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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine und insbesondere eine Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine, die in der Lage ist, eine Bowlingkugel mit einer vereinfachten Drehstruktur gleichmäßig abzureiben oder zu polieren. Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf ein Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsverfahren unter Verwendung der Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine.
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Stand der Technik
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Der Reibungsrollkontakt zwischen einer Bowlingkugel und einer Bahn hinterlässt oft Abschnitte mit unregelmäßigem Verschleiß oder Kratzer auf einer Oberfläche der Bowlingkugel. Insbesondere stellt die Bowlingkugel gewöhnlich einen Kontakt mit der Bahn im Wesentlichen an derselben Umfangsfläche davon her, was einen unausgeglichenen Verschleiß der Bowlingkugel verursachen kann. Die verkratzte oder ungleichmäßig verschlissene Bowlingkugel sieht hässlich aus und die Verwendung der verkratzten oder ungleichmäßig verschlissenen Bowlingkugel macht es hauptsächlich aufgrund der unvorhersagbaren Bewegung der Bowlingkugel schwierig, dass ein Bowlingspieler z. B. Drallgeschicklichkeiten auf seinen Wunsch übt. Folglich können sich der Kratzer und der unausgeglichene Verschleiß auf den Punktestand eines Bowlingspiels nachteilig auswirken, was folglich das Vergnügen des gespielten Spiels verringert. Folglich muss die Bowlingkugel periodisch zu einer perfekten sphärischen Form ohne oder mit weniger Kratzer abgerieben werden.
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Es gibt eine Anzahl von Referenzen des Standes der Technik, die eine Vorrichtung zum automatischen Abreiben einer Bowlingkugel offenbaren. Eine von ihnen ist das
US-Patent Nr. 5,613,896 , das eine Bowlingkugel-Oberflächenerneuerungsmaschine mit drei Wellen, die in einem Winkel von 120 Grad in einer solchen Weise angeordnet sind, dass sie eine Bowlingkugel abstützen, drei Motoren zum Drehen der entsprechenden Wellen in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung und drei kegelförmigen Abriebschalen, die an den Wellen angebracht sind, offenbart. Obwohl diese Bowlingkugel-Oberflächenerneuerungsmaschine ihre eigenen Vorteile aufweist, leidet sie insofern unter einem Nachteil, als eine Rollrichtung oder eine Drehachse der Bowlingkugel während eines Oberflächenerneuerungsprozesses nicht dynamisch geändert werden kann. Aus diesem Grund trifft die Bowlingkugel-Oberflächenerneuerungsmaschine beim gleichmäßigen Abreiben der ganzen Oberfläche der Bowlingkugel zu einer perfekten Kugel auf eine Schwierigkeit.
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Eine weitere Referenz des Standes der Technik ist das
US-Patent Nr. 7,063,607 , das eine Bowlingkugel-Oberflächenerneuerungsmaschine offenbart, die ein Gehäuse, eine erste und eine zweite vertikale Stützwalze, die am Gehäuse zur Drehung um parallele vertikale Achsen angebracht sind, wobei jede der vertikalen Stützwalzen dazu ausgelegt ist, einen Kontakt mit der Oberfläche der Bowlingkugel an einer lateralen Unterseite der Bowlingkugel herzustellen, eine erste und eine zweite horizontale Stützwalze, die am Gehäuse angebracht sind, um die Bowlingkugel in Zusammenwirkung mit den vertikalen Stützwalzen abzustützen, wobei jede der horizontalen Stützwalzen um horizontale Achsen drehbar ist und dazu ausgelegt ist, einen Kontakt mit der Oberfläche der Bowlingkugel an der anderen lateralen Unterseite der Bowlingkugel herzustellen, Antriebsmotoren, um zu bewirken, dass sich die Stützwalzen drehen, und eine Schleif- und Polierradanordnung zur Herstellung eines Reibungskontakts mit der Oberfläche der Bowlingkugel, um die Bowlingkugel zu schleifen oder zu polieren, umfasst.
