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Kontinuierlich arbeitende Maschine zur Oberflächenbearbeitung von
Werkstücken durch Vibration Es sind kontinuierlich arbeitende Vorrichtungen zur
Oberflächenbearbeitung, z. B. zum Putzen, Entgraten, Schleifen, Polieren usw. mittels
fester und gegebenenfalls flüssiger Bearbeitungsmittel durch Vibration, mit einem
die Werkstücke und Bearbeitungsmittel enthaltenden länglichen, insbesondere trog-,
wannen- oder rinnenförmigen horizontal angeordneten und auf Federn gelagerten Vibrationsbehälter
mit im Querschnitt halbkreisförmigem Boden bekannt, an dessen Unterseite ein Unwuchtvibrator
angeordnet ist. Bekannte Vibrationsbehälter dieser Art besitzen in der Regel oben
etwa gleich hohe Längswände, von denen eine etwa senkrecht verläuft. Der Behälter
weist dabei im Bereich seiner Enden eine Zu- und eine Abfuhröffnung und eine Rückführeinrichtung
auf.
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Um eine Förderung des am einen Ende des länglichen Bearbeitungsbehälters
zugeführten, aus Werkstücken und festen Bearbeitungsmitteln bestehenden Materials
zum Austragsende des Bearbeitungsbehälters zu bewirken, wurden bei den bekannten
Maschinen verschiedene Mittel angewendet. In dem einen Fall wurde der Behälter in
Richtung der Längsachse geneigt angeordnet. Dies hat den Nachteil, daß der Behälter
länger gebaut werden muß als bei horizontal gelagerten Behältern. Befindet sich
am Austragsende des Behälters keine Stimwand, so treten Bearbeitungsmaterial und
Werkstücke zu schnell aus, so daß die Füllhöhe des Behälters gering bleibt und der
Behälterraum nicht ausgenutzt wird. Wird der Austrag von Bearbeitungsmaterial und
Werkstücken am Austragsende des Behälters durch Verkleinerung der Austragsöffnung
und/oder Hochlegen der Austragsöffnung gehemmt, so entstehen bei dieser geneigten
Lagerung des Behälters am Austragsende Stauungen und dadurch unterschiedliche Füllhöhe
derart, daß diese am Austragsende des Bearbeitungsbehälters höher ist als am Zufuhrende.
Abgesehen davon, daß hierdurch das Fassungsvermögen des Behälters ebenfalls nicht
voll ausgenutzt wird, legen die Werkstücke und festen Bearbeitungsmittel in den
verschiedenen Behälterteilen verschiedenartige Wege zurück, so daß die gleichmäßige
Bearbeitung der Oberfläche hierbei nicht gewährleistet werden kann und die Abnutzung
des Innenbelages des Bearbeitungsbehälters sehr unterschiedlich ist.
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Ein anderes beim Stand der Technik angewendetes Mittel, die Förderung
des Behälterinhalts vom Zufuhrende zum Austragsende zu bewirken, besteht darin,
die Zufuhröffnung des Behälters höher zu legen als die Austragsöffnung. Hierbei
treten die oben geschilderten Nachteile jedoch ebenfalls in Erscheinung, da sich
in diesem Fall ebenfalls ein Niveauunterschied zum Zweck der Materialförderung innerhalb
des Bearbeitungsbehälters einstellt.
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Schließlich wurde noch vorgeschlagen, die Förderung der im Arbeitsbehälter
befindlichen Massen vom Zufuhr- zum Austragsende mittels Leitblechen zu bewirken
und zu regeln. Es wurden hierdurch tatsächlich die genannten Mängel zum größten
Teil behoben. Die Investitionskosten für die Anlage wurden jedoch dadurch um die
Kosten für die gleichfalls mit Schutzbelägen zu versehenden Leitbleche erhöht. Ebenso
mußte dabei eine Erhöhung der Betriebskosten in Kauf genommen werden, weil die Schutzbeläge
der Leitbleche relativ schnell abgenutzt wurden und deshalb oft erneuert werden
mußten. Schließlich mußte auch hier eine gewisse Verringerung des nutzbaren Behälterraumes
in Kauf genommen werden.
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überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß alle diese Nachteile
vermieden werden können, wenn man bei einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung
zur Oberflächenbearbeitung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß in der etwa
senkrecht hochgezogenen Längswand die Austragsöffnung in gleichei Höhe wie die Zufuhröffnung
anordnet und durch die Austragsöffnung eine Austragsschurre in den Behälter eingreifen
läßt, deren Auflaufkante über der Mittelebene des Bearbeitungsbehälters liegt.
