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Vorrichtung zum Scheuern von Werkstücken Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Scheuern von Werkstücken mit zwei ineinander angeordneten umlaufenden
Behältern, von denen der eine, siebartige, zur Aufnahme der Werkstücke und der andere
zur Zuführung des Scheuermittels dient.
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Die bekannten Vorrichtungen dieser Art besitzen einen mit horizontaler
Achse umlaufenden polygonalen und mit Innenschaufeln versehenen Behälter, in dem
koaxial umlaufend ein zylindrischer Siebkörper angeordnet ist. Der Siebkörper enthält
die zu scheuernden Werkstücke. Die erwähnten Innenschaufeln dienen zur Umwälzung
des in dem polygonalen Behälter befindlichen Scheuermittels.
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Die Erfindung strebt an, die bisher in der Praxis häufig beobachteten
Beschädigungen von Werkstücken zu vermeiden, also die sogenannte Kickspurenbildung
auszuschalten; ferner strebt die Erfindung an, den Scheuervorgang möglichst rasch
zu gestalten. Der Scheuervorgang selbst soll erfindungsgemäß eine Art Läppvorgang
werden, also mit einem hinsichtlich Richtung und Durchsatzmenge geregelten bzw.
mehr oder weniger vorbestimmten Durchgang von Scheuermittel durch das zu scheuernde
Gut, das in vielen Fällen aus einer Vielzahl relativ kleiner Werkstücke besteht.
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Vorzugsweise soll der wirksame Scheuermittelstrom von oben nach unten,
also durch Schwerkraft erzeugt, durch das Scheuergut hindurchgehen.
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Die eingangs erwähnten bekannten Vorrichtungen vermögen diese Bedingungen
nicht zu erfüllen, vor allem deshalb, weil der Scheuergutbehälter ein zwar siebartiger,
aber in Funktion rundum geschlossener Körper ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt dagegen die genannten Aufgaben
dadurch, daß bei einer Vorrichtung der, im ersten Absatz genannten Art der eine
Behälter eine an sich bekannte, offene Scheuerglocke ist, die eine solche Lage zum
anderen Behälter, der Zuführtrommel, aufweist, daß das Scheuermittel -von der Zuführtrommel
in die Öffnung der Scheuerglocke fällt.
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Das Scheuermittel, zunächst von den Innenschaufeln der Zuführtrommel
in den Bereich über der Öffnung der Scheuerglocke angehoben, fällt von dort etwa
senkrecht nach unten in die Öffnung der Scheuertrommel und geht dann unter Erzeugung
einer Läppwirkung durch die in der Scheuerglocke befindlichen Werkstücke, also durch
das Scheuergut hindurch. Kickspuren werden-dadurch verhindert, daß die innen entsprechend
mit nachgiebigem Werkstoff belegte Scheuertrommel relativ langsam umlaufen kann,
so daß keine harten gegenseitigen Berührungen der Werkstücke erfolgen.
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Damit der Scheuermittelstrom durch die Scheuertrommelwände nach unten
in den Unterbereich der Zuführtrommel durchfallen kann, ist die Scheuertrommelwand
entsprechend durchlässig ausgebildet.
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Vorteilhaft ist es dabei, die Zuführtrommel mit einer solchen Drehzahl
umlaufen zu lassen, daß mehr Scheuermittel der Scheuerglocke zugeführt wird, als
durch die Siebe der Scheuerglocke abfließt.
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Diese Maßnahme sichert, daß sich über dem Scheuergut stets eine gewisse
mehr oder weniger kräftige Schicht von Scheuermittel befindet, was der Gleichmäßigkeit
des Prozesses, also der Gleichmäßigkeit der Oberflächengüte der Werkstücke; zugute
kommt und was außerdem auch erheblich zur Vermeidung von Kickspuren beiträgt, weil
zwischen den einzelnen Werkstücken sich stets etwas Scheuermittel befindet, so daß
die gegenseitigen Berührungen der Werkstücke in der umlaufenden Scheuertrommel stark
reduziert und, soweit sie noch stattfinden, erheblich abgedämpft werden.
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Zur Vereinfachung der Betätigung und der Beschickung ist es zweckmäßig,
die Scheuerglocke mit ihrer Antriebswelle abnehmbar zu verbinden.
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Zur Anpassung an verschiedene Arten von Scheuergut und von Scheuermitteln
können die Schaufeln der Zuführtrommel einstellbar iind/oder auswechselbar angebracht
sein. Hierdurch kann auch der Durchsatz von Scheuermitteln durch das Scheuergut
willkürlich variiert werden.
