DE3333459A1 - Fliehkraftbearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Fliehkraftbearbeitungsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftbearbeitungsmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Fliehkraftbearbeitungsmaschinen! dieser Art dienen zum Bearbeiten bzw. Behandeln von Werkstücken oder anderen Materialien, beispielsweise zur Oberflächenbearbeitung oder zum Rühren, Mischen oder Mahlen. Da die Trommeln sowohl um ihre eigene Achse als auch um die Mittelachse der Tragplatten rotieren, findet die Bearbeitung bzw. Behandlung unter dem Einfluß der daraus resultierenden Fliehkraft statt. Die dabei auftretenden Beschleunigungen können gleich der Erdbeschleunigung oder auch um das Zehnfache oder Mehrfache größer als diese sein. Hierdurch ergibt sich ein großer Wirkungsgrad sowohl bei der Oberflächenbearbeitung als auch bei anderen Behandlungen wie z.B. dem Rühren, Mischen oder Mahlen. Dem hohen Wirkungsgrad bei der Bearbeitung bzw. Behandlung steht allerdings das Problem der Be- bzw. Entladung der Trommeln gegenüber, da hierfür bei den bekannten Maschinen viel Zeit und Arbeit aufzuwenden sind. Es sind zwar bereits automatisch arbeitende Be- und Entladeverfahren bekannt. Diese Verfahren gehen jedoch von schwenkbaren Trommeln aus, die beim Entladevorgang verschwenkt werden und mit Je einem abnehmbaren Deckel versehen sind. Daher setzen derartige Verfahren komplizierte und aufwendige Mechanismen zum Verschwenken der einzelnen Trommeln und zum Öffnen bzw. Verschließen der Deckel voraus, so daß sich insgesamt eine insbesondere in preislicher Hinsicht unbefriedigende Fliehkraftbearbeitungsmaschine ergibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Fliehkraftbearbeitungsmaschine der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß ihre Trommeln während der Be- bzw. Ent-

ladung nicht verschwenkt werden brauchen. Dabei soll die Anordnung so getroffen werden, daß sich eine vollautomatisch arbeitende, konstruktiv einfache, preisgünstige und betriebssichere Maschinenkonstruktion ergibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß für den Be- und Entladevorgang lediglich die oberen und unteren Trommelöffnungen geöffnet werden brauchen. Ein Verkippen der Trommeln ist nicht mehr erforderlich. Dadurch werden zeitraubende Arbeitsgänge eingespart, und der Gesamtwirkungsgrad' der Maschine wird weiter erhöht.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an einem AusfUhrungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die allgemeine Konstruktion eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fliehkraftbearbeitungsmaschine in einer Vorderansicht;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Fliehkraftbearbeitungsmaschine nach Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch irgendeine Trommel der Fliehkraftbearbeitungsmaschine nach Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf ein trichter- und halbkreisförmiges Bauteil der Fliehkraftbearbeitungsmaschine nach Fig. 1;

Fig. 5 und 6 in teilweise geschnittener Darstellung eine Bodenklappe der Trommeln der erfindungsgemäßen Fliehkraftbearbeitungsmaschine in ihrer Schließ- bzw. Offenstellung; und

Fig. 7 eine vergrößerte Unteransicht einer mit der Bodenklappe verbundenen Schwenkplatte.

Gemäß Fig. 1 und 2 enthält die erfindungsgemäße Fliekraftbearbeitungsmaschine einen Bearbeitungsbereich, der von einem Gehäuse 2 umgeben ist. Innerhalb des Gehäuses ist eine mittlere, vertikale Hauptwelle 1 vorgesehen, deren oberes Ende drehbar in einem am oberen Gehäuserahmen befestigten Lager 3 und deren unteres Ende drehbar in einem Lager 4 abgestützt ist, das an einer das Gehäuse durchquerenden Tragplatte befestigt ist. Die Hauptwelle 1 trägt zwei mit Abstand angeordnete Tragscheiben, nämlich eine obere Tragscheibe 5a und eine untere Tragscheibe 5b. Zwischen den Tragscheiben 5a und 5b sind mehrere Arbeitsbehälter bzw. Trommeln 6a,6b derart montiert, daß sie sowohl zusammen mit den Tragscheiben rotieren als auch sich um ihre eigenen Achsen drehen können. Die Zahl der Trommeln kann variiiert werden und auch eins betragen, doch sind vorzugsweise mehr als eine Trommel vorgesehen, die in gleichmäßigen Abständen längs des gemeinsamen Umfangs der Tragscheiben derart angeordnet sein sollten, daß die Tragscheiben und daher auch die Trommeln stabil und im Gleichgewicht rotieren können. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Trommeln vorgesehen, doch könnten auch drei oder mehr Trommeln vorgesehen sein. In der nachfolgenden Beschreibung ist jeweils die erste Trommel mit ihren zugehörigen Teilen mit dem Buchstaben "a" hinter dem jeweiligen Bezugszeichen bezeichnet, wohingegen die zweite Trommel mit ihren zugehörigen Teilen entsprechend mit dem Buchstaben "b" bezeichnet ist.

