DE3010964A1

DE3010964A1 - Verfahren und vorrichtung zum entleeren von hohlraeume aufweisenden werkstuecken

Info

Publication number: DE3010964A1
Application number: DE19803010964
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Walter
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1980-11-06
Also published as: FR2452979B1; DE3010964C2; CH638414A5; FR2452979A1

Description

GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, Schaffhausen

2102/SM

Verfahren und Vorrichtung zum Entleeren von Hohlräume aufweisenden Werkstücken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung zum Reinigen und Entleeren von Hohlräume aufweisenden Werkstücken, insbesondere Gussstücken mit in unterschiedlicher Richtung angeordneten Hohlräumen und Kanälen, die mit Strahlmittel, Sand oder ähnlichem Material gefüllt sind, mittels Bewegungen des Werkstückes.

Es ist bekannt, das sich in Hohlräumen von Werkstücken befindliche Strahlmittel mitttels Rotation um eine Achse innerhalb der Strahlkammer zu entfernen (z.B. CH-PS 462 659). Im weiteren ist es bekannt, Gussstücke in einer Aufspannlage mittels Vibrationseinrichtungen (z.B. US-PS 1 768 428) zu reinigen bzw. zu entleeren.

Beide Verfahren sind jedoch nicht für Werkstücke mit in mehreren Richtungen verlaufenden gekrümmten Hohlräumen und Kanälen geeignet, wie dies z.B. bei den heutigen Motorblöcken oder Zylinderköpfen der Fall ist, da ein Abfliessen des in

030045/0622

den Hohlräumen befindlichen Materials nicht nach allen Richtungen möglich ist.

Es hat sich auch in der Praxis gezeigt, dass derartige Werkstücke mittels Druckflüssigkeit oder Druckluft nicht einwandfrei geleert bzw. gereinigt werden konnten. Ausserdem sind diese Verfahren im Betrieb sehr teuer, umweltschädlich und erfordern zusätzliche Reinigungsanlagen für die verwendete Flüssigkeit bzw. die Druckluft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine dafür notwendige robuste und einfache Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher Werkstücke mit kompliziert verlaufenden Hohlräumen und Kanälen durch deren Bewegung ohne zusätzliche flüssige bzw. pneumatische Spülvorgänge entleert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmale vorgesehen.

Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung weist einen an einem Grundsupport schwenkbar gelagerten Zwischensupport auf, welcher mit einer mittels eines Drehantriebes rotierbaren Aufspannvorrichtung versehen ist, an welcher erfindungsgemäss mindestens ein Vibrator angeordnet ist.

Vorrichtungen der obengenannten Art ohne dem erfindungsgemässen Merkmal sind unter dem Namen Manipulatoren bzw. Industrieroboter bekanntgeworden (z.B. CH-PS 592 505), jedoch sind diese durch die fehlende Möglichkeit der Vibration des Werkstückes für das erfindungsgemässe Verfahren nicht geeignet. Zudem ist entweder wie bei der genannten Vorrichtung der Schwenkbereich zu gering, oder die Industrieroboter sind für die schweren Werkstücke zu wenig robust und im Aufbau zu kompliziert und teuer.

030045/0622

Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden die Werkstücke räumlich der Reihe nach in derartige Positionen gebracht, so dass ein Abfliessen des körnigen Materials aus den gekrümmten, in verschiedenen Richtungen laufenden Hohlräumen, bzw. Kanälen bis zu deren Oeffnungen an der Werkstückoberfläche ohne ein Zurückfliessen gewährleistet ist, wobei die Vibration des Werkstückes während diesen Bewegungen oder nur an einzelnen Positionen das körnige Material lockert und den Ausfluss gewährleistet.

Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung, und

Fig. 2 eine Ansicht von vorn.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zum Entleeren von Hohlräume aufweisenden Werkstücken weist einen Grundsupport 1, einen daran schwenkbar gelagerten Zwischensupport 2 und eine rotierbare Aufspannvorrichtung 3 auf.

