DE3514175A1

DE3514175A1 - Fliehkraft-trommelbearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE3514175A1
Application number: DE19853514175
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Nagoya Izuhara; Hisamine Kobayashi
Original assignee: Tipton Manufacturing Corp
Current assignee: Tipton Manufacturing Corp
Priority date: 1984-10-16
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1986-04-17
Also published as: JPS6195870A; KR880002340B1; CN85103080A; CN1006139B; KR860003080A; US4638600A

Description

" Ι.: :Ξ.:..;·ν": 35U175

Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmas^hine "--" ^:

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung, insbesondere zum Schleifen, Entgraten, Rühren, Mischen und Mahlen von in einzelnen Behältern befindlichen Werkstücken.

Die bekannten Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschinen dieser Art sind derart konstruiert, daß sie den Anforderungen bei speziellen Bearbeitungsprozeßen genügen. Es ist daher eine Vielzahl derartiger Maschinen bekannt geworden. Bekannt sind beispielsweise die mit hoher Drehzahl arbeitenden, sogenannten Zentrifugalbearbeitungsmaschinen, bei denen die Arbeitsbehälter sowohl eine Umlaufbewegung um die Hauptantriebswelle als auch eine Rotation um ihre eigenen Achsen ausführen, wobei die Hauptantriebswelle horizontal (US-PS 3,233,372) oder vertikal(US-PS 4,104,331) angeordnet sein kann.

Maschinen mit vertikaler Hauptantriebswelle zeichnen sich dadurch aus, daß das Bearbeitungsgut, das mit Ausnahme derjenigen Fälle, in denen Werkstücke allein behandelt werden, aus einer Mischung von zu bearbeitenden Werkstücken und Schleifmitteln besteht, im Bereich der radial außen liegenden Innenwandungen der Arbeitsbehälter längs eine virtuellen Drehlinie allmählich angehoben bzw. abgesenkt werden, die sich bei der Drehung der Arbeitsbehälter um die Hauptantriebswelle ergibt. Bei Start- und Stopvorgängen werden daher die Werkstücke geringeren Stoßen und Schlägen unterworfen, als dies bei Maschinen mit horizontal angeordneter Hauptantriebswelle der Fall ist. Die Praxis hat bewiesen, daß Maschinen mit vertikaler Hauptantriebswelle besonders gut zur Bearbeitung solcher Werkstücke geeignet sind, die aus zerbrechlichen Materialien bestehen und daher infolge Absplitterungen oder Rißbildungen leicht beschädigt werden.

Bei Maschinen mit horizontaler Hauptantriebswelle sind die einzelnen Arbeitsbehälter dagegen an den entgegengesetzten Enden der Hauptantriebswelle gelagert. Daher ergeben sich gute Standzeiten für die Drehlager und günstige Betriebseigenschaften.

^J ■'. :": :":': . ·"-1'" 35U175

Beide Maschinenarten haben somit- ih're "bösoiideixen.-Eigenschaft en.

Schließlich gibt es zwei Arten von Trommelbearbeitungsmaschinen, deren Arbeitsbehälter nur um ihre eigenen Achsen rotieren und eine horizontale oder schräg angeordnete Hauptantriebswelle aufweisen. Dabei wird insbesondere der Maschinentyp mit horizontaler Hauptantriebswelle häufig angewendet, da er zu Werkstücken mit hoher Oberflächengüte führt, obwohl sein Bearbeitungswirkungsgrad um ein mehrfaches kleiner als der von mit hoher Drehzahl umlaufenden Zentrifugalbearbeitungsmaschinen ist.

Die Maschinen mit schräg angeordneter Hauptantriebswelle ermöglichen, daß das gesamte Bearbeitungsgut in jedem der Arbeitsbehälter nahezu ständig einer Gleitbewegung unterworfen wird, und eignet sich daher besonders gut für Entgratungsarbeiten. Außerdem kann dieser Maschinentyp zur Bearbeitung von dünnen und/oder flachen Werkstücken benutzt werden, da er eine weiche Strömung des Bearbeitungsgutes sicherstellt,ohne daß die Werkstücke an den Innenwandungen der Arbeitsbehälter kleben bleiben. Auch diese beiden Maschinentypen haben somit ihre speziellen Eigenschaften.

Unter Berücksichtigung dieser besonderen Eigenschaften der bekannten Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschinen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß alle dese Eigenschaften in einer einzigen Maschine zusammengefaßt sind und in Abhängigkeit von den speziellen Bearbeitungsbedürfnissen wahlweise einzeln oder nacheinander ausgewählt bzw. der Bearbeitung zugrunde gelegt werden können. Außerdem soll die erfindungsgemäße Maschine so konstruiert sein, daß sie wahlweise vollautomatisch betrieben und dazu wahlweise mit Einrichtungen zum automatischen Öffnen und Schließen von Behälterdeckeln,zum automatischen Füllen und Entleeren der Arbeitsbehälter und zum automatischen Trennen der Schleifmittel von den bearbeiteten Werkstücken versehen werden kann.

35U175

rkmale

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die icertrteeCTdlKhendon _Ker. des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine ermöglicht eine Vielzahl von Funktionen. Sie enthält einen zentralen Bearbeitungsabschnitt unS/fölSteren, diesen umgebenden Abschnitt. Der zentrale Bearbeitungsabschniit enthält eine schwenkbare Hauptantriebswelle, eine an dieser senkrecht zu ihrer Längsachse befestigte Drehscheibe mit einer Vielzahl von längs ihres Umfangs in gleichförmigen Winkelabständen angeordneten Behälterachsen, die je einen Arbeitsbehälter tragen, Mittel zum Verschwenken der Hauptantriebswelle und eine Antriebseinrichtung mit separaten Antrieben zum Drehen der Hauptantriebswelle und der Behälterachsen. Zum automatischen Öffnen und Schließen von Behälterdeckeln ist wahlweise eine Vorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise eine drehbare Tragscheibe aufweist, die auf der Hauptantriebswelle drehbar und parallel zu deren Längsachse verschiebbar angeordnet ist und zum Öffnen bzw. Schließen der Behälterdeckel in Richtung der Arbeitsbehälter oder von diesen wegbewegt wird. Der den Bearbeitungsabschnitt umgebende Abschnitt enthält eine über dem Bearbeitungsabschnitt angeordnete Ladestation und eine unter diesem angeordnete Trennstation für das Bearbeitungsgut.

Durch die Erfindung wird eine für viele Funktionen geeignete Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine geschaffen. Die erfindungsgemäße Maschine kann insbesondere alle diejenigen Funktionen erfüllen, die bisher nur einzeln mit Hilfe besonderer Maschinenkonstruktionen erfüllbar waren, insbesondere mit Hilfe von Zentrifugalbearbeitungsmaschinen mit horizontaler bzw. vertikaler Hauptantriebswelle oder von horizontale oder schräg angeordnete Hauptantriebswellen aufweisenden Bearbeitungsmaschinen, bei denen die Arbeitsbehälter nur um ihre Achsen rotieren . Die erfindungsgemäße Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine weist vorzugsweise eine Hauptantriebswelle auf, welche einen zentralen Bearbeitungsabschnitt trägt und von einer horizontalen Stellung

Ί ^:":.j":L:. .Χ'": 35H175 in eine vertikale Stellung oder "äücH in "Schfägsfellüngen oder umgekehrt schwenkbar ist, wobei der zentrale Bearbeitungsabschnitt eine an der Hauptantriebswelle befestigte und eine Vielzahl von Arbeitsbehältern tragende Drehscheibe aufweist. Jeder Arbeitsbehälter wird von einer eigenen Antriebsachse getragen und kann sowohl um seine eigene Achse gedreht als auch einer Umlaufbewegung um die Hauptantriebswelle unterworfen werden. Die oben erwähnten Funktionen können durch Änderung der Winkelstellung der Hauptantriebswelle vorgewählt werden, indem diese beispielsweise von einer Horizontalstellung in eine Vertikalstellung oder eine Schrägstellung geschwenkt wird.

Bevorzugt werden alle Operationen einschließlich des Füllens der Arbeitsbehälter, der verschiedenen Bearbeitungsschritte und der Massentrennung automatisch mit Hilfe einer Folgesteuerung nacheinander durchgeführt. Die Erfindung schafft damit ein komplettes System, daß die Funktionen der bekannten Maschinen in sich vereinigt und daher alle Anforderungen, die bisher an diese Maschinen einzeln gestellt wurden,gleichzeitig erfüllt. Auf diese Weise wird insbesondere das Problem der meistens begrenzten Raumverhältnisse gelöst.