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Bei dieser Bauweise findet eine Förderung mit leicht regelbarer Geschwindigkeit
vom Zufuhrende
des Bearbeitungsbehälters zur in gleicher Höhe wie
die Zufuhröffnung, jedoch am entgegensetzten Ende des Behälters beflndlichen Austragsöffnung
und durch diese hindurch statt, ohne daß durch Neigen des Behälters ein Niveauunterschied
geschaffen werden muß oder über die gesamte Länge des Troges Führungsbleche od,
dgl. zur Förderung der im - Bearbeitungsbehälter befindlichen . Massen
auf der Förderstrecke angewendet werden müssen. Bei den- zur Bearbeitung von Werkstücken
in solchen Maschinen üblicherweise angewendeten Frequenzen von etwa 600 bis
3000 Schwingungen pro Minute und mehr C Erenügt es in der erfindungsgemäß
gestalteten Einrichtung, die gewünschte Menge an Werkstücken und Bearbeitungsmitteln,
die in der Zeiteinheit durchgesetzt werden soll, in dieser Zeit einzugeben bzw.
zuzuführen, um den Abtransport einer entsprechenden Menge an bearbeiteten Werkstücken
und Bearbeitungsmitteln aus der Austragsöffnung des Bearbeitungsbehälters zu erreichen.
Es wird dadurch die Fördergeschwindigkeit und Entnahmemenge pro Zeiteinheit automatisch
geregelt. Die Anlage nach der Erfindung eignet sich infolgedessen in besonderem
Maß zur Anwendung in automatisch arbeitenden Fließbandanlagen, innerhalb -denen
sie sich den jeweiligen Anforderungen ohne zusätzliche Regeleinrichtungen automatisch
anpaßt.
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Ein weiterer Vorteil der Maschine nach d er Erfindung besteht
darin, daß die Füllhöhe des Bearbeitungsbehälters überall gleich ist. Dadurch bewegen
sich die Werkstücke und Bearbeitungsmittel auf der gesamten Bearbeitungsstrecke
innerhalb des Behät: ters auf gleichförmiger Bahn, und auch die Bewegungen von Werkstücken
und Bearbeitungsmitteln gegeneinander sind vollkommen gleichmäßig, Die Folge davon
ist, daß die Intensität der Bearbeitung der Werkstückoberflächen genau gere 'gelt
und vorher bestimmt werden kann und sehr gleichmäßig bearbeitete Oberflächen erzielt
werden können. Außerdem wird hierdurch die Gleichmäßigkeit der Abnutzung des Innenbelages
des Bearbeitungsbehälters gefördert und somit die Gesamtlebensdauerdesselben erhöht.
Schließlich wird hierdurch praktisch das gesamte Fassungsvermögen des Bearbeitungsbehälters
für die Bearbeitung genutzt, was eine erhebliche Leistungssteigerung der Maschine
ergibt.
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Bei einer bestimmten Ausgestaltung der Austragsschurre, arbeitet die
Maschine besonders gut. Hierbei hat der Boden der Schurre vor der Auflaufkante einen
horizontalen Teil und führt anschließend schräg nach oben zur Austragsöffnung. Am
schräg nach oben verlaufenden Teil des Schurrenbodens ist ein an der Längs- und
Stimwand des Austragsendes des Behälters anliegender, mit seiner Spitze bis zum
tiefsten Punkt des Bodens reichender Dom von vierkantigem Querschnitt befestigt,
dessen der Stimwand des Behälters gegenüberliegende Domwand in gleicher Richtung
wie die'darüber befindliche, in Höhe des Bodens der Austragsöffnung des Bearbeitungsbehälters
abgewinkelte Schurrenwand schräg nach unten bis zur Domspitze verläuft und dessen
der geraden Behälterwand gegenüberliegende Dornwand im Kreisbogen von der unteren
Kante des schräg nach oben verlaufenden Teils des Bodens im Kreisbogen zur Spitze
des Doms führt.
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Diese Merkmale der Schurre und der Dornausführung ermöglichen einen
allmählichen und störungslosen Fluß der Füllung bis an die Stimwand des Austragsendes
bzw. in den von der Austragsschurre erfaßten Bereich des Bearbeitungsbehälters.
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Besonders überraschend ist, daß auch der Materialaustrag bei dieser
Schurren- und Dorngestaltung ,gering gehalten werden kann.