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Die vorstehend angegebenen Vorrichtungen des Standes der Technik sind in der Lage, die Oberfläche der Bowlingkugel durch Drehen der Bowlingkugel in verschiedenen Richtungen im Wesentlichen gleichmäßig abzureiben oder zu polieren. Die Vorrichtungen des Standes der Technik lassen jedoch Raum für eine Verbesserung, da sie strukturell kompliziert, kostspielig herzustellen und sehr problemanfällig sind.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Technische Probleme
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Angesichts der vorstehend erwähnten oder anderer Probleme, die den Vorrichtungen des Standes der Technik innewohnen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine und ein Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsverfahren zu schaffen, die in der Lage sind, die ganze Oberfläche der Bowlingkugel innerhalb eines verkürzten Zeitraums gleichmäßig abzureiben oder zu polieren.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine zu schaffen, die in der Struktur ziemlich einfach, leicht herzustellen und preisgünstig ist.
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Lösung für die technischen Probleme
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine geschaffen, die umfasst:
ein Gehäuse;
einen Kugelbewegungsführer, der innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, zum Führen der Bewegung einer Bowlingkugel, wobei der Kugelbewegungsführer eine Führermittelachse und eine innere Umfangsoberfläche zum Führen der Bewegung der Bowlingkugel aufweist;
eine Oberflächenbehandlungsscheibe, die unter dem Kugelbewegungsführer angeordnet ist, zum Abstützen und Drehen der Bowlingkugel, wobei die Oberflächenbehandlungsscheibe ein Oberflächenbehandlungselement zur Herstellung eines Reibungskontakts mit der Bowlingkugel umfasst, wobei die Oberflächenbehandlungsscheibe eine Scheibenmittelachse aufweist, die von der Führermittelachse des Kugelbewegungsführers abweicht;
einen Scheibenantriebsmotor zum Drehen der Oberflächenbehandlungsscheibe um die Scheibenmittelachse; und
eine Steuereinheit zum Ermöglichen, dass der Scheibenantriebsmotor in einer wiederholten Weise, bis eine vorgegebene Behandlungszeit abläuft, die Oberflächenbehandlungsscheibe auf eine Zieldrehzahl beschleunigt, die Oberflächenbehandlungsscheibe in einer Oberflächenbehandlungsposition mit der Zieldrehzahl für eine vorbestimmte Laufzeit dreht und dann die Oberflächenbehandlungsscheibe gegen eine Nulldrehzahl verlangsamt.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsverfahren geschaffen, das umfasst:
Anordnen einer Bowlingkugel auf einer Oberflächenbehandlungsscheibe, die von einem Kugelbewegungsführer dezentriert ist, wobei die Oberflächenbehandlungsscheibe ein Oberflächenbehandlungselement zur Herstellung eines Reibungskontakts mit der Bowlingkugel aufweist, wobei der Kugelbewegungsführer über der Oberflächenbehandlungsscheibe angeordnet ist, um die Bewegung der Bowlingkugel zu führen;
Beschleunigen der Oberflächenbehandlungsscheibe bis auf eine Zieldrehzahl, um die Bowlingkugel in eine Oberflächenbehandlungsposition zu bringen, in der die Bowlingkugel am weitesten von einer Mittelachse der Oberflächenbehandlungsscheibe entfernt liegt;
Drehen der Oberflächenbehandlungsscheibe in der Oberflächenbehandlungsposition mit der Zieldrehzahl für eine vorbestimmte Laufzeit, so dass die Bowlingkugel durch das Oberflächenbehandlungselement der Oberflächenbehandlungsscheibe oberflächenbehandelt werden kann;
Verlangsamen der Oberflächenbehandlungsscheibe gegen eine Nulldrehzahl, so dass die Bowlingkugel aus der Oberflächenbehandlungsposition entzogen werden kann und in Richtung der Mittelachse der Oberflächenbehandlungsscheibe bewegt werden kann; und
Wiederholen des Beschleunigungsschritts, des Drehschritts und des Verlangsamungsschritts, bis eine vorgegebene Behandlungszeit abläuft.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die obigen und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben werden, in denen:
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1 eine Seitenaufriss-Schnittansicht ist, die eine Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine Querschnittsansicht der Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine entlang der Linie II-II in 1 ist;
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3 ein Ablaufplan ist, der ein Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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4 bis 7 schematische Diagramme sind, die die Bewegung einer Bowlingkugel während eines Oberflächenbehandlungsprozesses darstellen, der durch die Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird; und
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Beste Art zur Ausführung der Erfindung
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Bevorzugte Ausführungsformen einer Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine und eines Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
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Mit Bezug auf 1 und 2 umfasst eine Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsvorrichtung ein Gehäuse 10 mit einer oberen Zugangsöffnung 11, durch die eine Bowlingkugel B in das Gehäuse 10 gelegt oder aus diesem entnommen wird. Die Zugangsöffnung 11 ist durch einen Deckel 12 öffnungsfähig verschlossen. Das Gehäuse 10 weist einen Innenraum auf, der mittels einer Trennplatte 15 in ein oberes Oberflächenbehandlungsfach 13 und ein unteres Antriebsfach 14 unterteilt ist. Mit dem Oberflächenbehandlungsfach 13 wird die Bowlingkugel B Oberflächenbehandlungen wie z. B. Abreiben, Polieren und dergleichen unterzogen. Das Antriebsfach 14 ist dazu ausgelegt, eine später beschriebene Antriebseinheit aufzunehmen.