Zur Verschwenkung bzw. zum Verkippen der Hauptantri ebsv;elle dient vorzugsweise ein Joch oder Rahmen mit einer zentralen, durchgehenden und zum Tragen der Hauptantriebswelle bestimmten Achse, wobei der Rahmen den gesamten zentralen Bearbeitungsabschnitt aufnimmt und an seinen Seiten mittels Schwenkzapfen schwenkbar gelagert ist und wobei eine Stellvorrichtung eine vorwählbare Verschwenkung des Rahmens ermöglicht. Alternativ kann der Rahmen aus Drehkränzen zusammengesetzt sein, die von einer zentralen, zur Aufnahme der Hauptantriebswelle bestimmten Achse durchragt sind, den zentralen Bearbeitungsabschnitt aufnehmen und auf Rollen drehbar gelagert sind, die mittels der Stellvorrichtung gedreht werden können.

Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen*.

■'.'l.l'lL· .:-'-;■ '-'. 35U175

Ein Vorteil besteht darin, daß eine.-spezifische".Operation oder eine Serie von spezifischen Operationen in Abhängigkeit davon gewählt werden kann, wie die Bearbeitungserfordernisse im Einzelfall sind. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Arbeitsbehälter entweder nur um ihre eigene Achsen rotieren läßt oder sowohl um ihre eigenen Achsen rotieren als auch um die Achse der Drehscheibe umlaufen läßt. Außerdem kann der gesamte zentrale Bearbeitungsabschnitt durch Änderung der Winkelstellung der Hauptantriebswelle verschwenkt und dadurch eine Bearbeitung mit schräg stehender Hauptantriebswelle gewählt werden. Dabei kann innerhalb einer einzigen Maschine jede dieser Bearbeitungsmöglichkeiten einzeln oder innerhalb einer Folge von zwei oder mehreren Bearbeitungsschritten gewählt werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich daraus, das die Behälterdeckel., vorzugsweise gleichzeitig, automatisch geöffnet und geschlossen werden können, so daß ein gleichzeitiges Füllen der Arbeitsbehälter mit Bearbeitungsgut möglich ist. Entsprechend können alle Arbeitsbehälter, möglichst gleichzeitig, auf ein zum Trennen der Werkstücke vom Schleifmittel bestimmtes Sieb entleert werden, so daß der gesamte Bearbeitungsprozeß automatisch ablaufen kann.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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

Fig. 1 die Draufsicht auf eine vollautomatische, für viele Funktionen geeignete Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Maschine nach Fig. 1 ; Fig. 3 eine Seitenansicht der Maschine nach Fig. 1 ;

' O ' , ' '■' 35U175

Fig. 4 im Längsschnitt Einzelheiten einer Antriebseinrichtung für die Arbeitsbehälter;

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Tragscheibe für Behälterdeckel;

Fig. 6 die Seitenansicht eines Rahmens, der den Bearbeitungsabschnitt der e.rfindungsgemäßen Maschine trägt und diesen in einer Vertikalstellung hält;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Rahmens nach Fig. 6 in einer Horizontalstellung;

Fig. 3 die Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine, wobei keine automatische Einrichtung zum Öffnen und Verschließen von Behälterdeckeln vorgesehen ist;

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Maschine nach Fig. 8; Fig.10 eine Seitenansicht der Maschine nach Fig. 8;

Fig.11 die Vorderansicht der Maschine nach Fig. 8, wobei eine Hauptantriebswelle in ihrer vertikalen Lage dargestellt ist;

Fig.12 die Vorderansicht der Maschine nach Fig.8, wobei eine Hauptantriebswelle in einer Schräglage dargestellt ist;

Fig.13 in einer vergrößerten Vorderansicht die Geometrie eines trommelartigen Arbeitsbehälters;

Fig.i4 eine vergrößerte Seitenansicht des Arbeitsbehälters nach Fig. 13.

Nachfolgend werden zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen die Fig. 1-7 eine Ausführungsform, die wahlweise eine Einrichtung zum automatischen Öffnen und Verschließen von Behälterdeckeln aufweist.

Die Fig. 8-14 zeigen dagegen eine--Aus'führüngs'for-n-"ohne eine derartige Einrichtung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1- 7 ist der Hauptteil der erfindungsgemäßen Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine innerhalb eines aus Gestellteilen zusammengesetzten Maschinengestells 1 angeordnet. Ein Joch oder Rahmen 8 ist an entgegengesetzten Seiten mittels horizontal angeordneter Schwenkzapfen 3,3a drehbar gelagert, die ihrerseits mittels Lagern 2,2a, die an Seitenteilen des Maschinengestells 1 befestigt sind, drehbar gelagert sind. Das freie Ende eines der Schwenkzapfen 3a (Fig. 2) steht mit einem Untersetzungsgetriebe 6 in Wirkverbindung, daß an einen Stellmotor 5 für den Rahmen angeschlossen ist. Die Drehung des Rahmens wird somit mit Hilfe des Schwenkzapfens 3a, des Untersetzungsgetriebes 6 und des Stellmotors 5 gesteuert. Der Rahmen 8 weist eine Vielzahl von nicht dargestellten, abgeschrägten Öffnungen auf, die an vorgewählten Stellen angeordnet sind, welche vertikalen, horizontalen und schrägen Stellungen des Rahmens 8 entsprechen. An diesen Stellen entsprechenden Stellen des Maschinengestells 1 ist eine Anzahl von nicht dargestellten, fluidbetriebenen Zylindern vorgesehen, die je eine ausrückbare bzw. einziehbare Kolbenstange aufweisen, an deren Vorderende ein Rastelement befestigt ist. Jedes Rastelement rastet in einer entsprechenden abgeschrägten Öffnung des Rahmens 8 ein und legt dadurch die zugehörige vertikale, horizontale oder schräge Stellung des Rahmens fest. Der Rahmen 8 ist von einer zentralen Achse 17 durchsetzt, deren Enden an zwei Seitenteilen des Rahmens befestigt sind. Diese zentrale Achse 17 trägt eine Hauptantriebswelle 18, die auf einen Mittelabschnitt der Achse 17 derart aufgezogen ist, daß sie sich frei auf der Achse 17 drehen kann. An einem Ende der Hauptantriebswelle 18 ist ein Umlaufrad 19 auf die Achse 17 aufgezogen, daß auf dieser frei drehbar gelagert ist. An der Hauptantriebswelle 18 sind außerdem, in Längsrichtung der Achse 17 beabstandet, ein Antriebsrad 20 und eine kreisrunde Drehscheibe 21 befestigt. Das Antriebsrad 20 weist eine Anzahl von z.B. vier Lagern 22 auf, die am Umfang des Antriebsrades 20 in gleichen Winkelabständen angeordnet sind.

ORIGINAL INSPECTED

In diesen Lagern 22 ist gemäß (Fig. 4) je. eine Antriebsachse. 24 eines Arbeitsbehälters 23 drehbar gelagert. An einem Ende jeder Antriebsachse 24 ist je ein Antriebsrad 25 befestigt. Das Umlaufrad 19 enthält zwei Antriebskränze 26, die jeweils einer Hälfte der vorhandenen Arbeitsbehälter 23 zugeordnet sind, und einen Antriebskranz 27, mittels dessen das Umlaufrad 19 in Umdrehungen versetzt werden kann. Am entgegengesetzten Ende der zentralen Achse 17 im Vergleich zu dem das Antriebsrad 20 der Drehscheibe 21 tragenden Ende ist eine Tragplatte 9 vorgesehen, die drehbar von einem Lager 10 getragen wird, daß gleitend auf die zentrale Achse 17 aufgezogen ist und in deren Längsrichtung gleitend hin-und her bewegt werden kann.

Ähnlich dem Antriebsrad 20 der Drehscheibe 21 weist auch die Tragplatte 9 eine Anzahl von Lagern 22a auf, die längs ihres Umfangs in gleichen Winkelabständen und an den Lagern 22 des Antriebsrads 20 entsprechenden Stellen angeordnet sind. Jedes Lager 22a lagert drehbar eine Behälterachse 24a, wobei jede Behälterachse 24a einen Behälterdeckel 13 aufweist. Jeder Arbeitsbehälter 23 weist eine Öffnung 12 auf (vgl. Fig. 4 und 6 ), die dadurch geöffnet bzw. verschlossen wird, daß der zugehörige Behälterdeckel 13 mittels der Tragplatte 9 abgesenkt bzw. angehoben wird. Hierzu ist unterhalb des Lagers 10 eine die Tragplatte 9 abstützende Montageplatte 4 vorgesehen. Die Montageplatte 4 ist auf die zentrale Achse derart aufgezogen, daß sie auf dieser in deren Längsrichtung auf- und ab>bewegt werden kann. Die Gleitbewegung der Montageplatte 4 wird mit Hilfe der Kolbenstangen von zwei dünnen, fluidbetriebenen Zylindern 7 bewirkt, die am Rahmen 8 befestigt sind. Die Kolbenstangen sind am Boden der Montageplatte 4 befestigt. Wenn daher das Fluid der Kolbenseite · der Zylinder 7 zugeführt wird, dann wird die Montageplatte durch die Kolbenstangen von unten nach oben bewegt und dadurch mit dem Lager 10 oder der Tragplatte 9 in Berührung gebracht. Dadurch wird das Lager 10 bzw. die Tragplatte 9 in Richtung der Arbeitsbehälter 23 bewegt. Die Tragplatte 9 wird angehoben, bis die Behälterdeckel 13 in innige Berührung mit den Öffnungen 12 der Arbeitsbehälter 23 gebracht sind.

