gewünschten Sollwert des Füllstandes des Bearbeitungsmediums in dem Behälter verglichen und das Bearbeitungsmedium
- – aus der Kammer abgeführt wird und/oder
- – in den Behälter zugesetzt wird,
sofern der sensorisch erfasste Füllstand des Bearbeitungsmediums in der Kammer
- – größer und/oder
- – kleiner
als der Sollwert des hiermit korrespondierenden Füllstandes des Bearbeitungsmediums in dem Behälter ist. Auch hierdurch ist es möglich, das Füllstandniveau des flüssigen Bearbeitungsmediums in dem Behälter konstant zu halten oder auch – durch Veränderung des Sollwertes des Füllstandes des Bearbeitungsmediums in dem Behälter – bedarfsweise zu verändern, wobei dem Behälter frisches Bearbeitungsmedium zugesetzt werden kann, da ein entsprechender Anteil an ”verbrauchtem” Bearbeitungsmedium dem Behälter stets über dessen Kammer entnommen wird, sofern eine Differenz mit dem als Istwert dienenden Füllstandsniveau des Bearbeitungsmediums in der Kammer und dem Sollwert des hiermit korrespondierenden Füllstandes des Bearbeitungsmediums in dem Behälter erkannt worden ist.
-
Der fluidischen Verbindung zwischen dem Behälter und dessen Kammer kann gemäß einer Weiterbildung eine Rückspüleinrichtung zugeordnet sein, um sie von Verschmutzungen zu reinigen, wobei die Rückspüleinrichtung einen in die Kammer mündenden Zulauf für das Bearbeitungsmedium und/oder ein Reinigungsmedium, einen auf den Behälter aufsetzbaren Deckel mit einem an einen Unterdruckerzeuger anschließbaren Auslass etc. umfassen kann. Auf diese Weise kann die fluidische Verbindung zwischen dem Behälter und dessen Kammer von Verschmutzungen gereinigt werden, indem sie durch Überführen von Bearbeitungsmedium aus der Kammer in den Behälter, insbesondere in periodischen Zeitabständen, z. B. zwischen der Oberflächenbearbeitung verschiedener Werkstücke, rückgespült wird. Hierzu kann beispielsweise die Kammer mehr oder minder vollständig mit dem Bearbeitungsmedium und/oder einem Reinigungsmedium befüllt werden, um es aufgrund hydrostatischer Druckdifferenz durch die fluidische Verbindung hindurch nach innen ins Behälterinnere zu drücken. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch der Innenraum des Behälters evakuiert werden, um für eine zusätzliche Druckdifferenz zu sorgen, welche zum Ansaugen des Bearbeitungs-/Reinigungsmediums aus der Kammer in den Behälter dient.
-
Wie bereits erwähnt, kann es hinsichtlich einer wirksamen Oberflächenbearbeitung der Werkstücke ferner von Vorteil sein, wenn der Behälter steuerbar drehangetrieben ist.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken in Form einer Schleppfinishmaschine; und
-
2 eine schematische Detailansicht des Behälters der Schleppfinishmaschine gemäß 1 in geschnittener Darstellung; und
-
3 eine der 2 entsprechende schematische Detailansicht einer alternativen Ausgestaltung des Behälters in geschnittener Darstellung.
-
In 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleppfinishmaschine 1 zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken dargestellt. Die Schleppfinishmaschine 1 ist mit einem Werkstückhalter 2 ausgestattet, welcher mittels einer Spannverbindung 3 an einem bewegbaren – hier: rotierbaren – Tragteil 4 der Schleppfinishmaschine 1, dem sogenannten Teller oder Rotor, lösbar festgelegt ist. Der Werkstückhalter 2 ist dabei exzentrisch in Bezug auf die Drehachse 4a des Tragteils 4 an letzterem gespannt, so dass er beim Rotieren des Tragteils 4 eine Bahnkurve beschreibt. Der Werkstückhalter 2 kann dabei seinerseits um eine Achse 2a, wie um seine Längsachse, drehbar an dem Tragteil 4 festgelegt sein, was beispielsweise mittels eines in dem Tragteil 4 angeordneten Planetengetriebes geschehen kann, welches bei einer Drehung des Tragteils 4 um seine Drehachse 4a eine Drehung des Werkstückhalters 2 um seine Drehachse 2a induziert. Entsprechendes gilt für gegebenenfalls vorgesehene, weitere Werkstückhalter (nicht dargestellt), welche ebenfalls an der Unterseite des Tragteils 4 in exzentrischer Position zu dessen Drehachse 4a spannbar sein können. Der Drehantrieb des Tragteils 4 geschieht über eine in 1 lediglich strichliniert angedeutete Motor-/Getriebeanordnung 5.