Gemäß Fig. 1 ist die erste Trommel 6a innerhalb einer Belade- und Entladestation angeordnet, wohingegen sich die zweite Trommel 6b außerhalb dieser Station befindet. Beide Trommeln 6a und 6b weisen an einem durch die obere Tragscheibe 5a ragenden Abschnitt ein Kettenrad 7a,7b od. dgl. auf. Die Kettenräder 7a und 7b sind mit Hilfe zugeordneter Ketten 8a und 8b mit zugeordneten Kettenrädern 9a und 9b od. dgl. gekoppelt, die starr auf der Hauptwelle 1 befestigt sind. Das

Verhältnis der Zähnezahl der Kettenräder 7a und 7b zur Zähnezahl der Kettenräder 9a und 9b oder das Durchmesserverhältnis der Wälzkreise dieser Kettenräder legt das Verhältnis der Drehzahlen der Tragscheiben 5a und 5b zur Drehzahl der Trommeln 6a und 6b bei Drehungen um deren eigene Achsen fest. Optimale Betriebsbedingungen verden bei gleichen Verhältnissen erreicht. In Querrichtung gesehen können die Trommeln 6a und 6b jede beliebige Form besitzen und beispielsweise rund sein, obwohl Versuche zeigen, daß auch polygonale Formen mit beispielsweise fünf bis acht Seiten gut den Anforderungen genügen können, die ein besonderer Oberflächenbearbeitungsvorgang erfordert.

Einzelheiten der Trommel 6a einschließlich der Tragscheiben 5a und 5b sind in Fig. 3 darges-feu.lt. Die Einzelheiten der anderen Trommel 6b sind nicht dargestellt, sind aber mit denen der Trommel 6a identisch. Die folgende Beschreibung mit Bezug auf die in Fig. 3 dargestellte Trommel 6a gilt daher ähnlich auch für die in Fig. 3 nicht dargestellte Trommel 6b. Um dies klarzustellen, sind in der nachfolgenden Beschreibung die den Teilen der Trommel 6a entsprechenden Teile der Trommel 6b jeweils in Klammer angegeben. Der obere Abschnitt der Trommel 6a (6b), der durch die obere Tragscheibe 5a ragt, enthält einen oberen Flansch 10a (10b), der mit der Trommel verschraubt ist. Dieser obere Flansch 10a (10b) wird von einem Lager 11a (11b) getragen, das derart in der oberen Tragscheibe 5a befestigt ist, daß sich der Flansch um seine eigene Achse relativ zur Tragscheibe 5a drehen kann. Am Oberteil des oberen Flansches 10a (10b) ist ein trichterförmiger Beladeabschnitt 12a (12b) berestigt, der in einer Horizontalebene entsprechend Fig. 4 halbkreisförmig ausgebildet ist. Außerdem ist am Oberteil des Flansches 10a (10b) ein Gehäuse 13a (13b) befestigt, das einen Ventilschaft 15 aufnimmt. Der Beladeabschnitt 12a (12b) nimmt die Werkstücke oder anderen Materialien, die bearbeitet bzw. behandelt werden sollen, auf und führt diese dann durch den Innenraum des oberen Flansches 10a (10b) der Trommel zu.

Der Ventilschaft 15a (15b) ist mit Gleitsitz im Gehäuse 13a (13b) gelagert, erstreckt sich nach unten bis in die Trommel hinein und trägt an seinem unteren Ende einen Ventilkörper 16a (16b). Der Ventilkörper 16a (16b) besitzt eine konische Form und ist derart poliert bzw. bearbeitet, daß er sich eng an den oberen Trommelabschnitt anlegt und daher die Oberfläche des Ventilkörpers in innige Berührung mit dem inneren Umfangsrand des oberen Trommelabschnitts kommt. Wenn der Ventilschaft daher in seiner vollständig angehobenen, in Fig. mit einer durchgezogenen Linie bezeichnete Stellung angeordnet wird, schließt der Ventilkörper die obere Trommelöffnung ab.. In dieser Schließstellung verhindert der Ventilkörper außerdem wirksam, daß der Trommelinhalt während seiner unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft stattfindenden Behandlung durch die obere Trommelöffnung entweicht bzw. ausläuft. Im übrigen kann der Ventilkörper mit Entlüftungsöffnungen für Gase versehen sein, die sich innerhalb der Trommel bilden können, obwohl derartige Entlüftung öffnungen in Fig. 3 nicht dargestellt sind. Die Anwendung derartiger Entlauftungsöffnungen hängt von der Art des Bearbeitungs- oder Behandlungsvorgangs ab und kann auch zu dem Zweck erfolgen, einen Anstieg des inneren Drucks zu vermeiden. Das obere Ende des Ventilschafts 15a (15b) ist in einer Aufnahme 17a (17b) angeordnet, die mittels einer Feder 18a (18b) am Gehäuse 13a befestigt ist. Die Feder 18a (18b) spannt die Aufnahme 17a (17b) normalerweise nach oben vor und ordnet dadurch den Ventilkörper 16a (16b) in seiner Schließstellung an. Wenn die Aufnahme 17a (17b) dagegen gegen die Feder 18a (18b) gedrückt und diese dadurch eingedrückt wird, dann wird dadurch auch der Ventilschaft 15a (15b) nach unten bewegt, wodurch der Ventilkörper in seine Offenstellung gebracht wird, die in Fig. 3 durch eine gestrichelte und mit dem Bezugszeichen 16c versehene Linie angedeutet ist. Die Trommel 6a (6b) weist außerdem einen unteren Flansch 19a (19b) auf, der derart in einem in der Tragscheibe 5b befestigten Lager 23a gelagert ist, daß die Trommel um ihre Achse relativ zur unteren Tragscheibe 5b gedreht werden kann.