Der Grundsupport 1 besteht aus zwei fest mit dem Boden verbundenen Füssen 4, welche mittels einer Querstrebe 5 miteinander verbunden sind und einem rechten und linken Lagerarm 6 und 7, in welchen der Zwischensupport 2 um eine horizontal verlaufende Schwenkachse 8 drehbar gelagert ist. An dem Grundsupport 1 ist ein an einer Haltevorrichtung 9 befestigter Auffangbehälter 10 angeordnet, dessen Ausflussöffnung 11 über einer weiter nicht dargestellten Transporteinrichtung liegt. Am linken Lagerarm 7 ist ein Schwenkantrieb 12 angeordnet, welcher aus einem vorzugsweise als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 13 und einem die Drehzahl untersetzenden Winkel-

0045/0622

getriebe 14 besteht. Das, eine Welle 15 antreibende Winkelgetriebe 14 ist in einem am Lagerarm 7 befestigten Gehäuse 16 untergebracht, an welchem auch der Antriebsmotor 13 angeflanscht ist. In -diesem Gehäuse 16 ist auch ein durch die Welle 15 direkt angetriebener Drehmelder 17 untergebracht.

An der Welle 15 ist ein Drehantrieb 18 befestigt, welcher aus einem,in einem Gehäuse 19 angeordneten Schnecken-Getriebe 20 und einem am Gehäuse 19 angeflanschten, vorzugsweise elektrischen Antriebsmotor 21 besteht. Der mit einem Drehmelder 26 versehene Drehantrieb 18 weist eine Ausgangswelle 22 auf, deren Mitte eine Drehachse 23 für die daran befestigte Aufspannvorrichtung 3 bildet. Diese ist mittels elastischer Elemente 24, vorzugsweise Gummielemente, an einer Drehscheibe 25 der Ausgangswelle 22 befestigt. Die Aufspannvorrichtung 3 besteht aus einer Grundplatte 27, einer mittels Konsolen 36 daran befestigten Auflageplatte 28 mit einem daran befestigten Vibrator 29 und aus mit Spannstücken 30 versehenen Spannzylindern 31, welche mittels Trägern 32 an der Grundplatte 27 gegenüberliegend der Auflageplatte 28 befestigt sind.

Für jedes aufzuspannende Werkstück 33 ist ein Spannzylinder 31 vorgesehen, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Werkstücke 33 nebeneinander liegend aufspannbar sind.

Am Gehäuse 19 ist ein an Armen 34 befestigtes veränderbares Gegengewicht 35 angeordnet. Zur Veränderung des Gewichtsausgleiches ist das Gegengewicht 35 entweder an den Armen verschiebbar befestigt, es ist als Hohlkörper ausgebildet und mit unterschiedlichen Mengen einer Flüssigkeit oder eines körnigen Materials füllbar oder es können verschieden schwere

Gegengewichte 3 5 durch deren leichte Auswechselbarkeit an den Armen 34 befestigt werden. Dies ist erforderlich, wenn unter-

030045/0622

schiedlich schwere oder jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Werkstücken 33 mit der Vorrichtung entleert werden sollen.

Die Antriebe 12 und 18, der Vibrator 29 und die Drehmelder und 26 sind mit einer weiter nicht dargestellten Programmsteuerung wirkverbunden, wobei der gewünschte Bewegungsablauf der zu entleerenden Werkstücke mittels z.B. auf Lochkarten, Lochbändern, Magnetbändern oder ähnlichen Datenspeichern festgehalten und in die Steuerung eingegeben wird. Die teilweise komplizierten Bewegungsabläufe können durch Eingabe der geometrischen Lage der Hohlräume und Kanäle mittels eines in der Steuerung integrierten oder eines externen Rechners ermittelt und in die Steuerung eingegeben werden. Der Bewegungsablauf wird dabei so gesteuert, dass ausgehend von den am Ende von Kanälen liegenden Hohlräumen ein Entleeren der Hohlräume von dem körnigen Material durch Abfliessen in Richtung der Oeffnung ohne ein Zurückfliessen gewährleistet ist. Sind die Hohlräume bis zur Oeffnung voll Material, muss vorangehend ein Ausfliessen des Materials ausgehend von der Oeffnung erfolgen, wodurch einzelne Bewegungsabläufe mehrmals wiederholt werden müssen. Zur Lockerung des körnigen Materials werden die Werkstücke während dem ganzen Bewegungsablauf oder nur an einzelnen programmierten Positionen einer Vibration ausgesetzt. Der Bewegungsablauf des Werkstückes 33 setzt sich aus einer Rotation um die Drehachse 23 entsprechend dem Pfeil 37, einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse 8 entsprechend dem Pfeil 38 und aus der Vibration entsprechend dem Pfeil 39 zusammen.