-
Der Werkstückhalter 2 kann beispielsweise zur Aufnahme mehrerer, im Wesentlichen vertikal spannbarer Werkstücke (nicht dargestellt) ausgebildet sein und hierzu an seiner der Spannverbindung 3 mit dem Tragteil 4 abgewandten, in 1 unteren Seite mehrere – im vorliegenden Fall drei – Werkstückträger 6 zum lösbaren Einspannen jeweils eines Werkstückes oder auch einer Werkstückaufnahme zum Einspannen jeweils eines oder mehrerer Werkstücke (jeweils nicht gezeigt) aufweisen. Die Werkstückträger 6 sind um den Umfang des Werkstückhalters 2 verteilt, d. h. exzentrisch in Bezug auf seine Drehachse 2a, angeordnet. Um die Werkstückträger 6 zusätzlich zu der translatorischen Bewegung infolge Rotation des Tragteils 4 und des Werkstückhalters 2 mit einer rotatorischen Bewegung um ihre jeweilige Längsachse 6a zu beaufschlagen, können die Werkstückträger 6 ihrerseits rotierbar an dem Werkstückhalter 2 gelagert und beispielsweise wiederum mittels eines in dem Werkstückhalter 2 angeordneten Planetengetriebes (nicht gezeigt) in Rotation versetzbar sein.
-
Beim Betrieb der Schleppfinishmaschine 1 tauchen zumindest die an den Werkstückträgern 6 des Werkstückhalters 2, beispielsweise mittels geeigneter Spanneinrichtungen, festlegbaren Werkstücke in einen Arbeitsbehälter 8 ein, welcher mit einem pulver- oder partikelförmigen Schleif- und/oder Poliergranulat 9 unter Zusatz flüssiger Bearbeitungsmedien, wie Wasser, Tensiden, weiteren Additiven und dergleichen, befüllt ist. Zur Oberflächenbearbeitung von an den Werkstückträgern 6 festgespannten Werkstücken (nicht gezeigt) wird das Tragteil 4 der Schleppfinishmaschine 1a mittels der Motor-/Getriebeanordnung 5 in Rotation versetzt, so dass der Werkstückhalter 2 auf einer bestimmten Bewegungsbahn – hier einer Kreisbahn – translatorisch durch den Arbeitsbehälter 8 bzw. durch die hierin enthaltene Granulatschüttung 9 mit dem flüssigen Bearbeitungsmedium geschleppt wird. Darüber hinaus sorgen die in dem Tragteil 4 bzw. in dem Werkstückhalter 2 aufgenommenen Planetengetriebe für eine Eigenrotation sowohl des Werkstückhalters 2 als auch der Werkstückträger 6 bzw. der hieran festgelegten Werkstücke um eine – hier im Wesentlichen vertikale – Achse, welche jedoch auch um einen endlichen Winkel in Bezug auf die Vertikale geneigt angeordnet sein kann. Aufgrund der Relativbewegung zwischen den Werkstücken und der Schüttung aus Schleif- und/oder Poliergranulat 9 mit dem Bearbeitungsmediums kommt es hierbei zu einer Oberflächenbearbeitung der Werkstücke.
-
Eine solche Relativbewegung ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine zusätzliche Bewegbarkeit des Arbeitsbehälters 8 unterstützt, wie insbesondere durch eine Drehung desselben um dessen Mittelachse 8a (siehe den Pfeil 8b gemäß 2 und 3). Der Behälter 8 steht zu diesem Zweck mit einem zeichnerisch nicht näher dargestellten, steuerbaren Rotationsantrieb in Verbindung, so dass das Schleif- und/oder Poliergranulat 9 beim Rotieren des Behälters 8 um seine Mittelachse 8a aufgrund Zentrifugalkräften eine konkave Oberfläche 9a ausbildet.