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Eine Steuereinheit 16 zum Steuern des Betriebs der Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine ist an einer Innenseitenfläche des Gehäuses 10 befestigt. Eine Reihe von Drucktasten 17 und ein Zeitgeberknopf 18 zum Einstellen von verschiedenen Betriebsbedingungen der Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine sind an einer Außenseitenfläche des Gehäuses 10 angeordnet und mit der Steuereinheit 16 elektrisch verbunden.
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Innerhalb des Oberflächenbehandlungsfachs 13 des Gehäuses 10 ist ein im Allgemeinen ringförmiger Kugelbewegungsführer 20 zum Führen der Bewegung der Bowlingkugel B und zum Einschränken der Bowlingkugel B in einen begrenzten Oberflächenbehandlungsbereich vorgesehen. Obwohl der Kugelbewegungsführer 20 in der dargestellten Ausführungsform eine im Allgemeinen kreisförmige Form aufweist, kann er eine elliptische Form, eine polygonale Form oder eine andere unregelmäßige Form aufweisen.
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In der dargestellten Ausführungsform ist der Kugelbewegungsführer 20 mit einer Führermittelachse G stabil an der Trennplatte 15 mittels mehrerer stabartiger Stützelemente 20a befestigt, die sich vom Kugelbewegungsführer 20 nach unten erstrecken. Jedes der Stützelemente 20a ist mit einem Schraubenfederabschnitt 20b versehen, der dazu dient, Vibration und Geräusch zu verringern, die im Kugelbewegungsführer 20 während des Betriebs der Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine erzeugt werden würden. Alternativ kann der Kugelbewegungsführer 20 an einer Innenwandoberfläche des Gehäuses 10 durch einen Stoßdämpfer, z. B. eine Schraubenfeder, befestigt sein. Obwohl in der dargestellten Ausführungsform vier Stützelemente 20a verwendet werden, kann die Anzahl der Stützelemente 20a größer oder geringer sein.
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Der Kugelbewegungsführer 20 weist eine Kugelaufnahmeöffnung 21 zum rotierbaren und drehbaren Aufnehmen der Bowlingkugel B auf. Die Kugelaufnahmeöffnung 21 ist im Durchmesser etwas größer als die Bowlingkugel B, um sicherzustellen, dass die in der Kugelaufnahmeöffnung 21 aufgenommene Bowlingkugel B sich entlang der inneren Oberfläche des Kugelbewegungsführers 20 bewegen kann. Es ist bevorzugt, dass der Kugelbewegungsführer 20 einen so kleinen Durchmesser wie möglich aufweist, um Vibrationen und Geräusche zu verringern, die durch die zufällige Rollbewegung der Bowlingkugel B verursacht werden würden. Eine Stoßdämpfungsauskleidung 22, die aus einem elastisch verformbaren Material, z. B. einem Gummistreifen, besteht, ist an der inneren Oberfläche des Kugelbewegungsführers 20 lösbar befestigt.
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Eine Oberflächenbehandlungsscheibe 30 ist unter dem Kugelbewegungsführer 20 angeordnet, um die Bowlingkugel B abzustützen und zu drehen. Die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 ist mit einer Scheibenwelle 31 versehen, die sich entlang einer Scheibenmittelachse D nach unten erstreckt. Die Scheibenwelle 31 erstreckt sich durch die Trennplatte 15 in das Antriebsfach 14 und ist an der Trennplatte 15 mittels eines Lagers 32 drehbar abgestützt. Es ist wichtig zu beachten, dass die Scheibenmittelachse D von der Führermittelachse G um einen Abstand M abweicht. Die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 weist einen zentralen konvexen Bereich 30a auf, der von der oberen Oberfläche der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 nach oben vorsteht. Der zentrale konvexe Bereich 30a dient zum Verhindern, dass die Bowlingkugel B am Mittelpunkt der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 bleibt. Alternativ oder zusätzlich kann der Kugelbewegungsführer 20 so bemessen und angeordnet sein, dass die Bowlingkugel B daran gehindert werden kann, sich in den zentralen konvexen Bereich 30a zu bewegen.
