DE2006953B2

DE2006953B2 - Vorrichtung zum beschichten von rotationssymmetrischen werkzeugen

Info

Publication number: DE2006953B2
Application number: DE19702006953
Authority: DE
Inventors: Karl 3052 Bad Nenndorf Borcherding
Original assignee: Hermann Heye KG
Current assignee: Hermann Heye KG
Priority date: 1970-02-16
Filing date: 1970-02-16
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2006953A1; DE2006953C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Beschichten von zumindest annähernd rotationssyminetrischen Werkzeugen, z. B. von Werkzeugen glasverarbeitender Maschinen, wie Pegeln, Preßstempeln und Formen, mit einer Metallpulverspritzpistole, bei der das Werkzeug drehbar und die Spritzpistole in gleichbleibendem Abstand von dem Werkzeug derart entlang einer Gewindespindel verschiebbar sind, daß die Einwirkungsdauer des Spritzstrahls auf alle zu beschichtenden Flächeneinheiten des Werkzeugs zumindest annähernd gleich ist.

In der US-PS 33 99 649 ist eine Vorrichtung dieser Art beschrieben, mit der die Außenfläche kreisförmigei Sägeblätter oder Trennscheiben flammgespritzt werden. Da in diesem Fall rein kreiszylindrische Oberflä chen der Trennscheiben beschichtet werden, besteh keine Notwendigkeit zu differenzierter Führung unc Antrieb der Spritzpistole.

Bei dem Gegenstand der DT-PS 9 00 181 und dei CH-PS 2 69 268 sind zwar solche Differenzierungen be Farbspritzgeräten möglich, jedoch erfolgt die Führunj der Spritzpistole in beiden Fällen durch aufwendig! raumfeste Kurvenbahnen und der Antrieb der Spritzpi stole durch vergleichsweise sehr komplizierte Einrich tungen. Eine Umrüstung von dem einen mit Farbe zi besprühenden Werstück auf ein anderes erfordert be diesen beiden letztgenannten Patentschriften erhebli chen Aufwand, da dann sowohl die Kurvenbahnen zu Führung der Spritzpistole als auch die Antriebseinrich tungen ausgetauscht bzw. angepaßt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, de baulichen Aufwand, den Raumbedarf und die Störanfä ligkeit der eingangs erwähnten Vorrichtung zu verrir gern.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelös daß die Gewindespindel zur Einhaltung des gleiehblc bonden Spritzpistolenabstands von dem Werkzeug i einer auf das Werkzeug zu und von ihm wc bewegbaren Längsführungseinrichtung gelagert ist, da die Spritzpistole mit einer mit der Gewindespindel ii Eingriff stehenden l'ührungsbuchsc in einer d

jymmetrieachse des Werkzeugs enthaltenden Ebene chwenkbar verbunden ist und daß eine an der Spritzpistole befestigte Schwenkvorrichtung zur Schwenkung der Spritzpistole wahlweise in Berührung nit einem raumfesten einstellbaren Anschlag bringbar st. Diese Vorrichtung ist von geringem Raumbedarf, einfach und störunanfällig und liefert dennoch sehr gute Beschichtungsergebnisse. Kuppen von Pegeln und Preßstempeln lassen sich durch die selbsttätige Schwenkung der Spritzpistole mittels des einestellbaren Anschlages besonders einfach beschichten. Durch das an sich bekannte Metallpulverspritzen lassen sich an Werkzeugen glasverarbeitender Maschinen Häriestcigerungen, Erhöhungen der Lebensdauer durch höhere Abriebfestigkeit und eine Erhöhung der Klebetemperatur, also derjenigen Temperatur, bei welcher das Glas an dem Werkzeug zu haften beginnt, erzielen. Eine bekannte Zusammensetzung für ein Metallspritzpulver der Firma Lurgi Werkstätten-GmbH besteht z.B. aus 0,45% Kohlenstoff, 10,00% Chrom, 2.00% Bor, 2,25% Silizium. 2,5% Eisen und Rest 83% Nickel.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich in kürzester Zeit Flammspritzschichten von sehr gleichmäßiger Dicke auf das Werkzeug aufbringen. Es können dabei auch Innenflächen von Formen gegebenenfalls mit Hilfe bekannter Pistolenverlärgerungen beschichtet werden.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt bei konstanter Drehzahl des Werkzeugs der Drehantrieb der Gewindespindel über ein Reibgetriebe, dessen verhältnismäßig schmales Antriebsreibelement bezüglich seines kegelig ausgebildeten Abtriebsreibelements in einer raumfesten Lagerung radial bewegbar ist, wobei das Abtriebsreibelement an den translatorischen Bewegungen der Gewindespindel teilnimmt. Dieser Drehantrieb ist wiederum einfach und funktionssicher.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Drehzahl des Werkzeugs der Drehantrieb der Gewindespindel über ein raumfestes Potentiometer erfolgt, auf dessen Schleifer die translatorische Bewegung der Gewindespindel übertragen wird und mittels dessen ein in seiner Drehzahl stufenlos regelbarer Antriebsmotor für die Gewindespindel steuerbar. Es handelt sich hierbei um eine elektrotechnische Lösung mit verhältnismäßig geringem baulichen Aufwand.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die translatorische Bewegung der Gewindespindel auf einen Schleifer eines raumfesten Potentiometers übertragen, mittels dessen ein Motor mit stufenlos regelbarer Drehzahl steuerbar ist, der das Werkzeug und die Gewindespindel antreibt. Man kommt bei dieser Lösung mit nur einem Antriebsmotor aus.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Motor eine Zwischenwelle antreiben, die axial festgelegt ist und an ihrem freien Ende ein darauf verschiebbares und mit der Zwischenwelle z. B. durch ein Keilproiu gekuppeltes Kegelradritzel trägt, das in ständigem Eingriff mit einem an der Gewindespindel befestigten Kegelrad gehalten wird.