Die Innenwandung der Trommel 6a (6b) ist vollständig mit einer Auskleidung 20a (20b) aus Gummi oder einem synthetischen Kunstharz versehen.

Am unteren Flansch 19a (19b) ist das eine Ende einer Schwenkplatte 22a (22b) schwenkbar angelenkt. An dieser Schwenkplatte 22a (22b) ist eine Bodenklappe 21a (21b) befestigt, und zwar mit Hilfe einer Vielzahl von Stäben 51a (51b), die durch Federn 31a (31b) vorgespannt und längs des Umfangs der Schwenkplatte bzw. der Bodenklappe verteilt angeordnet sind. Das andere Ende der Schwenkplatte 22a (22b) weist eine Ausnehmung 48a (48b) auf, die lösbar einen Sperrhaken 32a (32b) aufnehmen kann,' der am unteren Flansch 19a (19b) montiert ist.

Unterhalb der Trommel ist eine Rutsche 34 (Fig. 5,6) angeordnet, in welche der Trommelinhalt beim Entladevorgang einströmt, An dieser Rutsche 34 ist ein Arm 54 vorgesehen, der an seinem freien Ende eine Rolle 55 trägt, während sein entgegengesetztes Ende schwenkbar am unteren Lager 4 der Hauptwelle 1 befestigt ist. Einzelheiten der öffnungs- und Schließbewegung der Bodenklappe 21a (21b) werden zusammen mit weiteren zugeordneten Teilen später anhand der Fig. 5 bis 7 beschrieben.

Nach Fig. 1 ist auf dem unteren Ende der Hauptwelle 1 eine Riemenscheibe 24 starr befestigt, die über einen Riemen 27 mit einem Reduktionsgetriebe 26 gekoppelt ist, das von einem Hauptmotor 25 angetrieben wird. Die Ausgangsleistung des Hauptmotors wird durch das Reduziergetriebe 26 derart gesteuert, daß eine Leistungsübertragung mit hoher Drehzahl auf die Hauptwelle 1 möglich ist. Mit dem Hauptmotor 25 ist außerdem über eine elektromagnetische Kupplung 28 ein Schrittoder Schaltmotor mit einer Bremse 29 gekoppelt, der dazu dient, die Trommeln in einer vorgewählten Stellung, die normalerweise der Be- und Entladestellung entspricht, genau zum Stillstand bringen zu können.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist neben der rechten Seite des Gehäuses 2 eine Baugruppe angeordnet, die eine Trenneinrichtung 33, welche das Bearbeitungsgut, z.B. eine Mischung aus Werkstükken und Schleifmaterial, in diese beiden Bestandteile trennt, ein Zuführband 36 für die Werkstücke, einen Behälter 37, ein Förderband 38 zum Zurückführen der Materialien und einen Einfüllstutzen 39 für die Materialien aufweist.

Im oberen Rahmen des Gehäuses 2 ist ein pneumatisch oder hydraulisch arbeitender Zylinder 30 angebracht, der dazu dient, auf die Aufnahmen 17a (17b) der aus den Ventilschäften 15a (15b) und Ventilkörper I6a (i6b) bestehenden Ventile im Stillstand der Trommeln derart einzuwirken, daß die oberen Trommelöffnungen geschlossen bzw. geöffnet werden. Dabei ist der Zylinder 30 derart ausgebildet, daß seine Kolbenstange 14 beim Zuführen von Fluiddruck auf der Kolbenseite des Zylinders nach unten bewegt und mit der Aufnahme 17a der beim dargestellten Beispiel in der Be- und Entladestation angeordneten Trommel 6a in Berührung gebracht wird, um diese herabzudrükken und dadurch über den Ventilschaft 15a den Ventilkörper 16a von seinem Sitz abzuheben bzw. die obere Trommelöffnung zu öffnen. Das Zurückführen des Ventilkörpers in seine normale Schließstellung erfolgt dagegen mit Hilfe der als Zug- und Schraubenfeder ausgebildeten Feder 18a beim Entlasten des Zylinders 30.

Nachfolgend werden anhand der Fig. 5 bis 7 Einzelheiten der Bodenklappe 21a (21b), der Schwenkplatte 22a (22b), der Sperrhaken 32a (32b) und der anderen Teile beschrieben, mittels derer der Öffnungs- bzw. Schließvorgang für die Bodenklappe gesteuert wird. Danach weist jede Trommel 6a (6b) an ihrem unteren Ende eine öffnung 37a (37b) auf. Die die Ausnehmung 48a (48b) aufweisende Schwenkplatte 22a (22b) ist an ihrem einen Ende mittels eines Schwenkzapfens 49a (49b) schwenkbar an einem an der einen Seite der Trommel vorgesehenen Ansatz befestigt. Dabei ist der Schwenkzapfen 49a (49b) parallel zur unteren Öffnung 47a (47b) eingesetzt. Die Schwenkplatte 22 a (22b)