-
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass anstelle der Schleppfinishmaschine 1 selbstverständlich auch eine Tauchfinishmaschine (nicht gezeigt) mit im Wesentlichen stationären Werkstückhaltern vorgesehen sein könnte, welche gegebenenfalls gleichfalls um ihre Achse drehangetrieben sein können. Darüber hinaus kann der Werkstückhalter beispielsweise auch an der Hand eines Roboters, wie z. B. eines sechsachsigen Industrieroboters, angeordnet sein, um für mehr oder minder komplexe Bahnkurven des zu bearbeitenden Werkszeugs in der Granulatschüttung 9 des Behälters 8 zu sorgen (jeweils nicht gezeigt).
-
In 2 ist der Werkstückhalter 2 mit einem hieran festgelegten Werkstück 10 einschließlich seiner Antriebskomponenten 3, 4, 5 nur schematisch skizziert. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, ist der Behälter 8 der Schleppfinishmaschine 1 doppelwandig ausgebildet und umfasst eine innere Umfangswand 11 sowie eine äußere Umfangswand 12. Die innere Umfangswand 11 trennt den eigentlichen, mit dem Schleif- und/oder Poliergranulat 9 befüllten Behälter 8 von einer sich rotationssymmetrisch um dessen Umfang erstreckenden, ringförmigen Kammer 13, während die äußere Umfangswand 12 die Kammer 13 nach außen begrenzt. Die den Behälter 8 – oder genauer: dessen Innenraum – von seiner Kammer 13 trennende innere Umfangswand 11 hält die Granulatpartikel 9 in dem Behälterinnern zurück, sorgt jedoch für eine fluidische Verbindung des Behälterinnern mit der Kammer 13, wie es in 2 mittels der Pfeile 14 angedeutet ist. Das flüssige Bearbeitungsmedium, dessen Oberflächenspiegel mit dem Bezugzeichen 15 versehen ist, vermag folglich die innere Umfangswand 11 zu durchdringen. Die innere Umfangswand 11 kann hierzu beispielsweise zumindest in ihrem unteren Abschnitt eine oder mehrere, mit Sieb- oder Filterelementen versehene Bohrungen aufweisen, oder sie kann beispielsweise stattdessen auch zumindest abschnittsweise aus porösem, flüssigkeitsdurchlässigen Sintermetall ausgestaltet sein.
-
In die umfängliche Kammer 13 des Behälters 8 ragt von oben eine an eine Pumpe 16 angeschlossene Ansauglanze 17 hinein, um das flüssige Bearbeitungsmedium bedarfsweise während des Betriebs der Schleppfinishmaschine 1 aus dem fluidisch mit der Kammer 13 kommunizierenden Behälter 8 abführen zu können (Pfeil 18 der 2). Bei der Pumpe 16 handelt es sich zweckmäßig um eine gegenüber auch feinpartikulären Verunreinigungen weitgehend unempfindliche Pumpe, wie beispielsweise um eine Druckluftmembranpumpe oder dergleichen. Die Ansauglanze 17 kann insbesondere in Richtung des Pfeils 19, z. B. an einem nicht gezeigten Träger, unter einem verstellbaren Höhenniveau angeordnet sein, um ihre Ansaugöffnung(en) auf das Füllstandsniveau 15 des flüssigen Bearbeitungsmediums in der Kammer 13 einstellen zu können, welches mit dem gewünschten Füllstand des flüssigen Bearbeitungsmediums in dem Behälter 8 korrespondiert. Darüber hinaus ist die Kammer 13 des Behälters 8 insbesondere mit einem Füllstandssensor (nicht gezeigt) ausgestattet, um das jeweilige Füllstandsniveau 15 des Bearbeitungsmediums in der Kammer 13, welches – wie bereits erwähnt – aufgrund der fluidischen Verbindung 14 mit dem Füllstand des flüssigen Bearbeitungsmediums in dem Behälter 8 korrespondiert, sensorisch erfassen zu können.