Der Motor kann auch einen Riemen antreiben, der einerseits über eine an der Gewindespindel befestigte Riemenscheibe und andererseits über eine federbelastete Spannrolle läuft.

Nach einer Ausführungsform wird die translatorische Bewegung der Gewindespindel auf den Schleifer eines raumfesten Potentiometers übertragen, mittels dessen zwei in der Drehzahl stufenlos regelbare Motoren steuerbar sind, von denen ein Motor das Werkzeug und der andere Motor die Gewindespindel antreibt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung geschieht eine Schwenkeinstellung der Spritzpistole durch eine Stellschraube geg^n die Kraft einer Rückstellfeder, wobei die Schwenkvorrichtung in Spritzrichtung über eine Schwenkachse der Spritzpistole hinausragt. Damit ist es möglich, die Spritzpistole auch verhältnismäßig scharfen und plötzlichen Krümmungen des Werkzeugs mit der nötigen Genauigkeit folgen zu lassen.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung schneidet die Schwenkachse der Spritzpistole während der Beschichtung einer Kuppe des Werkzeugs stets die Drehachse des Werkzeugs, wobei die Schwenkvorrichtung als Gabel ausgebildet ist. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß der Abstand der Spritzpistole von der zu beschichtenden Flächeneinheit des Werkzeugs auch im Bereich der Kuppe weitgehend konstant bleibt.

Es wird ausgegangen von einem Spritzpistolenstrahl von zeitlich konstantem Spritzvolumen.

Da die Werkzeugbeschichtungen durch Metallspritzen auch in mehreren Teilbeschichtungen durchgeführt werden, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch oszillierend gefahren werden. Dies erreicht man durch entsprechende Umsteuerung der Antriebe, z. B. mit Endschaltern. Derartige Steuerkreise sind an sich bekannt und werden deshalb hier nicht näher beschrieben.

in den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung mit einer über ein Reibgetriebe angetriebenen Gewindespindel,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer gegenüber den F i g. 1 und 2 abgewandelten Schwenkvorrichtung für die Spritzpistole,

F i g. 4 die Draufsicht auf die Ausführungsform gemäß F i g. 3,

Fig. 5 bis Fig. 9 jeweils schematisch dargestellte Varianten des Drehantriebs von Gewindespindel und zu beschichtendem Werkzeug.

In Fig. 1 ist auf einer Grundplatte 20 zunächst ein Stützlager 23 für einen ein Werkzeug 24 einer glasverarbeitenden Maschine aufnehmenden Drehteller 25 befestigt. Bei dem Werkzeug 24 handelt es sich in dem dargestellten Fall um einen Preßstempel, dessen Oberfläche im Metallspritzverfahren behandelt werden soll. Der Antrieb des Drehtellers 25 geschieht über einen an der Unterseite der Grundplatte 20 befestigten Motor 27, der über ein Kegelradpaar 28, 29 mit einer Antriebswelle 30 des Drehtellers 25 in Verbindung steht. Die Grundplatte 20 trägt ferner zwei Lagerwinkel 33 und 34, in denen (vergl. auch F i g. 2) zwei Achsen 36 unc 37 durch Sicherungsringe 39 axial festgelegt gelager sind. Auf den Achsen 36 ist ein Tisch 40 mi Längsführungen 41 und 42 axial leicht verschiebba gelagert. Der Tisch 40 ist durch eine Zugfeder 45 ii Richtung auf den rechten Lagerwinkel 34 vorgespann und trägt an seiner Unterseite außerdem eine Lagerbock 47 für eine Weiie 48. die darin in axiale Richtung durch Sicherungsringe 49 festgelegt ist. Di Welle 48 ist außerdem in dem linken Lagerwinkel 3 gelagert und trägt an ihrem einen Ende ein Kegelrad 5 und an ihrem anderen Ende ein Abtriebsreibelement 5