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Neben den oben bereits erwähnten Vorteilen ermöalicht es die erfindungsgemäß
gebaute Maschine, die Einrichtungen zur Rückführung der festen Bearbeitungsmittel
und gegebenenfalls Werkstücke samt der eventuellen Einrichtungen zur Trennung der
Werkstücke von den festen Bearbeitungsmitteln parallel zur geraden Längswand anzuordnen,
um eine kompakte raum-, zeit- und bearbeitungsmittelsparende Bauweise zu erhalten.
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Die Erfindung ist an Hand der Figuren näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Vibrationsmaschine nach
der Erfindung einschließlich Einrich-m tung zum Trennen der Werkstücke von den festen
Bearbeitungsmitteln und Rückführeinrichtung für die festen Bearbeitungsmittel zum
Zufuhrende des Bearbeitungsbehälters;' Fig. 2 ist ein Schnitt II-II durch Vibrationsmaschine
nach Fig. 1;
Fig. 3 ist eine perspektive Darstellung der Schurre mit
Domspitze.
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In den Figuren ist 1 ein trogförmiger Bearbeitungsbehälter
mit im Querschnitt halbkreisförmig gewölbtem Boden 17 (Fi Z-,. 2) und senkrechten
Stirnwänden 18 und 19, die oben in gleicher Höhe abschließen wie die
Seitenwände 20 und 21. Der halbkreisförmige Boden reicht bis zu der horizontalen
Mittelebene 22. Von da an ist die Seitenwand 20 in ununterbrochener Fortsetzung
des durch den Behälterboden gebildeten Halbkreises bis zu einem Winkel von etwa
2401 gewölbt, die gegenüberliegende Seitenwand 21 aber senkrecht gerade hochgezogen.
In die senkrechte Seitenwand 21 sind = Zufuhrende des Behälters 1 die Zufuhröffnung
23 und am Austragsende des Bearbeitungsbehälters 1 die Austragsöffnung
24 derart eingelassen, daß sich ihre unteren horizontalen Kanten in gleicher Höhe
befinden. In die Zufuhröffnung 23 führt die zur Trenn- und Rückführeinrichtung
12 gehörige Zufuhrschurre 4. Durch die Austragsöffnung 24 greift die Austragsschurre
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mit dem in Arbeitsstellung horizontalen Schurrenbodenstück 9 und
dem schräg nach oben führenden Schurrenbodenstück 25 in das Behälterinnere
ein, während das leicht nach unten geneigte Schurrenbodenstück 26 durch die
Austragsöffnung 24 aus dem Behälter hinausführt. Senkrechte Seitenwände
27
und 28 bilden die seitliche Abgrenzung der Schurre 5
oberhalb
des Schurrenbodens. Unterhalb der Linie 29 besitzt die Schurrenseitenwand
28 jedoch ein in Richtung des tiefsten Punktes der Stirnwand 19 abgewinkeltes
Stück 30. Unter dem Schurrenbodenstück 25 ist ein vierkantiger dornfönniger
Ansatz 6
angebracht, dessen Spitze im untersten Bodenteil des Bearbeitungsbehälters
1 an der Stimwand 19 des Bearbeitungsbehälters anliegt. Die an dieser
Stirnwand anliegende Wand des Doms 6 bildet die ebenfalls senkrecht nach
unten führende Fortsetzung der an der Stirnwand 19 anliegenden Schurrenwand
27. Mit der Wand 31 liegt der Dom 6 an der geraden Seitenwand
21 und dem darunter anschließenden Teil des gewölbten Behälterbodens an. Die Wand
32 des Doms 6 bildet die Fortsetzung des abgewinkelteii Wandstückes
30 der $churre und führt in gleicher
Richtung zur tiefsten
Stelle der Stimwand 19. Die Wand 7 des Dorns 6 ist im Kreisbogen
von der in Richtung der Austragsöffnung 24 des Bearbeitungsbehälters 1 liegenden
Kante 33 des horizontalen Schurrenbodenstücks 9 zur Domspitze im tiefsten
Teil des Bearbeitungsbehälters geführt.
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Direkt am Boden 17 in der oberen Hälfte desselben,
d. h. also, knapp unterhalb der Linie 22, greifen in einer Neigung zwischen
der tangentialen und radialen, jedoch mehr radialen Richtung über die aanze Länge
des Bearbeitungsbehälters 1 zu beiden Seiten desselben symmetrisch verteilte
Schwingmetallelemente 3 an, die den Bearbeitungsbehälter 1
elastisch
gegen den Maschinenrahmen 34 abstützen. Der Maschinenrahmen 34 ist durch die Schwingmetallelemente
35 gegen das Fundament elastisch abgestützt.