Der Bewegungsweg der Tragplatte 9 wird dabei" durch den*Hub-der Kolben bzw. der Kolbenstangen der Zylinder 7 festgelegt. Damit die Arbeitsbehälter hermetisch abgedichtet werden, sind die Ränder der Öffnungen 12 und der Behälterdeckel 13 mit Gummi oder ähnlichen Materialien belegt. An einem seitlichen Rand der Tragplatte 9 ist eine Rolle 28 vorgesehen. Diese Rolle 23 ist an einem nicht dargestellten, im Rahmen 6 gelagerten Drehzapfen befestigt und derart angeordnet, daß sie durch Anlage am seitlichen, peripheren Rand der Tragplatte 9 diese in Umdrehungen versetzen kann. Die Drehung der Rolle 28 wird durch einen zugehörigen Stellmotor 41 herbeigeführt, der über einen Riemen 42 mit der Rolle 28 verbunden ist.

Es wird nun die Antriebseinrichtung beschrieben, die die erforderliche Antriebsenergie für die bewegbaren Teile der beschriebenen Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine liefert. Wie sich insbesondere Fig. 2 entnehmen läßt, sind ein Hauptantriebsmotor 30 mit einer vertikalen Welle 31 und ein untersetzter Stellmotor 35 mit Bremssteuerung zum Einstellen der Drehscheibe 21 mittels einer gemeinsamen Grundplatte an einer seitlichen Innenwand des Rahmens 8 befestigt und nebeneinander auf der Grundplatte angeordnet. Der Hauptantriebsmotor 30 weist eine Riemenscheibe 32 auf, die starr am unteren Ende der vertikalen Welle 31 befestigt ist. Ein Riemen 34 ist einerseits um die Riemenscheibe 32 und andererseits um das Antriebsrad 20 der Drehscheibe 21 gelegt. Auf diese Weise wird die Antriebskraft des Hauptantriebsmotors 30 über den Riemen 34 und das Antriebsrad 20 direkt auf die Drehscheibe 21 übertragen. Der Hauptantriebsmotor 30 weist außerdem ein Kettenrad 33 auf, daß über eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung am oberen Ende der vertikalen Welle 31 starr befestigt ist. Am oberen Ende der nicht dargestellten Welle des Stellmotors 35 ist ein Kettenrad 36 (Fig. 1) befestigt. Die beiden Kettenräder 33 und 36 sind mittels einer Kette 45 antriebsmäßig miteinander verbunden. Wenn daher der Stellmotor 35 eingeschaltet ist, wird dessen Antriebskraft über die Kette 45 und den Hauptantriebsmotor 30 auf dessen Welle 31 übertragen. An einem am Rahmen 8 befestigten Arm ist weiterhin ein

ORIGINAL INSPECTED

Antriebsmotor 37 befestigt, dem ein Untersetzungsgetriebe 38 nachgeschaltet ist. Der Antriebsmotor 37 und das Untersetzungsgetriebe 38 dienen zum Antrieb der Arbeitsbehälter um ihre eigenen Achsen. Das Untersetzungsgetriebe 38 v/eist eine Ausgangswelle auf, die ein Kettenrad 39 trägt, das über eine Kette 40 mit dem zugehörigen Antriebskranz 27 verbunden ist.

Die bisher beschriebenen Bauteile und Elemente einschließlich der Antriebseinrichtung, der zugehörigen Steuerungen und der angetriebenen Teile bilden einen zentralen Bearbeitungsabschnitt der erfindungsgemäßen, viele Funktionen ermöglichenden Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine.

Unterhalb dieses zentralen, vom Rahmen 8 umgebenen Bearbeitungsabschnitts ist eine an sich bekannte, auf Vibration beruhende Trenneinrichtung 43 für das Bearbeitungsgut angeordnet. Diese Trenneinrichtung 43 enthält ein Sieb 44, das direkt unterhalb der Arbeitsbehälter angeordnet ist und sich bis zu einem Auslaß für die Werkstücke erstreckt. Das Sieb 44 ist ausreichend lang und breit, um das gesamte Bearbeitungsgut aus allen Arbeitsbehältern gleichzeitig aufnehmen zu können (Fig. 1). Das Schleifmittel, das mit Hilfe des Siebes 44 von den bearbeiteten Werkstücken abgetrennt wird, wird in einem unterhalb des Siebs 44 angeordneten Sammelbehälter 46 (Fig. 6) gesammelt, der sich längs des Transportweges des Bearbeitungsgutes auf dem Sieb 44 erstreckt. Der Sammelbehälter 46 weist zwei Ausläße 48 und 48a (Fig. 1) auf, durch die das Schleifmittel in unter ihnen befindliche Förderbehälter 53 und 53a überführt wird. Gemäß Fig. 2 ist unterhalb des Siebs 44 ein Motor 47 angeordnet, der mittels einer Vielzahl von Federn schwingfähig angeordnet ist und dazu dient, das Sieb 44 in Vibrationen zu versetzen.

Gemäß Fig. 2 ist weiterhin oberhalb des zentralen Bearbeitungsabschnitts eine Ladestation 51 vorgesehen, die zwei Einfülltrichter 50 und 50a und eine zwischen diesen und den Ausläßen 48,48a verlaufende Fördereinrichtung 49 aufweist. Gemäß Fig. 3 und 6 ist einer der beiden Einfülltrichter,z.B. der Einfülltrichter 50, mit der Kolbenstange 15 eines fluidbetriebenen Zylinders 14 durch ein Gelenk verbunden, dessen

JO It I /J.: .". .

eines Ende mittels eines Schwenkzapfens 1.1 an. -den trichter 50 angelenkt ist und dessen anderes Ende mit der Kolbenstange 15 verbunden ist. In ähnlicher Weise ist der Einfülltrichter 50a an das rückwärtige Ende des Zylinders 14 mittels eines Gelenks schwenkbar angekoppelt, das mittels eines Schwenkzapfens 11a an den Einfülltrichter 50a angelenkt ist. Jeder Einfülltrichter ist innen in zwei Durchgänge eingeteilt, die an ihren Böden je einen Auslaß 52 bzw. 52a aufweisen ( Fig. 2). Die beiden Förderbehälter 53 und 53a sind durch eine Stange 54 miteinander verbunden und können aus ihrer Stellung unterhalb der Ausläße 48, 48a nach oben bis in eine Stellung oberhalb der Einfülltrichter 50, 50atransportiert werden (Fig.1,2 und 3). Hierzu weist die Fördereinrichtung 49 entsprechende Förderelemente,z.B. Ketten 55 auf, die durch einen Motor 56 in Bewegung versetzt werden.