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weist eine Vielzahl von Löchern 50a (5Ob) auf, die mit gleichen Winkelabständen am Umfang der Schwenkplatte 22a (22b) verteilt angeordnet sind. In ähnlicher Weise weist die Bodenklappe 21a (21b) eine Vielzahl von Bohrungen auf, die an den den öffnungen 50a (50b) entsprechenden Stellen angeordnet und mit einem Innengewinde versehen sind. Die Verbindung der Bodenklappe mit der Schwenkplatte erfolgt mit Hilfe von durch Federn vorgespannten Bolzen 51a (51b), die die Öffnungen der Schwenkplatten durchragen und in die Bohrungen der Bodenklappe eingedreht werden. Die Anordnung der Federn 31a (31b) ergibt sich aus Fig. 5 und 6. Dadurch ist einerseits eine Verschiebung der Schwenkplatte relativ zur Bodenklappe möglich, während andererseits diese beiden Teile unter der elastischen Wirkung der Federn auf Abstand gehalten werden können. An einem der Schwenklagerung gegenüber liegenden Ansatz der Trommel ist mittels eines Schwenkzapfens 52a (52b) das eine Ende des Sperrhakens 32a (32b) schwenkbar gelagert, wobei der Schwenkzapfen 52a (52b) parallel zur unteren öffnung 47a (47b) der Trommel angeordnet ist. Das andere Ende des Sperrhakens 32a (32b) weist eine Nase 72a (72b) auf, die lösbar in die Ausnehmung 48a (48b) der Schwenkplatte 22a (22b) eingeführt werden kann. Dabei ist der Sperrhaken 32a (32b) durch eine Zug- und Schraubenfeder 71a (71b), deren eines Ende an einem außerhalb der unteren öffnung gelegenen Trommelabschnitt und dessen anderes Ende am Sperrhaken 32a (32b) befestigt ist, normalerweise in seine durch die Zugrichtung, der Zug- und Schraubenfeder bestimmte Offenstellung vorgespannt. Unterhalb der Schwenkplatte 22a (22b) ist der Arm 54 angeordnet, dessen eines Ende mittels eines Schwenkzapfens 53 schwenkbar am unteren Lager 4 befestigt ist und der an seinem anderen Ende die Rolle 55 trägt, die gegen die Schwenkplatte 22a (22b) gelegt werden kann. Die Rutsche 34, die beim Entladevorgang den durch die untere öffnung 47a (47b) ausströmenden Trommelinhalt aufnimmt, ist an dem Arm befestigt. An der anderen Seite dieses Arms 54 ist außerdem mittels eines Schwenkzapfens 58, der parallel zu dem auf der entgegengesetzten Seite des Arms 54 befindlichen Schwenk-

zapfen 53 angeordnet ist, die Kolbenstange 57 eines mit einem Fluid betriebenen Zylinders 56 angelenkt. Der Zylinder ist starr am Gehäuse 2 der Fliehkraftbearbeitungsmaschine befestigt. Wenn daher der Zylinder 56 durch Zufuhr von unter Druck stehendem Fluid zu seiner Kolbenseite aktiviert wird, dann wird die Kolbenstange 57 in Richtung eines Pfeils 61 ausgefahren, wodurch der Arm 54 in Richtung eines Pfeils um seinen Schwenkzapfen 53 verschwenkt wird. Dies hat zur Folge, daß die Rolle 55 am Arm 54 weiter wandert, wie in Fig. 5 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, bis sie sich an die Schwenkplatte 22a (22b) anlegt. Wenn die Kolbenstange 57 dann weiter ausgefahren wird, versucht sie, die Schwenkplatte gegen die Wirkung der Federn 31a (31b) näher an die Bodenklappe 21a (21b) heranzubringen, wie in Fig. ebenfalls durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Zur Betätigung des Sperrhakens 32a (32b) ist ein durch ein Fluid betriebener Zylinder 59 vorgesehen, der außerhalb des Sperrhakens angeordnet und am Gehäuse 2 der Fliehkraftbearbeitungsmaschine befestigt ist. Wird dieser Zylinder 59 durch Zufuhr von unter Druck stehendem Fluid zu seiner Kolbenseite aktiviert, dann wird seine Kolbenstange 60 in Richtung des Sperrhakens 32a (32b), d.h. in Richtung eines Pfeils 63 ausgefahren, bis sie den Sperrhaken erreicht. Ein weiteres Vorschieben der Kolbenstange 60 hat eine Verschwenkung des Sperrhakens um seinen Schwenkzapfen 52a gegen die Wirkung der Zug- und Schraubenfeder 71a und in Richtung der Schwenkplatte zur Folge. Dadurch kann die Nase 72a (72b) des Sperrhakens in die Ausnehmung 48a (48b) der Schwenkplatte eintreten, wobei dieser Vorgang elektronisch überwacht wird, wie der weiteren Beschreibung zu entnehmen ist.

Ein Beispiel für die Anordnung der Tragscheiben in ihrer vorgeschriebenen Haltestellung ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Diese Anordnung wird durch einen am Gehäuse 2 befestigten Mikroschalter 44 und Je einen an der unteren Tragscheibe angebrachten Nocken 45a (45b) überwacht, indem der

Mikroschalter 44 beim Anliegen eines Nockens 45a (45b) ein Signal liefert, das die Tragscheiben in einer dieser beiden Haltestellungen zum Stillstand bringt.