eines Reibgetriebes 52, das außerdem ein verhältnismüßig schmales Antriebsreibelement 53 aufweist.

Das Antriebsreibelement 53 isl gemäß F i g. 2 in einer gegen Eigendrehung gesicherten Gabel 57 drehbar gelagert. Die Gabel 57 sitzt an einer Führungsstange 59. die in Lagern 60 und 61 verschiebbar gelagert und durch eine Feder 63 in Richtung auf das Abtriebsreibelement 51 vorgespannt ist. Die Führungsstange 59 trägt an ihrem freien Ende einen Anschlag 65, der mit dem Lager 61 zusammenwirkt und den Weg der Führungsstange 59 begrenzt.

Das Antriebsreibelement 53 wird über eine biegbare Welle 70 durch einen Elektromotor 71 angetrieben.

Durch den Tisch 40 ist eine Gewindespindel 75 hindurchgeführt, die mit einem Sicherungsring 76 axial festgelegt ist und an ihrem unteren Ende ein mit dem Kegelrad 50 in Eingriff stehendes Kegelrad 78 trägt. Im Abstand von der Gewindespindel 75 ist an dem Tisch 40 eine Führungssäule 80 befestigt, die parallel zu der Gewindespindel 75 verläuft und gemeinsam mit dieser eine darauf verschiebbare Führungsbuchse 83 aufnimmt. Die Führungsbuchse 80 ist im Bereich der Gewindespindel 75 mit entsprechendem Innengewinde versehen.

An einem oberen Fortsatz 84 der Führungsbuchse 83 ist eine Spritzpistole 85 auf einer Achse 86 drehbar gelagert. Die Drehstellung der Spritzpistole 85 kann durch eine in die Führungsbuchse 83 eingeschraubte Stellschraube 89 entgegen der Kraft einer Feder 90 auf einen in bezug auf das Werkzeug 24 günstigen Wert eingestellt werden. Das freie Ende eines unteren Fortsatzes 93 der Führungsbuchse 83 trägt ein Kopierrad 94, das auf einem dem Werkzeug 24 nachgebildeten Kopierlineal 95 abläuft und damit den Abstand zwischen der Spritzdüse 97, der Spritzpistole 85 und dem jeweils zu beschichtenden Flächenelement des Werkzeugs 24 konstant hält. Das Kopierlineal 95 ist an dem festen Lagerwinkei 34 befestigt und trägt an seinem oberen Ende einen Ansatz 99, der das Kopierrad 94 während der Beschichtung der Kuppe 100 des Werkzeugs 24 abstützt.

Dieser Kuppenbeschichtung dient eine Schwenkvorrichtung in Gestalt eines seitlich an der Spritzpistole 85 befestigten Hebels 103 und eines Anschlagstiftes 104. Der Anschlagstift 104 ist in einem Gehäuse 105 befestigt, das mit einer Schraube 106 an einer an der Grundplatte 20 befestigten Tragstange 108 in der Höhe verstellt werden kann. Sobald der Hebel 103 mit dem Anschlagstift 104 in Berührung tritt, schwenkt die Spritzpistole 85 entgegen der Kraft der Feder 90 um die Achse 86, so daß auch die obersten Zonen der Kuppe 100 beschichtet werden.