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Die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 weist ein Oberflächenbehandlungselement auf, das mit der Bowlingkugel B einen Kontakt herstellt, um Oberflächenbehandlungen, d. h. Abreiben und/oder Polieren, durchzuführen. In der dargestellten Ausführungsform ist das Oberflächenbehandlungselement aus einem Oberflächenbehandlungsgewebe 40 und einer Polsterunterlage 41, die am Oberflächenbehandlungsgewebe 40 befestigt ist, gebildet.
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Beispiele des Oberflächenbehandlungsgewebes 40 umfassen ein Abriebgewebe wie z. B. ein Blatt Schleifpapier oder ein Blatt von mit Diamant beschichtetem Papier und ein Poliergewebe wie z. B. einen Vliesstoff oder ein Baumwollgewebe. Das Abriebgewebe und das Poliergewebe können selektiv beim Abreiben und Polieren der Bowlingkugel B verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass drei Arten von Abriebgeweben, d. h. ein feines, ein mittleres und ein grobes Abriebgewebe, verwendet werden, um die Bowlingkugel B mit unterschiedlicher Rauheit abzureiben.
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Die Polsterunterlage 41 besteht z. B. aus einem Schwammmaterial, das einen durch die Bowlingkugel B während eines Oberflächenbehandlungsprozesses erzeugten Stoß absorbiert. Die Stoßpolsterunterlage 41 ist an der oberen Oberfläche der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 z. B. mittels eines Klettverschlusses austauschbar befestigt.
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Die Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine umfasst eine Scheibendrehvorrichtung zum Drehen der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 und der Scheibenwelle 31 um die Scheibenmittelachse D, die von der Führermittelachse G abweicht. Die Scheibendrehvorrichtung umfasst einen Scheibenantriebsmotor 33, der innerhalb des Antriebsfachs 14 vorgesehen ist, ein Paar von Riemenscheiben 34a und 34b, die an einer Abtriebswelle des Scheibenantriebsmotors 33 bzw. einem unteren Ende der Scheibenwelle 31 befestigt sind, und einen Riemen 35, der um die Riemenscheiben 34a und 34b gewickelt ist, zum Übertragen eines Drehmoments des Scheibenantriebsmotors 33 auf die Scheibenwelle 31 der Oberflächenbehandlungsscheibe 30.
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Die Steuereinheit 16 ist mit dem Scheibenantriebsmotor 33 elektrisch verbunden, so dass sie den Betrieb des Scheibenantriebsmotors 33 in einer festgelegten Weise steuern kann. Die Steuereinheit 16 ist dazu ausgelegt, zu ermöglichen, dass der Scheibenantriebsmotor 33 die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 in drei, d. h. einem ersten, einem zweiten und einem dritten, aufeinander folgenden Betriebsschritten betreibt. Der erste Betriebsschritt besteht darin, zu bewirken, dass der Scheibenantriebsmotor 33 die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 bis zu einer Zieldrehzahl von z. B. 400 bis 1200 min–1 in einem Zustand, in dem die Bowlingkugel B auf der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 angeordnet ist, beschleunigt. Der zweite Betriebsschritt besteht darin, zu bewirken, dass der Scheibenantriebsmotor 33 die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 mit der Zieldrehzahl für eine vorbestimmte Laufzeit, z. B. 1 bis 3 Sekunden, dreht, so dass die Bowlingkugel B um eine im Allgemeinen horizontale Achse in einer festen Oberflächenbehandlungsposition, die von der Scheibenmittelachse D am weitesten entfernt ist, gedreht werden kann. Während des zweiten Schritts wird die Bowlingkugel B abgerieben oder poliert, indem mit dem radial äußeren Oberflächenbereich der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 ein Reibungskontakt hergestellt wird. Der dritte Betriebsschritt besteht darin, zu bewirken, dass der Scheibenantriebsmotor 33 die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 von der Zieldrehzahl auf eine Drehzahl von fast null oder exakt null verlangsamt, so dass die Bowlingkugel B aus der festen Oberflächenbehandlungsposition entkommen kann und über die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 radial einwärts der letzteren rollen kann. Im dritten Schritt wird der Oberflächenbereich der Bowlingkugel B, der einen Kontakt mit der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 herstellt, in einen anderen Bereich geändert. Die Steuereinheit 16 ist dazu ausgelegt, den ersten bis dritten Betriebsschritt zu wiederholen, bis eine vorgegebene Oberflächenbehandlungszeit, z. B. fünf Minuten, abläuft. Wenn der erste bis dritte Betriebsschritt wiederholt durchgeführt werden, werden verschiedene Oberflächenbereiche der Bowlingkugel B durch die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 gerieben, und schließlich ist der ganze Oberflächenbereich der Bowlingkugel B ohne oder mit geringem teilweisen Verschleiß gleichmäßig abgerieben oder poliert. Die Steuereinheit 16 ist dazu konfiguriert, die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 am Ende des dritten Betriebsschritts entweder in der Vorwärtsrichtung oder in der Rückwärtsrichtung zu drehen.