Zweckmäßig ist es auch, die Durchfallöffnungen
der Scheuerglocke mit austauschbaren gummibelegten Sieben zu überdecken und die
Scheuerglocke in verschiedenen Richtungen zu lagern. Letztere Maßnahme dient insbesondere
der Erleichterung der Beschickung der Scheuertrommel und der Entnahme des gescheuerten
Scheuergutes.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer Scheuertrommelanlage gemäß der Erfindung,
teilweise im Schnitt, Fig. 2 eine Ansicht von links gemäß Fig. 1, teilweise aufgebrochen.
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In einem Gestell 1 ist eine um eine waagerechte Achse 2 drehbare Scheuermitteltrommel
3 gelagert, die fliegend an einer in den Lagern 4 des Gestells 1 laufenden und (in
nicht dargestellter Weise) regelbar angetriebenen Welle 5 befestigt ist. Diese Trommel
3 besitzt eine offene Stirnseite 6. Im Umfangsbereiche 7 besitzt diese Trommel 3
innere Fächer 8, die aus Abteilwänden 9 gebildet sind. Diese Abteilwände 9 sind
mit Neigung zur Radialrichtung eingesetzt. Die Fächer 8 dienen in noch zu beschreibender
Weise zur Aufnahme und zum Transport des Scheuer- oder Schleifmittels.
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Am Gestell 1 ist weiterhin eine Scheuerguttrommel 11 auf einer Welle
13, die in Lagerung 14 läuft, und um den Schwenkpunkt 10 schwenkbar ist, fliegend
angeordnet. Die Welle 13 ist (in nicht dargestellter Weise) mit einem drehzahlregelbaren
Antrieb versehen. Die Antriebe der Wellen 5 und 13 sind voneinander unabhängig oder
mindestens insoweit unabhängig, als verschiedene Drehzahlverhältnisse einstellbar
sind.
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Die Scheuerguttrommel 11 hat eine sechseckige Grundfläche und seitliche
Konusflächen 15. Die Konusflächen 15 haben Durchfallöffnungen 16. Im Inneren der
Trommel 11 ist ein Sieb 17 angeordnet. Die Teilung des Siebes 17, also dessen Maschenöffnung
ist so gewählt, daß die einzelnen Werkstücke des Scheuerguts nicht durch die Sieböffnung
durchfallen können, daß aber das Schleifmittel, sei es trocken oder flüssig, ohne
wesentliche Behinderung durchfallen kann.
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Die Trommel 11 ist ausschwenkbar, etwa in die Lage 11'. Im Bereich
unterhalb der Scheuerguttrommel 11 ist eine Blechschürze 18 vorgesehen, die ein
Herausfallen von Teilen oder Scheuermitteln, insbesondere beim Füllen der Trommeln.
verhindert.
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Die Scheuerguttrommel 11 ragt mit ihrer Öffnung 19 mehr oder weniger
in den Innenraum der Scheuermitteltrommel 3 hinein, wenn Wirkstellung vorhanden
ist.
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Die Funktion der Einrichtung ist wie folgt: In die ausgeschwenkte
Scheuerguttrommel (Lage 11') wird zunächst Scheuergut eingebracht. Dann wird die
Scheuerguttrommel in die Wirklage 11 eingeschwenkt. Jetzt oder schon vorher wird
Schleif- oder Scheuermittel zugegeben. Bei vorheriger Einbringung werden die untenliegenden
Fächer 8 der Scheuer- oder Schleifmitteltrommel 7 mit Schleifmittel gefüllt, oder
aber es wird das Scheuer- oder Schleifmittel nach Einschwenken der Scheuerguttrommel
11 auf das Scheuergut 20 aufgeschüttet. Alsdann werden beide Trommeln 3 und 11 in
Rotation versetzt, und es spielt sich dann folgender Vorgang ab: Die drehende Trommel
3 fördert das Schleifmittel 21 nach oben. Entsprechend dem Schüttwinkel des Schleif-
oder Scheuermittels beginnt das Schleifmittel aus den Fächern 8 nach unten abzufallen,
sobald die Fächer 8 infolge der Drehung der Scheuermitteltrommel 3 eine bestimmte
Höhenlage erreicht haben. Das Herausfallen des Scheuermittels aus den Fächern 8
ist durch Pfeile 22 verdeutlicht. Das Scheuermittel fällt also von oben auf das
Scheuergut 20 herab. Es lassen sich nun verschiedene Vorgänge einstellen, und zwar
durch entsprechende Wahl und Abstimmung der Drehzahlen der Scheuermitteltrommel
3 und der Scheuerguttrommel 11. Man kann beispielsweise bei langsamer Drehung der
Scheuerguttrommel 11 und bei demgegenüber schneller Drehung der Scheuermitteltrommel
3 erreichen, daß über dem Scheuergut 20 eine gewisse Masse, etwa ein Berg von Scheuermittel,
stets vorhanden ist, daß also weniger oder jedenfalls nicht mehr Scheuermittel durch
die Öffnungen des Siebes 17 und durch die Öffnungen 16 nach unten in die gerade
unten befindlichen Fächer 8 fällt, als von oben etwa in Richtung der Pfeile 22 zugeführt
wird.