In F i g. 3 und 4 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den F i g. 1 und 2 bezeichnet. Lediglich die Tasteinrichtung und die Schwenkvorrichtung für die Spritzpistole 85 sind in einigen Punkten anders ausgebildet. So sind an der Führungsbuchse 83 zwei Schenkel 115 und 116 befestigt, an deren freien Enden die Schenkel 118 und 119 einer Gabel längs einer Achse 121 drehbar gelagert sind. Die Drehachse 121 schneidet dabei die Drehachse 123 des Werkzeugs 24. Die Schenkel 118 und 119 der Gabel 127 sind zu beiden Seiten der Spritzpistole 85 an deren Gehäuse befestigt. Der eine Schenkel 119 der Gabel 127 ist über die Drehachse 121 hinaus mit einem Fortsalz 129 versehen, der mit einem Anschlagseil 130 /usammenwirkl. Der ■Nnschlagsiift 1 K) erstreckt sich von einem Gehäuse 131, das aiii einer Stande I 12 verschiebbar und dort mit einer Schraube il! feststellbar ist ( ileichermaßen isl die Stange in senkrechter Richtung an einer weiteren Stange 134 verschiebbar und mit einer Schraube 135 feststellbar. Der Anschlagstift 130 kann daher in beiden Koordinaten nach Belieben verfahren und festgestellt werden. Durch die Einstellung des Anschlagstiftes 130 ist zugleich die Winkelgeschwindigkeit festgelegt, mit der sich die Spritzpistole 85 dann um die Drehachse 121 dreht, wenn der Fortsatz 129 sich in Berührung mit dem Anschlagstift 130 befindet.

Die Ausgangsdrehstellung der Spritzpistole 85 ist durch die Einstellschraube 89 bestimmt, die hier in eine an dem Schenkel 116 angeschweißte Trägerplatte 140 eingeschraubt ist.

Der Anschlagstift 130 wird zweckmäßigerweise so eingestellt, daß die Drehung der Spritzpistole 85 um die Drehachse 121 dann einsetzt, wenn der Übergang von der Mantelfläche des Werkzeugs 24 in dessen meist halbkugelförmige Kuppe 100 stattfindet. Dieser Augenblick ist in Fig. 3 festgehalten. Das Kopierrad 94 läuft von da ab auf einer Fortsetzung 143, die parallel zu der Werkzeugachse 123 verläuft, damit die Drehachse 121 während der Beschichtung der Kuppe 100 die Werkzeugdrehachse 123 schneidet.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Antriebsart für die Gewindespindel 75. Hier ist an der Unterseite des Tisches 40 ein Elektromotor 150 angeflanscht, dessen Kegelradritzel 151 mit dem Kegelrad 78 der Gewindespindel 75 kämmt.

Raumfest, z. B. auf der Grundplatte 20. ist ein Potentiometer 153 angeordnet, dessen fester Anschluß über eine Leitung 155 mit einer Eingangsklemme 156 des Motors 150 verbunden ist. Der Schleifer 158 des Potentiometers 153 ist isoliert an dem Tisch 40 befestigt und über eine Leitung 160 mit der zweiten Eingangsklemme 161 des Motors 150 verbunden. In die Leitung 160 ist ferner eine Spannungsquelle 163 eingeschaltet.

Gemäß F i g. 6 wird sowohi die Gewindespindel 75 als auch die Welle 30 des Drehtellers 25 von dem stufenlos regelbaren Elektromotor 27 angetrieben. Dieser Motor wird in der gleichen Weise wie in F i g. 5 durch ein Potentiometer 153 geregelt. Der Antrieb der Gewindespindel 75 erfolgt über ein auf der Welle 30 befestigtes Kegelrad 170, das mit einem Kegelrad 171 einer Zwischenwelle 173 in Eingriff stehen. Die Zwischenwel Ie 173 ist in einer Lagergabel 174 durch Sicherungsringe 177 axial festgelegt und an ihrem freien Ende mit einem Keilprofil 179 versehen, in das ein auf der Zwischen welle 173 verschiebbares Kegelrad 180 eingreift, das mit dem Kegelrad 78 der Gewindespindel 75 kämmt. Das Kegelrad 180 wird mit dem Kegelrad 78 durch eine Feder 183 in ständigem Eingriff gehallen.

Die Fig. 7 und 8 stellen eine Antriebswandlung des

Ausführungsbeispiels nach F i g. 6 dar. Aul der Welle 30 ist hier eine Riemenscheibe (90 befestigt. Eine ähnliche , Riemenscheibe 191 sitzt auf dem unteren linde der Gewindespindel 75. Über die Riemenscheiben 19<) und 191 isl ein Riemen 195, z. B. ein Zahnriemen, geführt, der durch eine mit Federn 196 und 197 belastete Spannrolle 199 gespannt wird. Der Riemen 195 ist durch einen ' senkrechten Einschnitt 200 in dem rechten I.agei winkel 34 berührungsfrei hindurchgefühlt.