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Die Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine umfasst eine Behandlungslösungs-Zuführungsvorrichtung zum Zuführen von Oberflächenbehandlungslösungen zur Bowlingkugel B. Zwei Arten von Oberflächenbehandlungslösungen können in der Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine verwendet werden. Eine ist eine Abrieblösung zur Verwendung beim Abreiben der Bowlingkugel B und die andere ist eine Polierlösung zur Verwendung beim Polieren der Bowlingkugel B.
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Die Behandlungslösungs-Zuführungsvorrichtung umfasst eine Abrieblösungs-Einspritzdüse 61 zum Einspritzen der Abrieblösung auf die Oberfläche der Bowlingkugel B, eine Polierlösungs-Einspritzdüse 62 zum Einspritzen der Polierlösung auf die Oberfläche der Bowlingkugel B, einen Abrieblösungstank 63 zum Lagern der Abrieblösung, einen Polierlösungstank 64 zum Lagern der Polierlösung, eine Abrieblösungspumpe 65 zum Pumpen der im Abrieblösungstank 63 gelagerten Abrieblösung zur Abrieblösungs-Einspritzdüse 61 und eine Polierlösungspumpe 66 zum Pumpen der im Polierlösungstank 64 gelagerten Polierlösung zur Polierlösungs-Einspritzdüse 62.
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Die Abrieblösungs-Einspritzdüse 61 und die Polierlösungs-Einspritzdüse 62 sind an der Innenseite des Deckels 12 befestigt, so dass sie der Bowlingkugel B zugewandt sein können, die im Oberflächenbehandlungsfach 13 aufgenommen ist. Der Abrieblösungstank 63, der Polierlösungstank 64, die Abrieblösungspumpe 65 und die Polierlösungspumpe 66 sind innerhalb des Antriebsfachs 14 angeordnet. Der Polierlösungstank 64 steht mit dem Oberflächenbehandlungsfach 13 durch ein Ablaufrohr 67 in Verbindung, um die Abrieblösung und die Polierlösung, die in das Oberflächenbehandlungsfach 13 eingespritzt werden, zu sammeln.
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Als nächstes wird ein Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung mit speziellem Bezug auf 3 bis 7 beschrieben.
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Zuerst werden die Betriebsbedingungen, z. B. die Oberflächenbehandlungszeit und die Art von Oberflächenbehandlungen (Abreiben und Polieren), unter Verwendung der Drucktasten 17 und des Zeitgeberknopfs 18 vorgegeben.
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Mit Bezug auf 3 wird der Deckel 12 geöffnet und die Bowlingkugel B wird auf der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 vom Kugelbewegungsführer 20 dezentriert angeordnet (S10). Zu diesem Zeitpunkt kann die Bowlingkugel B in irgendeiner Position auf der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 angeordnet werden, wie in 4 gezeigt.