Die Betriebsweise der beschriebenen Fliehkraftbearbei'tungsmaschine ist wie folgt:

Die beschriebene Fliehkraftbearbeitungsmaschine ist grundsätzlich so ausgelegt, daß sie eine vollautomatische, sequentielle Betätigung aller betätigbaren Elemente zuläßt und ohne Bedienungspersonal arbeiten kann, obwohl einige Betätigungen auch manuell durchgeführt werden können, beispielsweise wenn nach Ablauf eines vollständig durchgeführten Maschinenzyklus eine Bearbeitung oder Behandlung des Trommelinhalts außerhalb des Wirkungsbereichs dieser Maschine vorgenommen werden soll. Außerdem wird zur Folgesteuerung eine an sich bekannte Einrichtung eingesetzt, die derart programmiert ist, daß sie nach Beendigung eines Verfahrensschrittes ein die Einleitung des nächsten Verfahrensschrittes auslösendes Signal abgibt und daß alle nachfolgenden Verfahrensschritte in der vorgegebenen Reihenfolge wiederholt werden, bis ein vollständiger Betriebszyklus vollendet ist. Die für jeden kompletten Zyklus vorgesehene Zeitspanne wird durch eine Zeitschaltung überwacht. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf den Anwendungsfall der Oberflächenbearbeitung, trifft entsprechend aber auch für andere Benutzungsarten wie z.B. das Rühren, Mischen usw. zu. Nach Ablauf der durch die Zeitschaltung eingestellten Zeitspanne, was die Vollendung eines vollständigen Zyklus anzeigt, wird der Hauptmotor 25 ausgeschaltet, wodurch die Tragscheiben 5a und 5b bis zum Stillstand auslaufen. Anschließend wird die elektromagnetische Kupplung 28 betätigt, wodurch der Schrittmotor 29 mit der Bremse in Tätigkeit gesetzt wird. Der Schrittmotor dreht die Tragscheiben 5a und 5b in kurzen und gleichförmigen Winkelschritten weiter. Wenn der Mikroschalter 44 die Gegenwart des Nockens 45a der Tragscheibe 5b feststellt, liefert er ein Ausgangssignal, welches die Vollendung dieses Arbeitsschrittes andeutet. Das Ausgangssignal betätigt die

Bremse des Schrittmotors, wodurch dieser zwangsweise angehalten wird und wodurch die Tragscheiben 5a und 5b in der vorgeschriebenen Haltestellung zum Stillstand gebracht werden. Das Ausgangssignal des Mikroschalters 44 schaltet außerdem einen Vibrationsmotor 35 der Trenneinrichtung 33 'ein und bewirkt gleichzeitig die Zuführung von unter Druck stehendem Fluid zur Kolbenseite des Zylinders 56. Dadurch wird die Kolbenstange 57 in Richtung des Pfeils 61 (Fig. 5) ausgefahren. Dabei wirkt die Kolbenstange 57 auf den Arm 54 derart ein, daß dieser in Richtung des Pfeils 62 um den Schwenkzapfen verschwenkt wird* Diese.Verschwenkung dauert an, bis die Rolle 54 die in ihrer Schließstellung befindliche Schwenkplatte 22a entsprechend der gestrichelten Linie in Fig. 5 erreicht. Nach der ersten Berührung wird der Arm 54 weiter vorgeschoben, wodurch die Rolle 55 die Schwenkplatte 22a in ^Richtung der Bodenklappe 21a und gegen die Wirkung der Federn 31a vorschiebt, wie ebenfalls durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die Druckkraft der Rolle 55 hat dabei eine Verschwenkung der Schwenkplatte 22a um den Schwenkzapfen 49a zur Folge, wodurch die mit der Ausnehmung 48a versehene Seite näher an die Bodenklappe 21a herangebracht wird. Dies hat eine Freigabe der Schwenkplatte vom Sperrhaken 32a zur Folge, weil durch diese Bewegung die Ausnehmung 48a von der Nase 72a des Sperrhakens 32a wegbewegt wird. Das vollständige Ausfahren der Kolbenstange 57 wird mittels eines Begrenzungsschalters LS1 überwacht, der auf dem Außenmantel des Zylinders 56 angeordnet ist und auf einen nicht dargestellten Magneten anspricht, der an dem innerhalb des Zylinders 56 angeordneten Kolben befestigt ist.

Nachdem die Ausnehmung 48a in der oben beschriebenen Weise von der Nase 72a weggeschwenkt ist, wird der Sperrhaken 32a unter dem Einfluß der ihn vorspannenden Zug- und Schraubenfeder 71a um seinen Schwenkzapfen 52a in Richtung eines Pfeils 64 zurückgeschwenkt. Dadurch ist die Schwenkplatte 22a vollständig entriegelt. Durch ein Ausgangssignal des Begrenzungsschalters LS1 wird nun unter Druck stehendes

Fluid zu der Kolbenstangenseite des Zylinders 56 geführt, wodurch die Kolbenstange 57 in die entgegengesetzte, durch einen Pfeil 65 bezeichnete Richtung zurückgezogen wird. Das vollständige Zurückziehen der Kolbenstange wird durch einen ebenfalls auf dem Außenmantel des Zylinders 56 angeordneten Begrenzungsschalter LS2 angezeigt, der diesen Arbeitsschritt des Zylinders 56 beendet. Da durch diesen Arbeit sschritt auch die Rolle 55 von der Schwenkplatte 22a weggezogen worden ist, wird diese zunächst unter dem Einfluß der Druckfedern 31a in ihre in Fig. 5 mit durchgezogenen Linien bezeichnete Ausgangsstellung zurückgedrückt und dann durch ihr Gewicht um den Schwenkzapfen 49a verschwenkt, sodaß sie zusammen mit der Bodenklappe 21a in Richtung eines Pfeils 66 (Fig. 6) wandert und dadurch die untere Öffnung 47a der Trommel öffnet.