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Man kann aber auch für spezielle Fälle die Drehzahlen so einstellen,
daß sich über dem Scheuergutberg oder -belag 20 kein Scheuermittel aufhäufen kann;
es wird dann also weniger Scheuermittel in Richtung der Pfeile 22 zugeführt, als
durch die Öffnungen des Siebes 17 und durch die Öffnungen 16 nach unten durchfällt.
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Die Einstellung der Drehzahlen hängt von der Art und insbesondere
der Größe des Scheuergutes 20 und von der Art und dem Aggregatzustand und von der
Körnung des Scheuermittels 21 ab. Es läßt sich aber in jedem Falle die gewünschte
Arbeitsweise einstellen, und zwar bei gegebenen Arten von Scheuergut und bei gegebenen
Arten von trockenem oder flüssigem oder pastösem Scheuermittel lediglich durch Variieren
der Drehzahlen der Trommeln 3 und 11.
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Ohne wesentliche Beeinträchtigung eines ausreichend hohen Durchsatzes
läßt sich das Entstehen von Kickspuren am Scheuergut 20 vermeiden, wenn man beispielsweise
die Scheuerguttrommel 11 relativ langsam laufen läßt und eine hohe Durchstromgeschwindigkeit
des Scheuermittels durch das Scheuergut 20 durch erhöhte Drehzahl der Scheuermitteltrommel
13 bewirkt.
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Der Durchgang des Scheuermittels durch das Scheuergut 20 übt auf die
Scheuergutteile eine beabsichtigte Schleifkantenbrechwirkung od. dgl. aus. Dies
ist bis zu ziemlich hohen Drehzahlen der Scheuermitteltrommel 3 möglich. Wird der
Transport des Scheuermittels durch gegenüber der Drehzahl der Scheuerguttrommel
11 beträchtlich erhöhte Drehzahl der Scheuermitteltrommel 3 so verstärkt, daß das
Scheuergut 20 dauernd von Scheuermittel 21 überdeckt bleibt, so hat man neben der
reinen Durchström- oder Durchfallwirkung des Scheuermittels auch eine entsprechend
den Strömungsgesetzen erfolgende Bewegung der Mischung von Scheuermittel und Scheuergut.
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Die beiden extremen Wirkungen, die erzielbar sind, sind einmal eine
rein sandstrahlartige Wirkung, die lediglich durch das von oben mit einer gewissen
kinetischen Energie auf das unbedeckte Scheuergut auffallende und aufprallende und
alsdann durchrieselnde oder durchströmende Scheuermittel durch die bzw. zwischen
den Scheuergutteilen hindurch bewirkt wird, und zum anderen eine dem bekannten Arbeitsverfahren
nahezu gleiche Bearbeitungswirkung in der Art, daß ein Scheuergut-Scheuermittel-Gemenge
durchRotation der Trommel 11 etwa durchgeführt wird, aber mit bedeutend höherer
Schleifgeschwindigkeit als bisher, da das Schleifmittel zusätzliche Energie und
Bewegung besitzt, nämlich infolge des Aufprallens von oben und des stets stattfindenden
Ablaufens oder Durchgleitens nach unten.
In der Wirkungsweise bestehen
grundsätzliche Unterschiede gegenüber den bekannten Vorrichtungen. Die Relativbewegung
zwischen Scheuermittel und Scheuergut bei den bekannten Einrichtungen ergibt sich
lediglich aus dem Umrühren einer Scheuergut-Scheuermittel-Mischung, verursacht durch
Trommeldrehung. Die Relativgeschwindigkeiten zwischen den verschiedenen bzw. einzelnen
Teilchen des Scheuerguts einerseits und des Scheuermittels andererseits bleiben
gering und könnten nur durch sehr hohe Trommeldrehzahlen, die aber wegen der entstehenden
Kickspuren unerwünscht sind, auf einen solchen Wert gebracht werden, daß ein die
rationelle Ausnutzung des Gerätes ermöglichender hoher Durchsatz erzielbar wäre.