Durch den an der Aufspannvorrichtung 3 angeordneten Vibrator 29 und der elastischen Aufhängung mittels elastischer Elemente 24 an der Drehscheibe 25 wird die ganze Aufspannvorrichtung mit Werkstücken 33 in Schwingung versetzt.

030045/0622

Es ist auch möglich, jedem Werkstück 33 einen Vibrator 29 mit einer getrennt beweglichen Auflageplatte 28 zuzuordnen, wobei dieser dann gegen ein elastisches Glied des Spannstückes 30, z.B. eine Feder oder gegen einen pneumatisch beaufschlagten Spannzylinder 31 arbeitet. Hierbei wird nicht die gesamte Aufspannvorrichtung 3 in Vibration versetzt und die elastischen Elemente 24 können entfallen oder sind so ausgelegt, dass keine Schwingungen auf den Drehantrieb 18 übertragen werden.

Durch die einseitige Spannung der Werkstücke kommen die Oeffnungen der Hohlräume frei über den Auffangbehälter 10 zu liegen, was ein direktes Entleeren des körnigen Materials in den Auffangbehälter erleichtert.

Erfolgt das Entleeren direkt anschliessend an eine Strahlbehandlung der Werkstücke, so kann das im Auffangbehälter gesammelte Strahlmittel und die abgestrahlten Teilchen direkt mittels einer Transporteinrichtung in den Strahlmittelkreislauf der Strahlmaschine zurückgeführt werden. .

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ein umweltfreundliches und kostengünstiges Entleeren von Werkstücken mit komplizierten und vielfältigen Hohlräumen, wobei das aus den Werkstücken ausfallende körnige Material wie z.B. Strahlmittel aufgefangen wird und direkt einer Wiederverwertung zugeführt werden kann.

030045/0622

Claims

DiMT.-MCH L ■ '--"i-Y 21. März 1389 M π ;.'i'c U;; 2 1 "i- G O T ί; i /\ λ :) S ϊ R. 81 Patentansprüche 2102/SM

1. Verfahren zum Entleeren von Hohlräume aufweisenden Werkstücken, insbesondere Gussstücke mit in unterschiedlicher Richtung angeordneten Hohlräumen und Kanälen, die mit Strahlmittel, Sand oder ähnlichem Material gefüllt sind, mittels Bewegungen des Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke gleichzeitig um eine Achse rotieren, um eine andere Achse schwenken und einer Vibration ausgesetzt sind, wobei die Bewegungsabläufe zeitlich gezielt gesteuert sind, um eine Vielzahl gewünschter räumlicher Positionen in einer bestimmten Zeitfolge zu erhalten, damit ein Ausfliessen des in allen Hohlräumen befindlichen Material erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück nur in bestimmten räumlichen Positionen einer Vibration ausgesetzt ist.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1 mit einem in einem Grundsupport schwenkbar gelagerten Zwischensupport, welcher eine mittels eines Drehantriebes rotierbare Aufspannvorrichtung für mindestens ein Werkstück aufweist, gekennzeichnet durch mindestens einen an der Aufspannvorrichtung (3) angeordneten Vibrator (29).

0300A5/0622

ρ

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischensupport (2) um eine horizontale, in senkrechter Richtung zur Drehachse (23) der Aufspannvorrichtung (3) verlaufend und unterhalb dieser versetzt angeordnete Schwenkachse (8) mittels eines am Grundsupport

(1) angeordneten Schwenkantriebes (12) mind. 2ΟΌ und max. 270 schwenkbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannvorrichtung (3) am Drehantrieb (18) mittels elastischen Elementen (24) , vorzugsweise Gummielementen, befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannvorrichtung (3) eine Auflageplatte (28) und für jedes zu spannende Werkstück (33) einen Spannzylinder (31) mit Spannstück (30) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrator (29) an der Unterseite der Auflageplatte (28) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundsupport (1) unterhalb des Zwischensupports (2) ein Auffangbehälter (10) für das aus dem bzw. den Werkstücken (33) ausfliessende Material angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Zwischensupport

(2) auf der der Aufspannvorrichtung (3) gegenüberliegenden Seite der Schwenkachse (8) ein veränderbares Gegengewicht (35) angeordnet ist.

030045/0622

10. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 4
bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (18) und der Schwenkantrieb (12) je einen Drehmelder (17, 26) aufweisen, welche mit einer die Antriebe (18, 12) und den Vibrator (29) steuernden Programmsteuerung wirkverbunden sind.

0045/0622