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Dann wird der Scheibenantriebsmotor 33 unter der Steuerung der Steuereinheit 16 erregt und rotatorisch angetrieben. Das Drehmoment des Scheibenantriebsmotors 33 wird über das Paar von Riemenscheiben 34a und 34b und den Riemen 35 auf die Scheibenwelle 31 übertragen, wodurch die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 zusammen mit der Scheibenwelle 31 gedreht wird. Der Scheibenantriebsmotor 33 beschleunigt die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 bis auf eine Zieldrehzahl von z. B. 400 bis 1200 min–1, um die Bowlingkugel B in eine Oberflächenbehandlungsposition zu bringen, wie in 5 dargestellt (S20 in 3). Insbesondere wird, wenn die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 gedreht und auf die Zieldrehzahl beschleunigt wird, die Bowlingkugel B durch eine Zentrifugalkraft von der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 radial nach außen bewegt und dann entlang der inneren Umfangsoberfläche des Kugelbewegungsführers 20 bewegt, bis sie eine Oberflächenbehandlungsposition erreicht, wie in 2 und 5 dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform bezieht sich die Oberflächenbehandlungsposition auf die 3-Uhr-Position, in der die Bowlingkugel B am weitesten von der Scheibenmittelachse D entfernt bleibt. Dies liegt daran, dass die Scheibenmittelachse D in Richtung der 9-Uhr-Position von der Führermittelachse G um einen Abstand M abweicht. Eine solche Abweichung zwischen der Scheibenmittelachse D und der Führermittelachse G stellt sicher, dass die Bowlingkugel B in der Oberflächenbehandlungsposition stationär gehalten wird, wenn nicht die Drehzahl der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 auf fast null oder exakt null verlangsamt wird.
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Sobald die Bowlingkugel B in die Oberflächenbehandlungsposition bewegt ist, wie in 5 dargestellt, dreht der Scheibenantriebsmotor 33 die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 mit der Zieldrehzahl für eine vorbestimmte Laufzeit, z. B. 1 bis 3 Sekunden, so dass ein festgelegter Oberflächenbereich der Bowlingkugel B mittels des Oberflächenbehandlungselements der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 kontinuierlich abgerieben oder poliert werden kann (S30 in 3). Mit anderen Worten, die Bowlingkugel B wird oberflächenbehandelt, während sie durch die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 in der Oberflächenbehandlungsposition gedreht wird. Während der vorbestimmten Laufzeit wird die Bowlingkugel B um eine im Allgemeinen horizontale Achse gedreht, so dass der festgelegte Oberflächenbereich der Bowlingkugel B durch das Oberflächenbehandlungselement der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 gerieben werden kann Wenn die vorbestimmte Laufzeit abläuft, verringert die Steuereinheit 16 die Drehzahl des Scheibenantriebsmotors 33 durch Verringern oder Abschalten eines zum Scheibenantriebsmotor 33 zugeführten elektrischen Stroms. Folglich verlangsamt der Scheibenantriebsmotor 33 die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 gegen eine Nulldrehzahl (S40 in 3). Wenn die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 auf fast null verlangsamt wird und mit einer sehr niedrigen Drehzahl gedreht wird, wird die gegen die Bowlingkugel B wirkende Zentrifugalkraft beseitigt und die Bowlingkugel B wird zusammen mit der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 in einer Richtung im Uhrzeigersinn bewegt, wie in 6 dargestellt. Daher wird die Bowlingkugel B aus der Oberflächenbehandlungsposition entzogen und wird über die obere Oberfläche der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 radial einwärts in Richtung der Scheibenmittelachse D bewegt. Dies liegt daran, dass der Abstand zwischen der Scheibenmittelachse D und der inneren Umfangsoberfläche des Kugelbewegungsführers 20 von der 3-Uhr-Position bis zur 6-Uhr-Position und dann zur 9-Uhr-Position immer kleiner wird. Wenn sich die Bowlingkugel B in der 9-Uhr-Position befindet, wie in 7 dargestellt, stellt die Bowlingkugel B einen Kontakt mit der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 an einem Kontaktpunkt her, der am nächsten zur Scheibenmittelachse D liegt. Wenn die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 wieder beschleunigt wird, wird die Bowlingkugel B für einen kurzen Moment um eine im Allgemeinen vertikale Achse zusammen mit der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 gedreht. Während der Rollbewegung der Bowlingkugel B über die obere Oberfläche der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 und der Drehbewegung der Bowlingkugel B um die im Allgemeinen vertikale Achse wird der Oberflächenbereich der Bowlingkugel B, der einen Kontakt mit der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 herstellt, willkürlich geändert.
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Die Steuereinheit 16 stellt fest, ob eine vorgegebene Behandlungszeit, z. B. fünf Minuten, abgelaufen ist (S50 in 3). Wenn die Antwort verneinend ist, ermöglicht die Steuereinheit 16, dass der Scheibenantriebsmotor 33 die Schritte S20, S30 und S40 wiederholt. Wenn die Antwort bejahend ist, deaktiviert die Steuereinheit den Scheibenantriebsmotor 33, wodurch der Ablauf des Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsverfahrens beendet wird.
