DE3430529A1 - Vorrichtung zur oberflaechenbearbeitung von kaelteversproedbaren werkstuecken - Google Patents
Vorrichtung zur oberflaechenbearbeitung von kaelteversproedbaren werkstueckenInfo
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Description
23.JuIi 1984
MESSER GRIESHEIM GMBH MG 14 76
Kennwort: Kleinstrahlanlage EM 1138
Erfinder: S.Donath Ordner: A
P.Holz
Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von kälteversprödbaren Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung
von kälteversprödbaren Werkstücken, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Unter Oberflächenbearbeitung
sind hierbeivor allem Entgraten, Entlacken, Trennen und Schälen zu verstehen. Aber auch Oberflächenbehandlungen
wie Härten und Polieren sollen mitumfaßt werden.
Zur Oberflächenbearbeitung von kälteversprödbaren Werkstücken
ist eine Vielzahl von Vorrichtungen bekannt. Allen diesen Vorrichtungen gemeinsam ist eine Fördereinrichtung,
mit der die Werkstücke gefördert und umgewälzt werden, ferner eine Sprühvorrichtung für ein tiefsiedendes verflüssigtes
Gas, in der Regel Stickstoff und mindestens ein Schleuderrad für ein Strahlmittel wie beispielsweise
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3430
C ο C\
Stahlgieß- oder Kunststoffgranulat. Als Fördermittel
sind inbesondere rotierende Trommeln, trommelartig umlaufende Bänder oder rotierende Teller bekannt. Aus
der Deutschen Offenlegungsschrift 26 50 202 ist eine Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken bekannt, bei
der die Werkstücke auf einem Schwingtrog gefördert werden, welcher mit Sieben zum Abtrennen von Granulat,
grobem Bruch und Staub versehen ist. Die Vorrichtung ist mit mindestens einem in horizontaler Richtung Granulat
abstrahlenden Schleuderrad ausgestattet. Das Schleuderrad ist von .einem kegelförmigen Prallkragenring mit einem
Kegelwinkel von ungefähr 90° umgeben. Das horizontal abgestrahlte Granulat wird von diesem Prallkragenring nach
unten auf die Bearbeitungsfläche des Schwingtroges reflektiert. Am Rande des Prallkragenringes sind die Düsen für
das tiefsiedende verflüssigte Gas angeordnet. Mit dieser
bekannten Vorrichtung lassen sich die normalerweise auszuführenden Oberflächenbearbeitungen von kälteversprödbaren
Werkstücken zufriedenstellend durchführen. Eine Ausnahme machen lediglich kleine und filigrane Formteile, die
schnell und schonend bearbeitet werden sollen und normalerweise nur in kleinen Chargen anfallen. Obwohl die
bekannte Vorrichtung gewährleistet, daß die kinetische Energie des auf die Arbeitsfläche aufprallenden Granulats
überall gleich ist, läßt es sich nicht vermeiden, daß die Werkstücke, je nach ihrer Position auf der Bearbeitungsfläche,
unterschiedlich lange bestrahlt werden. Dies ist bei den meisten vorkommenden Arbeiten zur Oberflächenbehandlung
unerheblich, solange nur der angestrebte Effekt, z.B. vollständige Entgratung, erreicht wird.
Zarte filigrane Formteile reagieren jedoch empfindlich, auf unterschiedliche Bestrahlungszeiten. Es hat sich
ferner gezeigt, daß in bestimmten Fällen derartige Formteile durch einen weiteren Effekt beschädigt werden können.
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3430523
Das abgestrahlte Granulat wird nämlich immer im Kreislauf
geführt, wozu es erforderlich ist, Staub und groben Bruch abzutrennen. Dies geschieht mit Sieben. Hierdurch
wird jedoch nicht der Bruch erfaßt, der die Größe der Granulatkörner besitzt. Dieser Bruch wird zusammen mit
dem ursprünglichen Granulat abgestrahlt und erst nach vielen Durchläufen allmählich zertrümmert. In der Regel
ist dies für die Oberflächenbearbeitung völlig unerheblich. Wenn dieser Bruch jedoch härter ist oder eine größere
Dichte besitzt als das Granulat, kann er zarte filigrane Formteile oder Formteile mit empfindlichen
Oberflächen beschädigen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von kälteverspröd-
baren Werkstücken zu schaffen, die es, ausgehend von der bekannten Vorrichtung, ermöglicht., auch empfindliche
und kleine filigrane Formteile, gegebenenfalls in kleinen Chargen, schnell und schonend zu bearbeiten.
20
Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 berücksichtigten
Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den im kennzeichnenden Teil
des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beruht also zum einen
auf dem Gedanken, die Bearbeitungsfläche in Form und Größe mit dem Strahlbild identisch zu machen. Es wird
dadurch erreicht, daß die Werkstücke nicht nur durch Granulatteilchen mit gleicher kinetischer Energie bestrahlt
werden, sondern daß die Gesamtzahl der auftreffenden Granulatkörner für jedes Werkstück beim
Durchlaufen des Schwingtroges nahezu gleich ist".