Gemäß der obigen Beschreibung enthält das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1-7 einen zentralen Bearbeitungsabschnitt, der innerhalb eines schwenkbaren Rahmens angeordnet ist, wobei die verschiedenen Bearbeitungsmöglichkeiten dadurch hergestellt werden, daß der Winkel der Hauptantriebswelle geändert wird. Demgegenüber können die verschiedenen Bearbeitungsmöglichkeiten gemäß einer weiteren, weiter unten beschriebenen Ausführungsform auch dadurch geschaffen werden, das der zentrale Bearbeitungsabschnitt zwischen zwei Drehkränzen angeordnet ist, die drehbar auf Rollenpaaren abgestützt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Winkel der Hauptantriebswelle dadurch geändert, das die Rollen mittels eines Stellmotors gedreht werden.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der beschriebenen Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine erläutert. In diesem Zusammenhang ist insbesondere darauf hinzuweisen, das die erfindungsgemäße Maschine alle diejenigen Bearbeitungsschritte ermöglicht, die bisher nur einzeln mit Zentrifugalbearbeitungsmaschinen mit horizontaler oder vertikaler Hauptantriebswelle oder mit solchen Bearbeitungsmaschinen durchgeführt werden konnten, die eine horizontale oder schräg angeordnete Hauptantriebswelle aufweisen

ORIGINAL INSPECTED

35U175-:

und nur eine Drehung der Arbeitsbehälter lim -ihre-Achsen ·- ermöglichen. Daher werden nachfolgend zwei typische Beispiele für aufeinander folgende Bearbeitungsschritte beschrieben, um dadurch das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. In einem Beispiel folgt dabei einem ersten Bearbeitungsschritt nach Art einer Zentrifugalbearbeitungsmaschine mit horizontaler Hauptantriebswelle, währenddessen die Werkstücke mit hohem Wirkungsgrad bearbeitet werden, ein zweiter Bearbeitungsschritt, währenddessen die Werkstücke einer Präzisionsbearbeitung unterworfen werden und der nach Art einer Bearbeitungsmaschine abläuft, die eine horizontale Hauptantriebswelle aufweist, bei der jedoch die Arbeitsbehälter nur um ihre eigenen Achsen gedreht werden. Beim zweiten Beispiel, bei dem Werkstücke aus relativ zerbrechlichen Materialien wie beispielsweise Keramik behandelt werden, ist zunächst ein Bearbeitungsschritt entsprechend einer Bearbeitungsmaschine mit schräg angeordneter Hauptantriebswelle und lediglich rotierenden Arbeitsbehältern vorgesehen, währenddessen zunächst eventuelle Grate von den Werkstückoberflächen beseitigt und die Ecken der Werkstücke leicht abgerundet werden, während anschließend ein Bearbeitungsschritt nach Art einer Zentrifugalbearbeitungsmaschine mit vertikaler Hauptantriebswelle folgt, währenddessen die endgültige Rundung und Oberflächenbearbeitung vorgenommen werden.

Es werden nun zunächst die Verfahrensschritte betreffend die Zentrifugalbearbeitung mit horizontaler Hauptantriebswelle und dann die Verfahrensschritte betreffend die normale Bearbeitung mit horizontaler Hauptantriebswelle beschrieben. Dabei wird angenommen, daß die einzelnen Arbeitsbehälter 23 geeignete Mengen an zu bearbeitenden Werkstücken und die benötigten Schleifmittel einschließlich Wasser und Lösungsmittel enthalten, entsprechend Fig.7 horizontal angeordnet und die Einfülltrichter 50 und 50a in zurückgezogener Stellung angeordnet sind. Im Anfangszustand ist daher der Rahmen S mittels der zugehörigen Rastelemente in einer solchen Winkelstellung gehalten, daß die Hauptantriebswelle 18 horizontal angeordnet ist.

Es wird nun der Hauptantriebsmotor 30 ein^esp.häl-te-b, -.wobei ... die elektromagnetische Kupplung auf dem Kettenrad 33 entregt bzw. ausgeschaltet ist. Das Einschalten des Hauptantriebsmotors 30 hat eine Rotation des Antriebsrades 20 und der Drehscheibe 21 zur Folge. Die von der Drehscheibe 21 getragenen Arbeitsbehälter 23 rotieren dann um ihre Achsen, während sie gleichzeitig um die Hauptantriebswelle 18 umlaufen. Wenn die Anzahl der Umlaufbewegungen für irgendeinen der Arbeitsbehälter durch N und die Zahl der axialen Drehungen durch die Zahl η ausgedrückt wird, dann sollte das Verhältnis n/N derart gewählt werden, daß n/N gleich-1 ist, was dem geeignetsten Wert entspricht. In diesem Fall ist der die axiale Drehbewegung der Arbeitsbehälter bewirkende Antriebsmotor 37 ausgeschaltet. Die Zahl der Umläufe der Arbeitsbehälter sollte bei 60-200A/2R pro Minute, vorzugsweise bei 100-160/-/2R pro Minute betragen, wobei R der Radius (m) der orbitalen Drehung um das Zentrum ist, durch welche die Arbeitsbehälter auf ihrer Umlaufbahn geführt sind. Die Wahl eines der oben genannten Werte sollte für die besten Ergebnisse sorgen. Auf diese Weise wandern die Arbeitsbehälter 23 in einer Orbitalbewegung um die horizontal angeordnete Hauptantriebswelle 18, während sie gleichzeitig um ihre Achsen rotieren und damit die erste, mit hoher Drehzahl erfolgende Zentrifugalbearbeitungsstufe ermöglichen, während welcher die Werkstücke einer Oberflächenbearbeitung mit hohem Wirkungsgrad unterzogen werden. Nach Beendigung der ersten Bearbeitungsstufe wird der Hauptantriebsmotor 30 angehalten und der Antriebsmotor 37 gestartet, um eine axiale Drehung der Arbeitsbehälter einzuleiten. Die nächste Bearbeitungsstufe, bei welcher die horizontal angeordneten Arbeitsbehälter lediglich um ihre Achsen gedreht werden, beginnt somit durch das Einschalten des Antriebsmotors 37, der eine axiale Drehung der Arbeitsbehälter bewirkt. In diesem Falle sollte die Zahl der axialen Drehungen irgendeines Arbeitsbehälters 15-30/V2r pro Minute, vorzugsweise 18-20/i/2r pro Minute betragen, wobei r der Radius (m) des vom Arbeitsbehälter umschriebenen Kreises ist. Die Wahl jedes dieser Bereiche sollte die besten Ergebnisse zur Folge haben. Wenn die zweite Bearbeitungsstufe abgeschlossen ist, wird der Antriebsmotor 37 ausgeschaltet.

ORIGINAL INSPECTED

Der Rahmen 8 wird nun von den Rastelementen "öefräity^die ihn ^: in der horizontelen Stellung halten, worauf der Stellmotor 5 eingeschaltet wird, um dadurch die Hauptantriebswelle 18 in ihre vertikale Stellung entsprechend Fig. 2 und 3 zu verschwenken. Nach dem Verschwenken der Hauptantriebswelle 18 und entsprechend auch des Rahmens 8 in die vertikale Stellung werden die entsprechenden Rastelemente wirksam gemacht, die den Rahmen 8 in dieser Position halten.

Danach wird die elektromagnetische Kupplung auf dem Kettenrad 33 erregt bzw. eingeschaltet und der untersetzte Stellmotor mit Bremssteuerung in Gang gesetzt. Hierdurch wird die Drehscheibe 21 derart gedreht bzw. eingestellt, daß die Arbeitsbehälter unterhalb der Auslässe 52, 52a der Einzeltrichter 50, 50a angeordnet und ihre Mittelachsen auf diejenigen der

zugehörigen Ausläße 52, 52a ausgerichtet sind.__

Nach dieser Einstellung der Arbeitsbehälter wird ein unter Druck stehendes Fluid der Kolbenstangenseite der Zylinder 7 zugeführt. Hierdurch wird die Montageplatte 4 von der Drehscheibe 21 wegbewegt, so daß die Öffnungen 12 der Arbeitsbehälter 23 von dem Haltedruck der Behälterdeckel befreit werden.

Der nächste Schritt in der Folge der Verfahrensstufen besteht darin, die Rolle 28 mit der Seitenwand der Tragplatte 9 in Berührung zu bringen und dann den Stellmotor 41 einzuschalten. Dies hat die Wirkung, daß die Tragplatte 9 und die von ihr getragenen Behälterdeckel 13 um einen Drehwinkel von 45 Grad um die Hauptantriebswelle 18 gedreht werden. Dadurch werden die Behälterdeckel 13 in horizontaler Richtung von den Öffnungen 12 der zugehörigen Arbeitsbehälter 23 abgezogen und die Öffnungen 12 freigelegt. Das in den Arbeitsbehälter 23 befindliche Bearbeitungsgut kann nun durch die Öffnungen 12 und entsprechende Ausnehmungen 57 in der Tragscheibe 9 auf das darunter befindliche Sieb 44 der Trenneinrichtung 43 fließen. Dies gilt für alle vorhandenen, im dargestellten Beispiel 4 Arbeitsbehälter. Gleichzeitig wird der die Vibrationen des Siebs 44 bewirkende Motor 47 eingeschaltet. Hierdurch wird das Sieb 44 in Vibrationen versetzt, so daß

Danach wird der Stellmotor 41 eingeschaltet,""um* <iadüpcft-di-e die Behälterdeckel 13 tragende Tragscheibe 9 derart zu drehen, daß die Behälterdeckel oberhalb der Öffnungen 12 der zugehörigen Arbeitsbehälter 23 angeordnet sind. Danach wird den Kolbenseiten der Zylinder 7 ein unter Druck stehendes H-uid zugeführt, wodurch die Montageplatte 4 die Tragplatte 9 in Richtung der Arbeitsbehälter verschiebt und dadurch die Behälterdeckel fest gegen die zugehörigen Öffnungen 12 drückt. Dadurch werden die Arbeitsbehälter hermetisch verschlossen, womit ein Zyklus des zweistufigen Bearbeitungsvorgangs beendet ist.