Der Trommelinhalt wird nun durch die Öffnung 47a entladen. Das Ausgangssignal des Begrenzungsschalters LS2 auf dem Zylinder 56 betätigt außerdem den Zylinder 30 und bewirkt, daß unter Druck stehendes Fluid dessen Kolbenseite zugeführt wird. Dadurch wird die Kolbenstange 14 ausgefahren und die Aufnahme 17a herabgedrückt. Daher wird auch der Ventilkörper 16a nach unten bewegt und die obere Trommelöffnung geöffnet. Das vollständige Herabdrücken der Aufnahme 17a wird mittels eines Begrenzungsschalters LS5 überwacht, der auf dem Außenmantel des Zylinders 30 angeordnet ist. Nach Vollendung des Entladevorgangs werden das Innere der Trommel, die Bodenklappe 21a und andere Teile gereinigt. Nach Ablauf einer durch die Zeitschaltung vorgegebenen und für den Entladevorgang vorausberechneten Zeitspanne wird der Kolbenseite des Zylinders 56 unter Druck stehendes Fluid zugeführt. Dadurch wird die Kolbenstange 57 in Richtung des Pfeils 61 (Fig. 5) ausgefahren, der Arm 54 um seinen Schwenkzapfen 53 verschwenkt und die Rolle 55 nach oben bewegt. Dies hat zur Folge, daß die nun in ihrer Offenstellung befindliche Schwenkplatte 22a durch· die Rille 55 nach oben gedrückt wird, bis sie ihre Schließstellung erreicht, die in Fig. 5 durch die gestrichel-

ten Linien angedeutet ist und in welcher die Schwenkplatte automatisch zum Stillstand gebracht wird. Die untere Öffnung 47a ist nun durch die Bodenklappe 21a vollständig abgedeckt. Dieser Schließvorgang wird durch den Begrenzungsschalter LS1 überwacht, der auf das vollständige Ausfahren der Kolbenstange mit einem Ausgangssignal antwortet, das die Zuführung von unter Druck stehendem Fluid auf der Kolbenseite des Zylinders 59 zur Folge hat. Daher wird die Kolbenstange 60 in Richtung des Pfeils 63 (Fig. 5) vorgeschoben, bis sie den Sperrhaken 32a erreicht und diesen dann um dessen Schwenkzapfen 52a in Richtung des Pfeils 67 (Fig,¹ 6) schwenkt. Die Kolbenstange 60 wird bis in diejenige Position vorgeschoben, die in Fig. 5 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, wobei das Erreichen dieser Position durch einen Begrenzungsschalter LS3 überwacht wird, der auf dem Außenmantel des Zylinders 59 angeordnet ist. Der Sperrhaken 32a ist nun so angeordnet, wie in Fig. 5 mit durchgezogenen Linien angedeutet ist, d.h. seine Nase-72a liegt der Ausnehmung 48a der Schwenkplatte 22a gegenüber,' Das infolge der ausgefahrenen Stellung der Kolbenstange 60 vom Begrenzungsschalter LS3 abgegebene Signal wird nun dazu benutzt, unter Druck stehendes Fluid der Kolbenstangenseite des Zylinders 56 zuzuführen, wodurch die Kolbenstange 57 zurückgezogen wird. Das Zurückziehen der Kolbenstange 57 wird durch den Begrenzungsschalter LS2 überwacht, der ein Signal liefert, welches nicht nur die Tätigkeit des Zylinders 56 beendet, sondern auch bewirkt, daß unter Druck stehendes Fluid auf die Kolbenstangenseite des Zylinders 59 geführt und dadurch die Kolbenstange 60 zurückgezogen wird. Das Zurückziehen der Kolbenstange 60 wird durch einen Begrenzungsschalter LS4 überwacht, der ebenfalls auf dem Außenmantel des Zylinders 59 angeordnet ist und ein Signal abgibt, das die Tätigkeit des Zylinders 59 beendet. Bei Beendigung dieser in Folge ablaufenden Arbeitsschritte hat sich die Ausnehmung 48a der Schwenkplatte 22a automatisch Wieder an die Nase 72a des Sperrhakens 32a angelegt, wodurch die untere Öffnung 47a der Trommel 6a vollständig von der Bodenklappe 21a abgedeckt und die Schließstellung mit Hilfe des Sperrhakens 32a verriegelt ist. Das öffnen der Boden-

klappe 21a in der oben beschriebenen Weise kann auch in der Weise reguliert werden, daß die Bodenklappe allmählich geöffnet wird, d.h. daß die Bodenklappe anfangs nur wenig verschwenkt wird, damit nur ein begrenzter Teil des Trommelinhalts ausströmen kann, und daß die Bodenklappe dann allmählich immer weiter verschwenkt wird, um auch den Rest des Trommelinhaltes ausströmen zu lassen. Durch dieses allmähliche öffnen der Bodenklappe wird wirksam vermieden, daß der gesamte Trommelinhalt plötzlich durch die Rutsche 34 in die Trenneinrichtung 33 gelangt.