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, eine zusätzliche
Sprühdüse für tiefsiedendes verflüssigtes Gas im Eintrittsbereich des Ansaugrohres des selbstansaugenden Schleuderrades
anzuordnen wird erreicht, daß das Granulat, welches vom Schleuderrad erfaßt wird, bereits tiefgekühlt ist.
Der mit dem Granulat im Kreislauf geförderte Bruch wird dadurch versprödet und beim Auftreffen auf die Prallkragenringe
zertrümmert, so daß er die empfindlichen Formteile nicht mehr beschädigen kann. Weitere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles. Es handelt sich hierbei um
eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung gemäß der Erfindung, die in verschiedener Größe hergestellt werden
kann, mit Vorteil jedoch als Kleinanlage zur Bearbeitung kleiner Chargen. Die Vorrichtung soll anhand der beigefügten
Zeichnungen erläutert werden.
Es zeigen:
Fig.1 eine teilweise geschnittene
perspektivische Darstellung der Strahleinrichtung und des Schwingtroges
einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig.2 eine gegenüber Fig.1 etwas abgewandelte Vorrichtung im Längsschnitt,
Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie
A-B von Fig.2.
Fig.1 zeigt das Innenteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von kälteversprödbaren
Werkstücken, bestehend aus der Strahleinrichtung und
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dem Schwingtrog. Dieser Innenteil befindet sich in einer nicht dargestellten Isolierzelle. Die zu bearbeitenden
Formteile werden über eine Rutsche 1 in den kreisringförmigen Bearbeitungstrog 2 gefüllt, der Teil des
Schwingtroges ist. Der kreisringförmige Bearbeitungstrog 2 stellt die Bearbeitungsfläche dar, die vom abgestrahlten
Granulat gleichförmig beaufschlagt wird. Grober Abfall, Granulat und Staub fallen durch Sieböffnungen im
Bearbeitungstrog 2 in den Siebtrog 3 für groben Abfall.
Hier wird der grobe Abfall abgesiebt, der durch einen Schacht 21, den Faltenbalg 19 und die Staub- und Abfallschleuse
16 nach außen gefördert wird. Granulat und Staub gelangen in den Siebtrog 4 für Granulat, wo der Staub
abgesiebt wird. Dieser fällt in den Staubtrog 5 und gelangt ebenfalls durch den Schacht 21, den Faltenbalg 19
und die Staub- und Abfallschleuse 16 nach außen. Der Eearbeitungstrog
2, der Siebtrog 3 für groben Abfall, der Siebtrog 4 für Granulat und der Staubtrog 5 stellen zusammen
den Schwingtrog dar. Dieser wird durch zwei Unwuchtmotoren 6 in Vibration gesetzt. Durch die Vibration
werden sowohl die Formteile in Richtung der Pfeile 22 gefördert und mittels der Einbauten 7 gewendet und umgewälzt,
als auch das Granulat von Abfall und Staub getrennt. Das abgetrennte Granulat fällt vom Siebtrog 4 über
eine Rutsche 23 in den Sammelbehälter 13 für Granulat.
Bei der Ausführungsform nach Fig.2 entfällt die Rutsche 23,
da hier der Innendurchmesser des Schwingtroges so verkleinert ist, daß das Granulat unmittelbar in den Sammelbehälter
13 fallen kann.
Die Strahleinrichtung besteht aus dem selbstansaugenden Schleuderrad 11, welches vom Motor 10 angetrieben wird.
Durch das Ansaugrohr 12 saugt das Schleuderrad das Granulat an und strahlt es in horizontaler Richtung auf den
Prallkragenring 9 ab. Der Prallkragenring 9 reflektiert
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das Granulat auf den Bearbeitungstrog 2. Am Rande des
Prallkragenringes 9 sind Sprühdüsen 8 zum Versprühen von flüssigen Stickstoff angebracht. Die fertig bearbeiteten
Formteile gelangen durch den Auslauf 15 nach außen. Die Ausführungsform gemäß Fig.2 und 3 unterscheidet sich von
der nach Fig.1 im wesentlichen nur durch den kleineren Innendurchmesser des Schwingtroges. Für gleiche Teile
wurden daher die gleichen Bezeichnungen verwendet, zusätzlich ist die Isolierzelle 17 dargestellt.
Erfindungsgemäß ist im Eintrittsbereich des Ansaugrohres 12 eine Sprühdüse 14 für flüssigen Stickstoff angeordnet.