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Demgegenüber ergibt sich die Relativgeschwindigkeit zwischen Scheuergutteilen
und Scheuermittelteilchen bei der Anwendung der Erfindung in erster Linie dadurch,
daß das Scheuermittel durch das Scheuergut mit erheblicher Geschwindigkeit durchströmt,
also zunächst ganz unabhängig von der Scheuerguttrommeldrehzahl. Der Grenzfall,
in dem immer noch eine Scheuerwirkung eintritt, ist - und hierdurch wird diese Wirkung
veranschaulicht -, daß die Scheuerguttrommel stillsteht, während die Scheuermitteltrommel
umläuft; in diesem Falle rieselt ununterbrochen das von oben aufprallende Scheuermittel
durch das etwa in einem Berg angehäufte ruhende Scheuergut hindurch und erzielt
schon in solchem Falle eine beträchtliche Schleif- oder Läppwirkung od. dgl. Die
Drehung der Scheuerguttrommel ist nur zu dem Zweck notwendig, eine Gleichmäßigkeit
der Oberflächenbearbeitung der einzelnen Scheuergutteile zu erzielen; die Wirkung
der Scheuerguttrommeldrehung kann sich also darauf beschränken, die einzelnen Teile
des Scheuerguts nach und nach zu drehen, zu kippen usw. und somit alle Oberflächenteile
nach und nach der Wirkung des durchströmenden bzw. aufprallenden Scheuermittels
auszusetzen.
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Die Erfindung bietet eine nicht ohne weiteres erkennbare weitere bzw.
zusätzliche Möglichkeit: Wenn man Scheuergutteile in geordneter, Weise, also beispielsweise
alle Scheuergutteile mit ihrer Achse radial eingestellt, in der Scheuerguttrommel
anordnet und gegebenenfalls auch - etwa mechanisch oder magnetisch - festhält, dann
kann man eine gezielte Oberflächenbearbeitung der Scheuergutteile erreichen, also
beispielsweise derart, daß nur ganz bestimmte und vorgewählte Bereiche der Gesamtoberfläche
jedes Scheuergutteiles der Scheuermittelströmung ausgesetzt und somit bearbeitet
werden. Ordnet man die Scheuergutteile in solchem Falle räumlich getrennt voneinander,
d. h. ohne gegenseitige Berührung, etwa in der Trommel festgehalten, an, so entfällt
durch eine solche Maßnahme die Möglichkeit des Entstehens von Kickspuren, und man
kann sehr hohe Scheuerguttrommeldrehzahlen zulassen, die eine beträchtliche Erhöhung
der Wirkung der Oberflächenbearbeitung ergibt. Solche Verfahrensweise ist allerdings
nur für Spezialzwecke geeignet.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es, jede
gewünschte Zwischenstufe zwischen diesen extremen Fällen ausreichend genau wählen
zu können, sich also an die beabsichtigte Wirkung und insbesondere an die Art, wie
beispielsweise Härte und Größe, des Scheuerguts so anpassen zu können, daß ein Optimum
der Bearbeitung erzielt wird.
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Bei großem Durchsatz erzielt man mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
den gewünschten Effekt schon bei relativ geringen Geschwindigkeiten des Scheuerguts
und gelangt somit zu äußerst befriedigenden Scheuerresultaten ohne Beschädigung
des Scheuerguts und insbesondere ohne Entstehen von Kickspuren zu einer sehr wirtschaftlichen
Arbeitsweise der Einrichtung.
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Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf das gezeigte
Ausführungsbeispiel; so kann etwa die Trommel 11 auswechselbar sein, etwa derart,
daß eine gescheuertes Gut enthaltende Trommel gegen eine mit noch nicht gescheuertem
Gut gefüllte Vorratstrommel schnell ausgewechselt wird. Es können mehrere Trommeln
11 mit verschiedener Siebfeinheit einsetzbar sein; es kann auch in eine stets an
der Welle 13 verbleibende Trommel 11 ein ungeteilter oder in Fächer unterteilter
Einsatz einbringbar und befestigbar sein. Es kann auch eine Mehrzahl von Wellen
13 und Lagerungen 14 so schwenkbar z. B. um einen Punkt oder um eine Welle 10 vorgesehen
sein, daß in einfacher Weise eine Trommel 11 aus der Wirkstellung entfernt und eine
vollgefüllte und bereits abgetropfte weitere Trommel 11 in Wirkstellung verbracht
werden kann.
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Es kann auch vorgesehen sein, die Abteilwände 9 verstellbar hinsichtlich
ihrer Neigung zu machen; man kann diese Abteilwände 9 auch auswechselbar machen.
Diese Maßnahme kann man zu dem Zwecke wählen, den Abfallbereich gemäß den Pfeilen
22 an verschiedene vorgegebene Bedingungen anzupassen, also beispielsweise an verschiedenartiges
und verschieden feuchtes Schleifmittel anzupassen.
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In welcher Weise der Antrieb etwa der, Wellen 2 und 13 drehzahlvariabel
gestaltet ist, ist im Prinzip gleichgültig; man kann beispielsweise je einen drehzahlregelbaren
Elektromotor mit oder ohne Untersetzungsgetriebe auf die Wellen 2, 13 arbeiten lassen:
gegebenenfalls ist es auch möglich, von einem zentralen Antrieb, wie beispielsweise
einem zentralen Elektromotor, über zwei beispielsweise stufenlos regelbare Getriebe
den Antrieb der Wellen 2, 13 zu bewerkstelligen.