-
Um für einen möglichst geringen Widerstand der zwischen dem Behälter 8 und seiner Kammer 13 ausgebildeten fluidischen Verbindung 14 zu sorgen, sind sowohl der Behälter 8 als auch dessen Kammer 13 nach oben offen ausgebildet, so dass beidseits der den Behälter 8 von seiner Kammer 13 trennenden, inneren Umfangswand 11 derselbe Gasdruck – hier: Umgebungsdruck – herrscht. Die treibende Kraft für einen Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Behälter 8 und dessen Kammer 13 ist folglich vornehmlich der hydrostatische Druck des Bearbeitungsmediums im Behälter 8 bzw. in dessen Kammer 13 zuzüglich den Zentrifugalkräften entsprechend der Drehzahl des drehangetriebenen Behälters 8.
-
Dem Behälter 8 ist ferner eine Zuführeinrichtung für das flüssige Bearbeitungsmedium zugeordnet, um letzteres dem Behälter 8 bedarfsweise zusetzen zu können. Die Zuführeinrichtung umfasst beispielsweise eine mit einem Steuerventil 19 ausgestattete Zuführleitung 20. Darüber hinaus kann der Ansauglanze 17 bzw. deren Pumpe 16 insbesondere eine Reinigungseinrichtung (nicht gezeigt) für das flüssige Bearbeitungsmedium nachgeordnet sein, welche z. B. eine Filtereinheit (ebenfalls nicht gezeigt) umfassen kann und in welche die Absaugleitung 21 einmündet. Die Reinigungseinrichtung kann wiederum über eine Rezirkulationsleitung (ebenfalls nicht gezeigt), gegebenenfalls unter Zwischenanordnung eines Flüssigkeitsspeicherbehälters (ebenfalls nicht gezeigt), mit der Zuführleitung 20 in Verbindung stehen, so dass das Bearbeitungsmedium kontinuierlich oder semikontinuierlich im Kreislauf geführt werden kann.
-
Die Vorrichtung ermöglicht folglich insbesondere eine Steuerung der gewünschten Menge an während der Oberflächenbearbeitung dem in dem Behälter 8 aufgenommenen Schleif- und/oder Poliergranulat, wobei auch sowohl eine kontinuierliche oder semikontinuierliche Zufuhr des Bearbeitungsmediums in den Behälter 8 als auch eine kontinuierliche oder semikontinuierliche Abfuhr desselben aus dem Behälter 8 über die fluidisch mit letzterem in Verbindung stehende Kammer 13 möglich ist. Hierzu kann einerseits die Ansauglanze 17 auf einem Höhenniveau in der Kammer 13 angeordnet werden, welches dem Füllstand 15 des Bearbeitungsmediums in der Kammer 13 entspricht, welcher mit dem gewünschten Füllstand des Bearbeitungsmediums in dem Behälter 8 korrespondiert, so dass das Bearbeitungsmedium oberhalb dieses Höhenniveaus, auf welchem die Ansauglanze 17 positioniert worden ist, aus der Kammer 13 abgeführt wird. Darüber hinaus kann der sensorisch erfasste Füllstand 15 des Bearbeitungsmediums in der Kammer 13 dazu verwendet werden, um ihn mit einem gewünschten Sollwert des Füllstandes des Bearbeitungsmediums in dem Behälter 8 zu vergleichen, so dass dem Behälter 8 durch Öffnen des Steuerventils 19 in der Zuführleitung 20 immer dann frisches bzw. gereinigtes Bearbeitungsmedium zugesetzt werden kann, sofern der sensorisch erfasste Füllstand 15 des Bearbeitungsmediums in der Kammer 13 kleiner ist als der Sollwert des hiermit korrespondierenden Füllstandes des Bearbeitungsmediums in dem Behälter 8.
-
Bei dem in 3 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind identische bzw. wirkungsgleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen und bedürfen insoweit keiner nochmaligen Erörterung. Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel vornehmlich dadurch, dass sich die Kammer 13 nicht nur um den Umfang des Behälters 8, sondern auch um dessen Boden erstreckt, so dass ein ”Behälter-in-Behälter-System” gebildet ist. Die den Boden des Behälters 8 untergreifende äußere Umfangswand 13 kann in diesem Fall beispielsweise einen koaxial zur Drehachse 8a des Behälters angeordneten Ablauf 12a aufweisen, welcher während des Betriebs geschlossen ist und bedarfsweise geöffnet werden kann, um sedimentierte Verunreinigungen des flüssigen Bearbeitungsmediums in einfacher Weise aus der Kammer 13 ausschleusen zu können.