Bei einer zweiten Anwendungsform eines zweistufigen Bearbeitungsvorgangs wird zunächst eine Bearbeitung mit schräg stehender Hauptantriebswelle und dann eine Zentrifugalbearbeitung mit vertikaler Hauptantriebswelle vorgenommen. Zur Erläuterung dieses Anwendungsbeispiels ist die nachfolgende Beschreibung allerdings auf die hierfür spezifischen Operationen beschränkt, da die übrigen Operationen in ähnlicher Weise ablaufen, wie bereits beschrieben wurde. Es wird angenommen, daß die Arbeitsbehälter 23 zu Beginn bereits mit den zu bearbeitenden Werkstücken und dem zugehörigen Schleifmittel gefüllt sind und eine Schrägstellung einnehmen. In dieser Schrägstellung wird der Rahmen 8 durch zugehörige Rastelemente gehalten, so daß auch die Hauptantriebswelle 18 in einer Schrägstellung angeordnet ist. Der Kipp- oder Schwenkwinkel der Hauptantriebswelle kann in einem Bereich zwischen 20-50 Grad, vorzugsweise 30-40 Grad mit Bezug auf die Horizontalebene liegen. Durch Wahl dieser Werte sollten sich die besten Ergebnisse erzielen lassen. Der erste Verfahrensschritt besteht darin, den Antriebsmotor einzuschalten, der eine axiale Drehung der Arbeitsbehälter 23 herbeiführt. Hierdurch wird die erste, mit schräg stehender Hauptantriebswelle erfolgende Bearbeitungsstufe eingeleitet. Wie bereits oben erläutert wurde, ist diese Art der Trommelbearbeitung im Vergleich zur Bearbeitung mit horizontaler Hauptantriebswelle besonders für Entgratungsarbeitung geeignet, weil diese Arbeitsweise eine glatte, weiche Strömung des gesamten Bearbeitungsgutes sicherstellt. Außerdem kann diese Arbeitsweise bei Anwendung solcher Werkstücke benutzt werden, die dazu neigen, bei Anwendung der horizontalen Arbeitsweise an den

IH I /

das auf dem Sieb befindliche Bearbeitungsgerät--in beär£eit"et"e---' Werkstücke und ihre Schleifmittel getrennt wird. Dabei wandern die Werkstücke in Richtung der Ausläße 53, durch die sie dann in einem nicht dargestellten Werkstückbehälter gesammelt werden, während die Schleifmittel durch die Maschen des Siebs 44 in den darunter befindlichen Sammelbehälter 66 gelangen und dann mittels der Ausläße 48 und 43a in den Förderbehältern 53 und 53a gesammelt werden. Während dieses Sammelprozeßes werden außerdem die nachfolgend zu bearbeitenden Werkstücke in die Förderbehälter 53 und 53a eingegeben.

Es werden nun die Rastelemente vom Rahmen 8 gelöst. Außerdem wird der Stellmotor 5 eingeschaltet, wobei die öffnungen 12 der Arbeitsbehälter 23 noch frei von den Behälterdeckeln sind. Dies hat zur Folge, daß die Schwenkzapfen 3 und 3a eine Drehbewegung um einen Schwenkwinkeüivon 180 Grad ausführen, wodurch die Stellung des Rahmens 8 umgekehrt wird. Danach wird ein unter Druck stehendes Fluid der Kolbenseite des Zylinders 14 zugeführt, wodurch die Einfülltrichter 50 und 50a mittels ihrer Gelenke derart verschwenkt werden, daß sie in Fig. 6 dargestellte Stellung einnehmen und mit ihren Ausläßen 52 und 52a den Öffnungen 12 der Arbeitsbehälter 23 gegenüberstehen. In dieser Stellung wird das Joch 8 wiederum durch entsprechende Rastelemente festgehalten.

Nachdem alle Schleifmittel und Werkstücke in die Förderbehälter gefüllt worden sind, wird der Fördermotor 56 eingeschaltet, so daß die Förderbehälter 53 und 53a nach oben bis dorthin transportiert werden, wo die Einfülltrichter 50,5Oa angeordnet sind. Oberhalb der Einfülltrichter werden die Förderbehälter umgekippt, um dadurch ihren Inhalt in die Einfülltrichter zu schütten. Da jeder Einfülltrichter in zwei Kammern geteilt ist, wird der Inhalt jedes Förderbehälters auf die beiden Kammern eines zugehörigen Einfülltrichters verteilt. Der Inhalt jeder Kammer wird durch den zugehörigen Auslaß 52, 52a in einen zugeordneten Arbeitsbehälter 53 abgegeben. Wenn die Überführung des Bearbeitungsgutes in die Arbeitsbehälter abgeschlossen ist, werden die Einfülltrichter 50,5Oa wieder aus Fig. 3 ersichtliche Stellung zurückgeschwenkt.

ORIGINAL !NSPECTED

3bΊ41 Vte .·■. .·-.: . -;;-:;;■

inneren Endseiten der inneren Behält erwähde-'festzukleben*. ·-- Nach Vollendung der ersten Bearbeitungsstufe wird der Antriebsmotor 37 ausgeschaltet und der Stellmotor 5 eingeschaltet. Hierdurch wird der Rahmen 8 einer Einstellbewegung unterworfen. Der Stellmotor 5 wird ausgeschaltet, wenn die Arbeitsbehälter 23 entsprechend Fig. 2 und 3 mit ihren Öffnungen 12 nach unten weisen und gleichzeitig die Hauptantriebswelle 18 vertikal angeordnet ist. Danach wird der Hauptantriebsmotor 30 eingeschaltet, der die Drehscheibe 21 in Umdrehungen versetzt und dadurch eine Umlaufbewegung der Arbeitsbehälter um die Hauptantriebswelle 18 bewirkt. Mit Beginn dieser Bewegung steigt das Bearbeitungsgut allmählich längs der äußeren peripheren Wandung innerhalb der Arbeitsbehälter an. Diese Arbeitsweise bringt gegenüber einer entsprechenden Arbeitsweise mit horizontaler Hauptantriebswelle den Vorteil mit sich, daß bei Start- und Stopvorgängen weniger Schläge auf das Bearbeitungsgut ausgeübt werden. Nach Vollendung dieser Arbeitsstufe wird der Hauptantriebsmotor 30 ausgeschaltet. Anschließend wird der Stellmotor 35 eingeschaltet, um die Drehscheibe 21 derart einzustellen, daß die Arbeitsbehälter in für den Entladevorgang geeigneten Stellungen aigeordnet sind.Entsprechend der obigen Beschreibung wird das Bearbeitungsgut nun auf das Sieb 44 entladen. Die bearbeiteten Werkstücke werden mittels des Auslaßes 58 gesammelt, während die Schleifmittel zurückgewonnen und in den Förderbehältern 53, 53a gesammelt und dann zusammen mit den beim nächsten Zyklus zu bearbeitenden Werkstücken wieder benutzt werden.

Im Anschluß an die zweistufige Bearbeitung werden der Rahmen 8 und die Arbeitsbehälter 23 um 180 Grad verschwenkt, um die Öffnungen 12 der Arbeitsbehälter gegenüber den Einfülltrichter 50 und 50a anzuordnen. Anschließend werden die Förderbehälter 53 und 53a nach oben zu den Einfülltrichtern 50 und 50a transportiert, worauf das Bearbeitungsgut in die Arbeitsbehälter geladen wird. Anschließend werden die Arbeitsbehälter wiederum mit den Behälterdeckeln 13 verschlossen, womit ein Zyklus der zweistufigen Bearbeitung beendet ist.

ORIGINAL INSPECTED

Beim beschriebenen. Ausführungsbeispiel kann.'der-.zerrtra'le',.--' im wesentlichen durch die Hauptantriebswelle getragene Bearbeitungsabschnitt zusammen mit dieser in Abhängigkeit von den besonderen Bearbeitungsbedürfnissen beispielsweise in eine horizontale oder vertikale oder schräge Stellung geschwenkt werden. Infolge dessen bietet eine einzige Maschinenkonstruktion einen weiten Bereich von Wählmöglichkeiten unter solchen Funktionen, die bisher nur mit unterschiedlichen, von einander unabhängigen Maschinen erfüllt werden konnten. Dabei kann eine vollständig automatische Arbeitsweise dadurch erreicht werden, daß wahlweise Vorrichtungen zum automatischen öffnen und Verschließen der Behälterdeckel, zum Be- und Entladen der Arbeitsbehälter und zum Trennen des Bearbeitungsgutes vorgesehen werden.