Bei der Variante gemäß F i g.^l) wird zum Antrieb det Welle 30 des Dr-htellers 25 der stufenlos regelbare Elektromotor 27 und zum Antrieb der Gewindespindel 75 der schon in Fi g. 5 beschriebene siulenlos regelbare Elektromotor 150 verwendet. Der Motor 150 ist nher Leitungen 201 und 202 mit den Leitungen 155 Ivw IMi verbunden und damit parallel zu dem Motoi Ii

geschaltet. Als Motoren können auch Getriebemotoren Verwendung finden, so daß trotz der Regelung beider Motoren durch ein und dasselbe Potentiometer 153 unterschiedliche Drehzahlen an der Gewindespindel 75 und der Welle 30 erzielbar sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I₁ Vorrichtung zum gleichmäßigen Beschichten von zumindest annähernd rotationssymmetrischen Werkzeugen, z. B. von Werkzeugen glasverarbeitender Maschinen, wie Pegeln, Preßslempeln und Formen, mit einer Metallpulverspritzpistole, bei der das Werkzeug drehbar und die Spritzpistole in gleichbleibendem Abstand von dem Werkzeug derart entlang einer Gewindespindel verschiebbar sind, daß die Einwirkungsdauer des Spritzstrahls auf alle zu beschichtenden Flächeneinheiten des Werkzeugs zumindest annähernd gleich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (75) zur Einhaltung des gleichbleibenden Spritzpistolenabstands von dem Werkzeug (24) in einer auf das Werkzeug (24) zu und von ihm weg bewegbaren Längsführungseinrichtung (40, 41, 42) gelagert ist, daß die Spritzpistole (85) mit einer mit der Gewindespindel (75) im Eingriff stehenden Führungsbuchse (83) in einer die Symmetrieachse des Werkzeugs (24) enthaltenden Ebene schwenkbar verbunden ist und daß eine an der Spritzpistole (85) befestigte Schwenkvorrichtung (103; 127, 129) zur Schwenkung der Spritzpistole (85) wahlweise in Berührung mit einem raumfesten einstellbaren Anschlag (104; 130)bringbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Drehzahl (24) der Drehantrieb der Gewindespindel über ein Reibgetriebe (52) erfolgt, dessen verhältnismäßig schmales Antriebsreibelement (53) bezüglich seines kegelig ausgebildeten Abtriebsreibe!ements (51) in einer raumfesten Lagerung (60, 61) radial bewegbar ist, und daß das Abtriebsreibelement (51) an den translatorischen Bewegungen der Gewindespindel (75) teilnimmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter Drehzahl des Werkzeugs der Drehantrieb der Gewindespindel (75) über ein raumfestes Potentiometer (153) erfolgt, auf dessen Schleifer (158) die translatorische Bewegung der Gewindespindel (75) übertragen wird und mittels dessen ein in seiner Drehzahl stufenlos regelbarer Antriebsmotor (150) für die Gewindespindel (75) steuerbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die translatoräsche Bewegung der Gewindespindel (75) auf einen Schleifer (158) eines raumfesten Potentiometers (153) übertragen wird, mittels dessen ein Motor (27) mit stufenlos regelbarer Drehzahl steuerbar ist, der das Werkzeug (24) und die Gewindespindel (75) antreibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (27) eine Zwischenwelle (173) antreibt, die axial festgelegt ist (177) und an ihrem freien Ende ein darauf verschiebbares und mit der Zwischenwelle z. B. durch ein Keilprofil (179) gekuppeltes Kegelradritzel (180) trägt, das in t ständigem Eingriff mit einem an der Gewindespindel (75) befestigten Kegelrad (78) gehalten wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor einen Riemen (195) antreibt, der einerseits über eine an der Gewindespindel (75) , befestigte Riemenscheibe (191) und andererseits über eine fcderbelastcte (196, 197) Spannrolle (199) lauft.
7. Vorrichtung nach Anspiuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die translatorische Bewegung der Gewindespindel (75) auf den Schleifer (158) eines raumfesten Potentiometers (153) übertragen wird, mittels dessen zwei in der Drehzahl stufenlos regelbare Motoren (27 und 150) steuerbar sind, von denen ein Motor (27) das Werkzeug (24) und der andere Motor (150) die Gewindespindel (75) antreibt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwenkeinstellung der Spritzpistole (85) durch eine Stellschraube (89) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (90) geschieht und daß die Schwenkvorrichtung (103; 127, 129) in Spritzrichtung über eine Schwenkachse (86) der Spritzpistole (85) hinausragt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (121) der Spritzpistole (85) während der Beschichtung einer Kuppe (10C) des Werkzeugs (24) stets die Drehachse (123) des Werkzeugs (24) schneidet, wobei die Schwenkvorrichtung als Gabel (127) ausgebildet ist.