Das angesaugte Granulat wird durch den flüssigen Stickstoff stark abgekühlt. Diese Kühlung bewirkt, daß
Materialteilchen, wie Grat oder Beschichtungsreste, die die gleiche Größe wie das Granulat haben und deshalb nicht
durch Sieben aus dem Granulatstrom getrennt werden können, verspröden und beim Aufprall auf den Prallkragenring 9
zerschlagen werden. Daher kann es nicht mehr passieren, daß bei Materialien, deren Dichte größer ist als die des
Granulats, die Formteile wegen der höheren kinetischen Energie der abgeschlagenen Materialteilchen beschädigt
werden. Außerdem ermöglicht es die Vorrichtung, die derartig zertrümmerten Materialreste auszusieben, wodurch die
Reinheit des umlaufenden Granulats erhöht wird.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich,
wenn die Sprühdüse 14 unterhalb der Eintrittsöffnung des Ansaugrohres in dessen Achse in Strömungsrichtung angeordnet
ist. Diese Anordnung intensiviert den Granulatstrom in das Ansaugrohr 12, wodurch die im Kreislauf befindliche
Granulatmenge erhöht wird. Eine weitere Erhöhung des Granulatstromes bewirkt die am Eintrittsende des Ansaugrohres
12 angeordnete Einlaufdüse 18-Diese hat die Form eines
Trichters und umgibt das Ansaugrohr 12 unter Ausbildung
MG 1476 - ^T- 23.JuIi 1984
eines Ringraumes. Die Einlaufdüse 18 erfaßt einen Teil
des vom Siebtrog 4 in den Sammelbehälter 13 zurückströmenden Granulats und befördert es in das Ansaugrohr
12. Neben der Erhöhung des Granulatstromes ergibt sich hierdurch eine besonders gute Kühlmittelausnutzung, da
bevorzugt noch abgekühltes Granulat vom Siebtrog 4 erneut in das Ansaugrohr 12 gelangt und das wärmere Granulat
aus dem Sammelbehälter 13 in verringertem Maße angesaugt wird. Der gesamte Schwingtrog steht auf Federelementen
20. An allen Übergängen von schwingenden zu ruhenden Elementen befinden sich Faltenbälge 19, so daß keine
Klemmstellen entstehen können, in denen die Werkstücke beschädigt werden könnten.
Durch Verändern der Schwingungsamplitude und der Schwingungsfrequenz
sowie durch die Form der Einbauten 7 als Kipp- oder Rollschnellen kann die Oberflächenbearbeitung
den unterschiedlichsten Formteilen individuell angepaßt werden. Die Verbindungen nach außen durch die Isolierzelle
17 sind auf ein Mindestmaß verringert, die Isolationswirkung
daher hoch und der Kühlmittelbedarf gering. Dies ermöglicht es, die erfindungsgemäße Vorrichtung auch
als Kleinanlage für sehr kleine Formteilchargen auzufuhren. Durch Veränderung der Schleuderraddrehzahl und
der Granulatart und Granulatgröße können die verschiedensten Strahlenergiedichten auf der Bearbeitungsfläche
erzielt werden, so daß unterschiedlichsten Materialien, Formen und Gratdicken Rechnung getragen werden kann. Auch
die Bearbeitungszeit kann weitgehend variiert werden.
Da keine Relativbewegungen zwischen Bearbeitungsteil und Aussiebung stattfinden, kann weder Strahlmittel verstreut
werden, noch können Staub und kaltes Gas die Anlage ungezielt verlassen, was die Betriebsbereitschaft
erhöht.
MG 1476 - Ρ' 23.JuIi 1984
Da die Wälzung durch Vibration und Kippen bzw. Abrollen an fest eingebauten Teilen erzeugt wird, können die Teile
nicht eingeklemmt werden, wie es bei Muldenbändern und Trommeln geschehen kann, wo besonders kleine und filigrane
Teile zwischen bewegten und ruhenden Elementen zerquetscht werden können.
Ba/Hi EM 1138
-JkO-
- Leerseite -
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung von kälteversprödbaren
Werkstücken durch Strahlen mit aus einem Sammelbehälter abgezogenen und im Kreislauf geführten
Granulat und Besprühen mit tiefsiedendem verflüssigten
Gas, mit einem in horizontaler Richtung Granulat abstrahlenden Schleuderrad (11), einem um das Schleuderrad
angeordneten Prallkragenring (9) zur Reflektion des Granulats auf die Bearbeitungsfläche, Sprühdüsen
(8) für das tiefsiedende verflüssigte Gas und einer Bearbeitungsfläche, die Teil eines Schwingtroges ist,
mit Sieben zum Abtrennen von Granulat, grobem Abfall und Staub,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bearbeitungsfläche in Form und Größe mit dem
Strahlbild übereinstimmt, das Schleuderrad selbstansaugend ausgebildet ist und durch ein Ansaugrohr (12)
mit dem Sammelbehälter (13) für Granulat verbunden ist und im Eintrittsbereich des Ansaugrohres eine
Sprühdüse (14) für tiefsiedendes verflüssigtes Gas
angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sprühdüse (14) unterhalb der Eintrittsöffnung
des Ansaugrohres in dessen Achse in Strömungsrichtung angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Eintrittsende des Ansaugrohres unter Ausbildung eines Ringraumes von einer trichterförmigen Einlaufdüse
(18) für im Umlauf befindliches Granulat umgeben ist.
Ba/Hi
EM 1138
Ba/Hi
EM 1138
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