Anhand der Fig. 8 bis 14 wird nachfolgend eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei welcher die Vorrichtung zum automatischen öffnen und Verschließen der Behälterdeckel nicht vorgesehen ist. Ein den Hauptteil der Maschine bildender, zentraler Bearbeitungsabschnitt ist in einem Maschinengestell 60 abgestützt und in folgender Weise konstruiert. Zwei Stangen 62, 62a, die an ihren entgegengesetzten Enden jeweils Rollen 6i,6ia aufweisen, sind auf dem Maschinengestell 60 abgestützt und, parallel zueinander, über das Maschinengestell erstreckt. Eine der Stangen, z.B. die Stange 62, weist ein Kettenrad 63 auf, das mittels einer Kette 66 mit einem Kettenrad 65 eines untersetzten Stellmotors verbunden ist,der im Maschinengestell 60 befestigt ist. Dadurch wird die Antriebskraft des Stellmotors 64 über die Kette und die Kettenräder auf die Stange 62 übertragen, so daß diese in Umdrehungen versetzt werden kann. Auf den Rollenpaaren 6i,6ia sind zwei Drehkränze 67,67a drehbar abgestützt. Zwei parallele Stirnplatten 68, 68a sind quer zwischen den Drehkränzen 67, 67a angeordnet und starr an diesen befestigt. Die beschriebenen Bauteile bilden einen drehbaren Rahmen. Zwei weitere Stangen mit runden Querschnitten 69,69a sind am Maschinengestell 60 befestigt und, parallel zueinander, mit den entsprechenden Stangen 62,62a quer über das Maschinengestell erstreckt. Jede Stange 69,69a weist an ihrem Ende

ein Gehäuse 72, 72a auf, daß in Längsrichtungauf die zugehörige Stange aufgezogen ist und an seinem oberen Ende ein Rastelement 70,70a, am unteren Ende dagegen einen Ansatz 71, 71a (Fig. 10) aufweist. Am Boden des Maschinengestells 60 ist ein horizontaler, fluidbetriebener Zylinder angeordnet, der gemäß Figur 10 in Querrichtung des Maschinengestells beweglich ist.

Der Zylinder 73 ist mit einer ausfahrbaren bzw. zurückziehbaren Kolbenstange 74 versehen, an deren Vorderende das eine Ende eines um kleine Winkel schwenkbaren Verbindungsstabs angelenkt ist. Das andere Ende des Verbindungsstabs 102 ist mittels eines Lagers am Maschinengestell befestigt. Der Ansatz 71 des Gehäuses 72 ist an dem Verbindungsstab 102 an einer Stelle befestigt, die näher an dessen am Maschinengestell befestigten Ende liegt. Am rückwärtigen Ende des Zylinders 73 ist das eine Ende eines um kleine Winkel schwenkbaren Verbindungsstabs 103 angelenkt, dessen anderes Ende mittels eines Lagers im Maschinengestell befestigt ist. Der Ansatz 71a des Gehäuses 72a ist mit diesem Verbindungsstab 103 an einer Stelle befestigt, die näher dessen Lager im Maschinengestell liegt. Auf diese Weise hat die Zuführung eines unter Druck stehenden Fluids zur Kolbenseite des Zylinders 73 zur Folge, daß dessen Kolbenstange 74 ausgetrieben wird, wodurch die beiden Gehäuse 72 und 72a aufgrund der Wirkung der zugehörigen Ansätze 71 und 71a auf den Stangen 69 und 69a nach außen gleiten können. Wird das unter Druck stehende Fluid dagegen der Kolbenstangenseite des Zylinders 73 zugeführt, dann tritt die entgegengesetzte Wirkung ein, das heißt die Kolbenstange 74 wird zurückgezogen, wodurch die Gehäuse 72 und 72a auf den Stangen 69 und 69a nach innen gleiten. Die Drehkränze 67 und 67a weisen abgeschrägte öffnungen 75 auf, die an geeigneten Stellen längs des äußeren Umfangs der Drehkränze angeordnet sind und dazu dienen, die Rastelemente 70, 70a aufzunehmen. Die Wechselwirkung zwischen diesen abgeschrägten öffnungen und den Rastelementen ist in Fig. 8 dargestellt.

An den Stirnplatten 68 und 68a sind die beiden Enden einer zwischen ihnen erstreckten zentralen Achse 76 befestigt.

Auf einen Mittelabschnitt dieser Achse ist eine Hauptantriebs-

ORlGINAL iisiSPECTED

welle 77 drehbar aufgezogen. Auf ein Endfe dfei¹" AcKse"7o-ist _^: außerdem ein Umlaufrad 78 drehbar aufgezogen (Fig. 8). An die entgegengesetzten Enden der Hauptantriebswelle 77 ist einerseits ein Antriebsrad 79, andererseits eine kreisrunde Drehscheibe 80 befestigt. Das Antriebsrad 79 für die Drehscheibe 80 weist eine Anzahl von beispielsweise vier (Fig. 10) Lagern 81 auf, die mit gleichen Abständen längs seines Umfangs angeordnet sind, während die Drehscheibe 30 an diesen Lagern 81 entsprechenden Stellen eine entsprechende Vielzahl von Lagern 81a aufweist. Die Lager 81 und 81a dienen zur drehbaren Lagerung von Behälterachsen 83, 83a, die von den entgegengesetzten Endflächen von Arbeitsbehältern 32 wegragen. An den Enden der Behälterachsen 83a sind jeweils Antriebsräder 84 starr befestigt. Das Umlaufrad 78 (Fig. 8) weist Antriebskränze 85, die jeweils die Hälfte der Arbeitsbehälter 82 antreiben, und einen Antriebskranz 86 auf, mittels dessen das Umlaufrad 78 selbst in Umdrehungen versetzt werden kann. Jeder Arbeitsbehälter 82 ist entsprechend Fig. 13 und 14 ausgebildet und enthält Stirnwände 87a und 87by von denen die Behälterachsen 83 und 83a wegragen und der Ebene senkrecht zu den Behälterachsen quadratisch ausgebildet sind, sowie Seitenwände 88a bis 88h, die alle dieselbe quadratische Form besitzen, parallel zu den Behälterachsen angeordnet sind und mit den angrenzenden

von Seitenwänden jeweils einen Winkel/135 Grad bilden. Durch diese Anordnung wird ein verbesserter Wirkungsgrad beim Bearbeiten der Werkstücke erzielt, weil sie bei Blick von den oberen, vorderen und seitlichen Seiten in Fig. 13 und 14 dieselbe Form aufweist und alle Seitenwände die richtige Rührwirkung bei jeder Art von Trommelbearbeitung sicherstellen, insbesondere bei der Zentrifugalbearbeitung mit horizontaler bzw. vertikaler Hauptantriebswelle. Die dargestellten Behälter ermöglichen daher, daß die drei unterschiedlichen Arten von Bearbeitungen nacheinander durchgeführt werden können. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Arbeitsbehälter auch andere Querschnitte, z.B. fünfeckige, achteckige oder kugelige bzw. runde Querschnitte aufweisen können.

OJ IH I /

Die Zahl der vom Antriebsrad 79 bzw. der'Drehscheibe 80" getragenen Arbeitsbehälter kann zwei oder mehr betragen. Gewöhnlich werden vier Arbeitsbehälter verwendet und symmetrisch angeordnet. Einer der Drehkränze, beispielsweise der Drehkranz 67, ist ringförmig ausgebildet, damit er von der Vorderseite her manuell betätigt werden kann, während der andere Drehkranz 67a abgedeckt ist. Der Drehkranz 67a weist einen Hauptantriebsmotor 89 und einen untersetzten Stellmotor 94 mit Bremssteuerung auf, der zum Einstellen der Drehscheibe dient. Beide Motoren sind starr an einer Seite des Drehkranzes 67a befestigt. Der Hauptantriebsmotor 89 ersetzt eine Ausgangswelle 90, auf der eine Riemenscheibe 91 und über eine elektromagnetische Kupplung ein Kettenrad 92 befestigt sind. Die Riemenscheibe 91 und das Antriebsrad 79 sind mittels eines Antriebsriemens 93 verbunden, so daß die Antriebskraft des Hauptantriebsmotors 89 über den Antriebsriemen 93 auf das Antriebsrad 79 übertragen wird. Das Kettenrad 92 wird mittels einer Kette 104 angetrieben, die auch über ein Kettenrad 95.auf der Antriebswelle des Stellmotors 94 gelegt ist. Die Stirnwand 68a trägt einen Antriebsmotor 96 mit Bremssteuerung, der zur axialen Drehung der Arbeitsbehälter dient und an eine Drehzahl- Einstellvorrichtung 97 gekoppelt ist. Die Drehzahl- Einstellvorrichtung 97 weist eine Ausgangswelle auf, an der'/Sad 98 befestigt ist, das mittels einer Kette 99 mit dem Antriebskranz 86 verbunden ist. Jeder Arbeitsbehälter 82 weist einen entfernbaren Deckel 100

eines

auf, der mittels/Klemmbügels 101 am Arbeitsbehälter befestigt werden kann.