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Obwohl der Feststellungsschritt in der dargestellten Ausführungsform direkt nach dem Schritt S40 durchgeführt wird, kann es möglich sein, den Feststellungsschritt nach Schritt S20 oder S30 durchzuführen. Wenn die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 in Schritt S20 wieder beschleunigt wird, kann die Oberflächenbehandlungsscheibe 30 in der Rückwärtsrichtung, d. h. in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn, gedreht werden, was in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen soll.
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Mit der Oberflächenbehandlungsmaschine und dem Oberflächenbehandlungsverfahren, die vorstehend angegeben sind, wird der Oberflächenbehandlungsbereich der Bowlingkugel B zwangsläufig jedes Mal, wenn die Drehzahl der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 auf fast null oder exakt null verlangsamt wird, geändert. Daher wird die ganze Oberfläche der Bowlingkugel B durch das Oberflächenbehandlungsgewebe 40 der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 gleichmäßig abgerieben oder poliert, während der Oberflächenbehandlungsvorgang weiterhin durchgeführt wird.
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Das Oberflächenbehandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist in ein Abriebverfahren und ein Polierverfahren unterteilt, die unabhängig oder in Kombination durchgeführt werden können.
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Im Abriebverfahren wird ein Abriebgewebe, das das Oberflächenbehandlungsgewebe 40 bildet, an der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 austauschbar befestigt. Grobe, mittlere und feine Abriebgewebe können selektiv verwendet werden, um die Bowlingkugel B mit unterschiedlicher Rauheit abzureiben. Falls erforderlich, können ein grober Abrieb, ein mittlerer Abrieb und ein feiner Abrieb nacheinander durch Befestigen des groben, des mittleren und des feinen Abriebgewebes nacheinander an der Oberflächenbehandlungsscheibe 30 durchgeführt werden.
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Im Abriebverfahren wird die im Abrieblösungstank 63 gelagerte Abrieblösung durch die Abrieblösungspumpe 65 durch die Abrieblösungs-Einspritzdüse 61 zur Oberfläche der Bowlingkugel B zugeführt. Im Polierverfahren wird das Abriebgewebe durch ein Poliergewebe, das das Oberflächenbehandlungsgewebe 40 bildet, ersetzt. Die im Polierlösungstank 64 gelagerte Polierlösung wird durch die Polierlösungspumpe 66 durch die Polierlösungs-Einspritzdüse 62 zur Oberfläche der Bowlingkugel B zugeführt.
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Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vorstehend gezeigt und beschrieben wurde, ist es für den Fachmann auf dem Gebiet selbstverständlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine und das Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsverfahren können vorteilhafterweise beim Abreiben, Reinigen oder Polieren einer Bowlingkugel oder von ähnlichen kugelförmigen Objekten verwendet werden. Die Verwendung der vorliegenden Maschine und des vorliegenden Verfahrens macht es möglich, die Oberfläche einer Bowlingkugel innerhalb eines kurzen Zeitraums gleichmäßig zu behandeln.
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Zusammenfassung
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Eine Bowlingkugel-Oberflächenbehandlungsmaschine umfasst ein Gehäuse und einen Kugelbewegungsführer, der innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, zum Führen der Bewegung einer Bowlingkugel, wobei der Kugelbewegungsführer eine Führermittelachse und eine innere Umfangsoberfläche aufweist. Eine Oberflächenbehandlungsscheibe mit einer Oberflächenbehandlung ist unter dem Kugelbewegungsführer angeordnet, um die Bowlingkugel abzustützen und zu drehen. Die Oberflächenbehandlungsscheibe weist eine Scheibenmittelachse auf, die von der Führermittelachse abweicht. Die Maschine umfasst ferner einen Scheibenantriebsmotor zum Drehen der Oberflächenbehandlungsscheibe um die Scheibenmittelachse und eine Steuereinheit zum Ermöglichen, dass der Scheibenantriebsmotor wiederholt die Oberflächenbehandlungsscheibe auf eine Zieldrehzahl beschleunigt, die Oberflächenbehandlungsscheibe in einer Oberflächenbehandlungsposition mit der Zieldrehzahl für eine vorbestimmte Laufzeit dreht und dann die Oberflächenbehandlungsscheibe gegen eine Nulldrehzahl verlangsamt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5613896 [0003]
- US 7063607 [0004]