Das Bearbeitungsgut, das auf diese Weise allmählich in die Trenneinrichtung 33 überführt wird, wandert in dieser in Richtung eines Pfeils 73 (Fig. 2) weiter und wird dabei in seine beiden Bestandteile, nämlich die oberflächenbearbeiteten. Werkstücke und das Schleifmaterial getrennt. Die Werkstücke werden dann ihrer nächsten Bearbeitungsstufe zugeführt, während das Schleifmaterial durch ein Sieb der Trenneinrichtung 33 in einen darunter befindlichen Behälter 37 gelangen. Gleichzeitig mit diesem Verfahrensschritt werden Werkstücke, die noch zu bearbeiten sind, über das Zuführband 36 und eine an dessen Ende vorgesehene, ausweitbare Rutsche 75 in den Behälter 37 überführt. Nach Beendigung dieser Zuführung, die durch eine Zeitschaltung überwacht wird, wird ein Motor eingeschaltet, der das endlose, zum Zurückführen der Materialien bestimmte Förderband 38 in Richtung eines Pfeils 69 (Fig. 1) in Bewegung versetzt. Zugleich mit dem Einschalten des Förderbandes 38 wird ein in einem Tank befindliches Lösungsmittelgemisch in die in der Halteposition befindliche Trommel 6a gefüllt und der Behälter 37 hoch und über das Förderband 38 gehoben und dann gekippt, wodurch die Werkstücke und das Schleifmaterial auf dem Förderband 38 abgelegt werden. Durch das Förderband 38 werden die Werkstücke und das Schleifmaterial dann zu dem trichterförmigen Einfüllstutzen 12a transportiert und durch diesen in die Trommel 6a überführt. Die Zeitspanne für diesen Beladevorgang wird durch die Zeitschaltung vorgegeben und am Ende der voreingestellten Zeit-

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spanne liefert die Zeitschaltung ein Ausgangssignal, auf dessen Erscheinen hin der Behälter 37 in seine ursprüngliche Position abgesenkt und unter Druck stehendes Fluid der Kolbenstangenseite des Zylinders 30 zugefüht wird. Daraufhin wird die Kolbenstange 14 wieder in den Zylinder 30 hineingezogen. Danach liefert ein diesen Vorgang überwachender Begrenzungsschalter LS6 ein Stoppsignal, durch das die Druckzufuhr zum Zylinder 30 beendet wird. Hierdurch ist der Entlade- und Beladevorgang für die Trommel 6a beendet. Daher wird mit dem Stoppsignal des Begrenzungsschalters LS6 auch der Schrittmotor 29 mit der Bremse eingeschaltet, wodurch die beiden Tragscheiben 5a und 5b in kurzen und gleichförmigen Winkelbewegungen weitergedreht werden, bis die Trommel 6b in der vorgeschriebenen Haltestellung innerhalb der Be- und Entladestation angeordnet ist, wie es oben für die Trommel 6a beschrieben wurde. Daraufhin werden dieselben Entlade- und Beladeschritte bezüglich der Trommel 6b durchgeführt.

Nach Beendigung des Ent- und Beladevorgangs für beide Trommeln 6a und 6b werden der Schrittmotor 29 und die elektromagnetische Kupplung 28 ausgeschaltet und der Hauptmotor 25 eingeschaltet, um die beiden Tragscheiben 5a und 5b mit hoher Drehzahl anzutreiben. Während dieser Drehbewegung der Tragscheiben drehen sich die Trommeln 6a und 6b einerseits zusammen mit den Tragscheiben auf einer kreisförmigen Umlaufbahn und andererseits um ihre eigenen Achsen in Form einer axialen Drehung, wobei diese axiale Drehung durch die an den Trommeln vorgesehenen Kettenräder 7a,7b od. dgl., die auf der Hauptwelle 1 befestigten Kettenräder 9a,9b od. dgl. sowie die zur Kopplung dieser Kettenräder vorgesehenen Ketten 8a, 8b herbeigefürt wird. Sowohl die orbitale Drehung als auch die axiale Drehung erzeugen eine wirkungsvolle Zentrifugalkraft, die einen Massenstrom innerhalb der Trommeln zur Folge hat. Während dieser Strömung werden die Werkstücke durch die Reibwirkung der Schleifmittel oberflächenbearbeitet.

Für eine Oberflächenbearbeitung beispielsweise ist es erwünscht, den Trommeln eine polygonale Form mit fünf bis acht Seiten zu geben und die Grundkreise der Kettenräder 7a,7b bzw. 9a,9b mit demselben Durchmesserverhältnis (beispielsweise gleiche Zähnezahl für beide) zu versehen. Dadurch ist die ZaHl N der orbitalen Drehungen gleich der Zahl η der axialen Drehungen bei entgegengesetztem Drehsinn beider Drehbewegungen, so daß die Bedingung n/N gleich -1 erfüllt ist. Es kann nachgewiesen werden, daß sich beim Einhalten dieser Bedingung im Bearbeitungsgut eine obere Strömungsschicht ergibt, welche den Wirkungsgrad bei der Oberflächenbearbeitung verbessert.

Wenn dasselbe Schleifmittel während aufeinanderfolgender Bearbeitungszyklen ständig wiederbenutzt wird, tritt gewöhnlich ein Verschleiß der Schleifkörper auf, der mit einer Volumenverminderung des Schleifmittels relativ zur Menge der zu bearbeitenden Werkstücke verbunden ist. Wenn diese Wirkung eintritt, wird das Einführen von im nächsten Zyklus zu bearbeitenden Werkstücken in den Behälter 37 unterbunden und dieser stattdessen, solange er nur die verschlissenen Schleifkörper enthält, angehoben und umfeekippt, um das Schleifmaterial auf dem Förderband 38 abzulegen. Anschließend wird ein Motor eingeschaltet, um das Förderband 38 in die entgegengesetzte Richtung, d.h. in Richtung eines Teils 70 (Fig. 1) zu bewegen. Am Ende des Förderbandes 38 werden die Schleifmittel mittels einer Rutsche 40 in den Einzelstutzen 39 überführt, der eine zusätzliche Menge an Schleifmaterial enthält. Der Einfüllstutzen 39 ist mit einer Bodenklappe 42 versehen, die mit einem fluidbetriebenen Zylinder 41 zu Zeitpunkten geöffnet bzw. geschlossen werden kann, die mittels der Zeitschaltung vorher eingestellt werden. Beim öffnen des Einfüllstutzens 39 wird die für einen Zyklus erforderliche Menge an Schleifmaterial der Trenneinrichtung 33 zugeführt, von der das Schleife material dann wieder im Behälter 37 gesammelt wird. Während dieser Zeit kann auch die geeignete Menge an noch zu bearbeitenden Werkstücken in den Behälter 37 überführt werden, so daß alle nachfolgenden Verfahrensschritte in der oben be-