Nachfolgend wird die Betriebsweise des zweiten AusfUhrungsbeispiels näher erläutert. Ähnlich wie die erste Ausführungsform ermöglicht auch die zweite Ausführungsform verschiedene Arbeitsweisen, die bisher nur einzeln von speziellen Maschinen erfüllt werden konnten und beliebig gewählt und einzeln oder in Kombination je nach den Bearbeitungserfodernissen genutzt werden können. Zum leichteren Verständnis der zweiten Ausführungsform werden zwei Verfahrensweisen beschrieben, wobei die erste

ORIGINAL

Verfahrensweise einen Bearbeitungsprozeß"betrifft, bei

dem zunächst eine Zentrifugalbearbeitung mit horizontaler Achse und dann eine normale Bearbeitung mit horizontaler Achse vorgenommen wird, während die andere Arbeitsweise einen Bearbeitungsprozeß betrifft, bei dem auf eine Zentrifugalbearbeitung mit vertikaler Achse eine einfache Bearbeitung mit schräg stehender Achse folgt.

Mit Bezug auf die erste Arbeitsweise wird zunächst angenommen, daß die Arbeitsbehälter und die zugehörigen Teile zu Beginn die aus Fig. 8 und 9 ersichtlichen Stellungen einnehmen, von denen die Beschreibung ausgeht. Die Drehkränze 67 und 67a sind durch die Rastelemente 70 und 70a derart gehalten, daß die Hauptantriebswelle 77 ihre horizontale Stellung einnimmt. Jeder Arbeitsbehälter 82 enthält geeignete Mengen der zu bearbeitenden Werkstücke und des Schleifmittels, das bei Bedarf Wasser und Lösungsmittel enthalten kann, und ist mittels des Deckels 100 durch Anziehen des Klemmbügels 101 hermetisch verschlossen. Bei eingeschalteter elektromagnetischer Kupplung auf dem Kettenrad 92 wird nun der Stellmotor 94 eingeschaltet. Hierdurch wird der Drehscheibe 80 eine Einstellbewegung erteilt, um alle Arbeitsbehälter 82 in ihre Bereitstellungen zu bringen. Wenn diese erreicht sind, wird die elektromagnetische Kupplung des Kettenrads 92 entregt und der Hauptantriebsmotor 89 eingeschaltet. Hierdurch wird die Drehscheibe 80 in Richtung eines Pfeils a (Fig. 10), das heißt senkrecht zur Achse der Hauptantriebswelle in Umdrehungen versetzt. Die einzelnen Arbeitsbehälter 82 rotieren dabei mit der Drehscheibe und laufen um die Hauptantriebswelle 77 um, während sie sich gleichzeitig mit den Behälterachsen 83, die durch den Antriebsriemen angetrieben werden, in Richtung eines Pfeils b. (Fig. 10) um ihre eigenen Achsen drehen. Das Verhältnis der Zahl der orbitalen Umläufe N zur Zahl der axialen Drehungen η der Arbeitsbehälter 82, das durch den Ausdruck n/N gegeben ist, kann dadurch vorgewählt werden, daß die Ausgangsdrehzahl bzw. die Zahl der Umdrehungen des Antriebsmotors mittels der Drehzahl-Einstellvorrichtung 97 eingestellt wird.

ORIGINAL INSPECTED

Der optimale Wert für n/N ist jedGeii -gleie-h" -1· bei--" ·--" abgeschaltetem Antriebsmotor 96. In diesem Fall sollte die Zahl der orbitalen Umdrehungen eines gegebenen Arbeitsbehälters 82 im Bereich 60-200/ifZRpro Minute, vorzugsweise bei 100-160/-V2"r" pro Minute liegen, wobei R der Radius (m) der orbitalen Umlaufbewegung der Arbeitsbehälter ist. Durch Wahl dieser Werte werden die besten Resultate erzielt. Durch die hohen Drehzahlen sowohl hinsichtlich der orbitalen Umläufe als auch der axialen Drehungen der Arbeitsbehälter 82 werden gut bearbeitete Werkstücke erhalten. Wenn die erste Bearbeitungsstufe beendet ist, wird der Hauptantriebsmotor 89 ausgeschaltet, während der Antriebsmotor 96 eingeschaltet wird. In diesem Fall kann die Zahl der axialen Drehungen der Arbeitsbehälter 82, die durch den Antriebsmotor 96 angetrieben werden, durch die Drehzahl- Einstellvorrichtung 97 vorgewählt werden. Diese Zahl sollte im Bereich 15-30/i/2r pro Minute, vorzugsweise bei 18-25A/2r pro Minute liegen, wobei r der Radius des von den Behältern umschriebenen Kreises ist. Durch die angegebenen Werte werden die besten Resultate erzielt. Wenn auch die zweite Bearbeitungsstufe vollendet ist, wird der Antriebsmotor 96 ausgeschaltet. Danach wird der Stellmotor 94 bei ausgeschalteter elektromagnetischer Kupplung auf dem Kettenrad 92 eingeschaltet. Hierdurch wird die Drehscheibe 80 zunächst weiter-'gedreht, um irgendeinen der Arbeitsbehälter 82 an eine gewünschte Position zu bringen, und dann wieder angehalten. Nach Lösen des Klemmbügels 101 dieses Arbeitsbehälters wird nun dessen Deckel 100 demontiert, was die Entnahme des Bearbeitungsgutes ermöglicht. Dieselben Arbeitsschritte werden dann für die übrigen Arbeitsbehälter wiederholt. Danach ist ein ZyklB des zweistufigen Bearbeitungsvorgangs abgeschlossen.

Bei der zweiten Anwendungsform befinden sich die Arbeitsbehälter 82 in ihren Anfangsstellungen gemäß Fig. 8 und 9 und enthalten geeignete Mengen an zu bearbeitenden Werkstücken und Schleifmitteln, die bei Bedarf Wasser und Lösungsmittel enthalten können. Die Arbeitsbehälter 82 sind dabei durch Anziehen der Klemmbügel 101 hermetisch durch die Behälterdeckel/ verschlossen. Es wird nun der Stellmotor 94 bei eingeschalteter Kupplung auf dem Kettenrad 92 eingeschaltet.

ORIGINAL INSPECTED

Dies hat zur Folge., daß die Drehscheibe. iO-g"edrefit alle Arbeitsbehälter <32 in ihre Bereitstellungen gebracht werden. Danach wird die elektromagnetische Kupplung auf dem Kettenrad ausgeschaltet. Danach wird ein unter Druck stehendes Fluid der Kolbenseite des Zylinders 73 zugeführt. Hierdurch werden die Rastelemente 70,70a aus den abgeschrägten Öffnungen 75 der Drehkränze 67 und 67a herausgezogen, die die Drehkränze in ihren jeweiligen Positionen festhielten. Die Drehkränze 67 und 67a können daher jetzt auf den Rollen 61, 61a gedreht werden. Hierzu wird jetzt der Stellmotor 64 eingeschaltet, um die Drehkränze 67, 67a in Richtung eines Pfeils c. ( Fig. 8, Uhrzeigersinn) zu drehen, bis die Hauptantriebswelie 77 in ihrer vertikalen Lage angeordnet ist, worauf der Stellmotor 64 ausgeschaltet wird. Es wird nun ein unter Druck stehendes Fluid der Kolbenstangenseite des Zylinders 73 zugeführt, wodurch die Rastelemente 70, 70a in die zugehörigen abgeschrägten Öffnungen der Drehkränze eintreten, die jetzt in einer Stellung angeordnet sind, welche die Hauptantriebswelle in ihrer vertikalen Lage hält. Hierdurch werden die Drehkränze 67, 67a in dieser Stellung festgehalten. Danach wird der Hauptantriebsmotor 89 eingeschaltet, wodurch die Drehscheibe 80 in Richtung eines Pfeils d (Fig. 11), das heißt in horizontaler Richtung angetrieben wird, wobei gleichzeitig die von der Drehscheibe getragenen Arbeitsbehälter 82 in Richtung eines Pfeils e (Fig. 11) um ihre Achsen 83 rotieren Die einzelnen Arbeitsbehälter führen daher sowohl eine Umlaufbewegung als auch eine axiale Drehung jeweils in horizontaler Richtung aus. Die Werkstücke in den Arbeitsbehältern werden daher entsprechend bearbeitet. Während die Arbeitsbehälter diesen horizontalen Bewegungen unterworfen werden, steigt das in ihnen befindliche Bearbeitungsgut allmählich längs deren äußeren peripheren Innenwandungen an, die durch die Drehlinie um die Hauptantriebswelle gebildet sind. Auf diese Weise werden bei Start- und Stopvorgängen weniger Stöße auf die bearbeiteten Werkstücke ausgeübt, als dies der Fall ist, wenn die Arbeitsbehälter in vertikaler Richtung gedreht werden.