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Zur Erzeugung der Vibration des Bearbeitungsbehälters 1 dient
ein unmittelbar an den Boden 17
angeflanschter Schwingungserreger 2. Dieser
Schwinau , ngserreger kann koaxial oder schräg zur Behälterachse im oder
außerhalb des Schwerpunktes der Maschine angebracht sein. Die Austragsöffnung 24
ist durch eine Trenn- und Fördereinrichtung 12 in Zweideckausführung mit zueinander
verschiedenen Neigungswinkeln der beiden Decks 13 und 14 mit der Zufuhröffnung
23 des Bearbeitungsbehälters 1 verbunden. Diese Einrichtung wird durch
Pendelschwinger 36 mit verstellbarer Stoßkomponente angetrieben. Das obere
Deck 13 hat einen Siebboden 15, durch den die Bearbeitungsmittel abgesiebt
und die Werkstücke zu einer Schurre 16 geleitet werden. Diese Schurre
16 wird zweckmäßig mit hier nicht gezeigten, an sich bekannten Mitteln zum
Austragen der Werkstücke einzeln und hintereinander versehen, so daß die Werkstücke
kontinuierlich der weiteren Bearbeitung zugeführt werden. Durch das untere Deck
14 werden die festen Bearbeitungsmittel zur Zufuhrschurre 4 und mit Hilfe dieser
wieder in den Bearbeitungsbehälter eingeführt.
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Die Bearbeitungs- und/oder Spülflüssigkeit wird über die Rohre
38 einem Berieselungsrohr 10 zugeführt. Zur Entfernung der verbrauchten
Flüssigkeit dient eine mit Sieb versehene öffnung 11 im Boden des Behälters
1.
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Zur Bearbeitung der Werkstücke wird der Bearbeitungsbehälter zunächst
bis etwa in Höhe der gestrichelten Linie 38 mit festen Bearbeitungskörpern
(Chips) gefüllt. Darauf wird der Vibrationsmotor 2 eingeschaltet, so daß seine Unwuchtwelle
von der Stirnwand 19 des Austragsendes des Bearbeitungsbehälters
1 gesehen rechts dreht. In der Regel werden dabei Schwingungsfrequenzen von
2000 bis 3000 Umdr./Min. erzeugt. Die im Bearbeitungsbehälter befindlichen
losen Festkörper werden infolge der gewählten Umdrehungsrichtung der Unwuchtwelle
und der Form des Bearbeitungsbehälters im Bearbeitungsbehälter 1 so umgewälzt,
daß sie sich an der geraden Behälterwand 21 abwärts und an der gewölbten Behälterwand
aufwärts bewegen. Nun werden die rohen Werkstücke bei der Stimwand 18 des
Bearbeitungsbehälters 1 gegebenenfalls auch über Schurre 4 durch die Zufuhröffnung
23 des Bearbeitungsbehälters 1 in diesen eingeführt, wobei die Menge
der in der Zeiteinheit eingeführten Werkstücke auf die vorgesehene Bearbeitungszeit
und das Fassungsvermögen des Bearbeitungsbebälters 1 abgestimmt wird. Zur
gleichen Zeit wie der Unwuchtmotor 2 wird auch der Pendelschwinger 36 und
damit die Trenn- und Fördereinrichtung 12 in Betrieb gesetzt und die Flüssigkeitszufuhr
begonnen. Die am Zufuhrende des Bearbeitungsbehälters 1 aufgegebenen Werkstücke
bewegen sich auf etwa spiralförnüger Bahn durch den Bearbeitungsbehälter
1 und werden, nachdem die ersten Werkstücke das Austragende erreicht haben,
etwa in gleicher Menge pro Zeiteinheit durch die Austragsschurre 5 aus dem
Behälter 1 ausgetragen, wie sie am Zufuhrende in den Behälter geaeben worden,
und der Trenn- und Fördereinrichtung zugeführt. Die Bearbeitungsmittel werden dann
mittels des in Deck 3 angeordneten Siebes 15 abgesiebt und die Werkstücke
über Schurre 16 einzeln hintereinander weitergeführt. Die abgesiebten Bearbeitungsmittel
wandern die Förderrinne 14 hoch zur Schurre 4 und fallen von dort wieder in den
Bearbeitungsbehälter 1, wo sie ihren Kreislauf von neuem beginnen.