schriebenen Weise ablaufen können.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich eine Anzahl von Vorteilen, insbesondere im Hinblick auf die vereinfachte Konstruktion, das leichte Schließen und Wiederöffnen des "oberen Ventilkörpers und der unteren Bodenklappe sowie die daraus resultierende verringerte Laufzeit. Dabei bezieht sich die Erfindung auf eine Fliehkraftbearbeitungsmaschine mit Tragscheiben, die sich mit hoher Drehzahl drehen und Trommeln bzw. Behälter tragen, die auch um ihre Achsen rotieren, wie es bei der Oberflächenbearbeitung sowie beim Rühren, Mischen und/oder Mahlen erwünscht ist. Die beschriebenen Vorteile werden dadurch erhalten, daß zwischen den Tragplatten eine Vielzahl von aufrechtstehenden Trommeln angeordnet wird. Diese Trommeln weisen zum Verschließen bzw. öffnen ihrer oberen öffnung Jeweils einen nach Art eines Ventils betätigbaren, auf- und abbewegbaren Deckel und eine Kombination aus einer Bodenklappe und einer Schwenkplatte auf, die durch Federn miteinander verbunden und dadurch in eine Schließbzw. Offenstellung bringbar sind, daß die Schwenkplatte mit einem Sperrhaken lösbar verriegelt wird. Da die zwischen der Bodenklappe und der Schwenkplatte angeordneten Federn eine gleichförmige Druckverteilung bewirken und eine ausreichende elastische Kraft entwickeln, die die Bodenklappe in Berührung mit dem Rand der unteren Trommelöffnung hält, kann diese öffnung durch die Bodenklappe dicht abgeschlossen werden. Da außerdem der Innenraum der Trommeln nichts enthält, was die Trommelkapazität körperlich verringern könnte, und da die oberen Trommelöffnungen beim Betrieb ebenfalls verschlossen sind, kann die gesamte Trommelkapazität wirksam genutzt werden. Aufgrund der einfachen Bauweise der Trommeln ergibt sich schließlich eine ideale Zentrifugalbearbeitungsmaschine.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das sich auf vielfache Weise abwandeln läßt.

it

Leerseite

Claims (6)

Patentanwai? 333459 Diplom-Physiker Reinfried Frhr. ν. Schorlem D-35OO Kassel Srüder-Grlmm-Platz 4 Telefon (Ο561) 1 53 35 Shikishima Tipton Manufacturing Co. Ltd., Nagoya (Japan) Ansprüche

1) Fliehkraftbearbeitungsmaschine mit wenigstens einer Trommel, die in kreisförmig-planetarischer Anordnung drehbar zwischen zwei ebenfalls drehbaren Tragscheiben gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der aufrechtstehenden Trommel (6) zum öffnen und Verschließen ihrer oberen bzw. unteren öffnung je ein oberer bzw. unterer, automatisch betätigbarer Verschlußmechanismus (15,16 bzw. 21,22,32)zugeordnet ist, wobei der untere Verschlußmechanismus eine von unten gegen die Bodenöffnung (47) legbare Bodenklappe (21) und eine an einer Seite der Bodenöffnung (47) schwenkbar gelagerte Schwenkplatte (22) enthält, der ein gegenüber ihrer Schwenklagerung angeordneter, verschwenkbarer und zum lösbaren Verriegeln der Schwenkplatte (22) bestimmter Sperrhaken (32) zugeordnet ist.

2) Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Verschlußmechanismus einen konusförmigen, vom Trommelinneren her gegen die obere Trommelöffnung legbaren und auf- und abbewegbaren Ventilkörper (16) und einen an diesem befestigten, die obere Trommelöffnung durchragenden und durch wenigstens eine Feder (18) in Schließrichtung des

Ventilkörpers (16) vorgespannten Ventilschaft (15) aufweist.

3) Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkplatte (22) an der ihrer Schwenklagerung gegenüberliegenden Seite eine mit dem Sperrhaken (32) zusammenwirkende Ausnehmung (48) aufweist.

4) Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenklappe (21) mittel*:- Federn (31) derart an der Schwenkplatte (22) befestigt ist, daß sie beim öffnen bzw. Schließen der unteren Trommelöffnung (47) relativ zur Schwenkplatte (22) verschiebbar ist.

5) Maschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7_f dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (6) an ihrem oberen und unteren Ende je einen die obere bzw. untere öffnung umgebenden Flansch (10,19) aufweist, der mittels je eines Lagers (11,23) drehbar in der oberen bzw. unteren Tragplatte (5) gelagert ist.

6) Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Umfangs der Tragplatten mehrere aufrecht stehende, in Lagern (11,23) drehbar gelagerte Trommeln (6a,6b) in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind und jeder Trommel (6,a,b) ein Verschlußmechanismus nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4 zugeordnet ist.