ORIGINAL !MvSPECTED

I 4 I / O ,.

Nach Abschluß des ersten Bearbeitungsschr-ittes "wird- der-- -·· Hauptantriebsmotor 89 angehalten. Es wird dann ein unter Druck stehendes Fluid der Kolbenseite des Zylinders 73 zugeführt und dann der Stellmotor 64 eingeschaltet. Hierdurch werden die Drehkränze 67 und 67a in Richtung eines Pfeils f ( Fig. 8, Gegenuhrzeigersinn ) gedreht, bis die Hauptantriebswelle 77 in einer schrägen Stellung entsprechend Fig. 12 angeordnet ist, worauf der Stellmotor 64 ausgeschaltet wird. Die Drehkränze werden nun entsprechend der obigen Beschreibung in diesen Positionen festgehalten. Danach wird der Antriebsmotor 96 gestartet, wobei die Hauptantriebswelle einen Schwenkwinkel einnimmt, der im Bereich zwischen 20 und 50 Grad, vorzugsweise zwischen 30 und 40 Grad bezüglich der horizontalen Ebene liegen sollte. Hierdurch sollten die besten Ergebnisse erzielt werden. Dieser Bearbeitungsschritt, der aus einer axialen Drehung der Arbeitsbehälter 32 bei schräg angeordneten Behälterachsen 83 besteht, ist selbst für solche Werkstücke wirkungsvoll, die zum Festkleben an den oberen und unteren Seiten innerhalb der Arbeitsbehälter neigen, wenn eine derartige Drehbewegung bei horizontal angeordneten Achsen durchgeführt wird. Nach Abschluß des zweiten Bearbeitungsschrittes wird der Antriebsmotor 96 gestoppt. Anschliessend werden die Drehkränze 67, 67a gestoppt. Anschließend werden die Rastelemente 70, 70a wie bei der vorhergehenden Bearbeitungsstufe von den Drehkränzen 67, 67a gelöst, und danach werden die Drehkränze im Gegenuhrzeigersinn (entsprechend einem Pfeil f in Fig. 8) gedreht, bis die Hauptantriebswelle 77 wieder in ihrer ursprünglichen horizontalen Anordnung gemäß Fig. 8 ist, worauf die Drehkränze angehalten werden. Es werden nun die elektromagnetische Kupplung auf dem Kettenrad 92 und der Stellmotor 94 eingeschaltet, wodurch die Drehscheibe 80 einer Einstellbewegung unterworfen wird, bis irgend^eine der von ihr getragenen Arbeitsbehälter in einer erwünschten Position angeordnet ist, worauf der Stellmotor 94 ausgeschaltet wird. Darauf wird durch Lösen des Klemmbügels 101 der zugehörige Behälterdeckel 100 entfernt, so daß dieser Arbeitsbehälter entleert werden kann.

INSPECTED

Dieselbe Verfahrensweise wird für die üfcrrig"6n Ärbeitsbe- '" hälter wiederholt. Hierdurch ist ein Zyklus der zweistufigen Bearbeitungsfolge abgeschlossen.

Bei der zweiten beschriebenen Bearbeitungsfolge wird der mit der Drehzahl - Einstellvorrichtung verbundene Antriebsmotor 96 dazu benutzt, die Zahl der axialen Drehungen der Arbeitsbehälter einzustellen. Alternativ kann ein Frequenzwandler zur elektronischen Steuerung der Drehzahl verwendet werden.

Wie sich der obigen Beschreibung der Erfindung anhand von zwei typischen Ausführungsbeispielen entnehmen läßt, vereinigt die Erfindung einen weiten Bereich von Funktionen in einer einzigen Maschinenkonstruktion, was bisher nur mit einer entsprechenden Anzahl von einzelnen Maschinen der beschriebenen Art möglich war.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die sich auf vielfache Weise abwandeln lassen.

- Leerseite

Claims

Tipton Manufacturing Corporation, Nagoya, Japan Patentansprüche

1) Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine mit einem Maschinengestell, intiem eine Hauptantriebswelle drehbar gelagert ist, die eine Drehscheibe trägt, in der mehrere, um ihre Achsen drehbar gelagerte Arbeitsbehälter für das Bearbeitungsgut in gleichen Winkelabständen drehbar gelagert sind, und mit einer Antriebseinrichtung, mittels derer die Arbeitsbehälter in eine UmIaufbewegung mit der Drehscheibe und in eine Drehbewegung um ihre Achsen versetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung unabhängige Antriebe (30, 37 bzw. 89, 96) zur Erzielung der Umlaufbewegung und der Drehbewegung aufweist und die Hauptantriebswelle (18,77) innerhalb des Maschinengestells (1,60) verkippbar angeordnet ist.

2) Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptantriebswelle (18,77) wahlweise zumindest in eine vertikale Lage, in eine horizontale Lage und in Schräglagen von 20 Grad bis 50 Grad bezüglich der horizontalen Lage schwenkbar ist.

3) Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei Paare von parallel zueinander angeordneten und drehbar im Maschinengestell (60) gelagerten Rollen (6i,6ia), die paarweise durch je eine das Maschinengestell durchragende Achse (62,62a) verbunden sind und je einen Drehkranz (67,67a) drehbar abstützen, wobei die beiden Drehkränze (67,67a) parallel zueinander angeordnet und an zwei

INSPECTED

zwischen ihnen erstreckten, parallelen Stirnplatten (68) befestigt sind, in denen die Hauptantriebswelle (77) drehbar gelagert ist, und durch eine Antriebseinheit (63,64,65, 66) zum Drehen wenigstens eines der beiden Rollenpaare (61, 61a).

4) Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (96) zur Erzielung der Drehbewegung der Arbeitsbehälter (82) einen Motor mit einer Drehzahl-Einstellvorrichtung (97) aufweist.

5) Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arbeitsbehälter (82) zwei quadratische, senkrecht zu seiner Achse angeordnete Stirnwände (87a,b) und eine Anzahl von quadratischen, parallel zu seiner Achse und senkrecht zu den Stirnwänden (87a,b) angeordnete Seitenwände (88a-88h) aufweist.

6) Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zum Anbringen bzw. Abnehmen von Dekkeln (13) für die Arbeitsbehälter(23)bestimmte Vorrichtung, die eine die Deckel (13) tragende und bezüglich der Hauptantriebswelle (18) drehbare und axial verschiebbare Tragplatte ( 9) aufweist, und durch Einrichtungen (49,50,50a,53,53a bzw. 4,7,28,41,42 bzw. 43,44,58) zum Füllen der Arbeitsbehälter (23) mit Bearbeitungsgut in Form von zu bearbeitenden Werkstücken und Schleifmitteln von oben her, zur Entnahme des Bearbeitungsguts in Form der bearbeiteten Werkstücke und der Schleifmittel aus den Arbeitsbehältern (23) von unten her sowie zum Trennen des Schleifmittels von den bearbeiteten Werkstücken.

7) Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 6, gekennzeichnet durch einen von der Hauptantriebswelle ( 18) durchragten und diese sowie die Drehscheibe (21), die Arbeitsbehälter (23) und die Antriebseinrichtung tragenden, schwenkbar im Maschinengestell (1) gelagerten Rahmen (8) und eine zu dessen Verschwenkung bestimmte Schwenkvorrichtung (3,3a,5,6).

8) Fliehkraft-Trommelbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 6, gekennzeichnet durch zwei die Hauptantriebswelle (77) drehbar lagernde und die Drehscheibe (80), die Arbeitsbehälter (82) und die Antriebseinrichtung tragende Drehkränze (67,67a), die drehbar auf drehbar Im Maschinengestell (60) gelagerten Rollen (6i,6ia) abgestützt sind, und eine zu deren Drehung bestimmte Antriebseinheit (63,64,65,66).