DE3821187A1 - Verfahren und anordnung zum entgraten von gummi- und/oder kunststoff-formteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgraten insb. gratarmer Gummi- und/oder Kunststoff-Formteile durch mecha­ nische Einwirkung auf die in einem Behälter umgewälzten, bis zur Versprödung unterkühlten Formteile sowie eine An­ ordnung zur Durchführung des Verfahrens.

In der Industrie wird eine Vielzahl von elastischen Form­ teilen benötigt, die aus Gummi- und/oder Kunststoff in Formen hergestellt werden. An den Formteilen verbleibende Angußteile sowie Grat werden nach Abkühlen der Formteile mittels flüssigen Stickstoffes bis zu deren Versprödung durch Bestrahlen mit Metall- und/oder Kunststoffgranulaten beseitigt (Firmendruckschrift 7045/III W der Messer Gries­ heim GmbH, Düsseldorf). Als nachteilig hat es sich hier­ bei aber erwiesen, daß solch aufgestrahltes Granulat Ober­ flächen der Formteile zu beschmutzen oder gar zu verletzen vermag, und auch bei der Verwendung schonenden Granulates ist dieses aufzufangen, zu regenerieren und zurückzuführen, aus Gründen der Energieersparnis zweckmäßig ohne die die Anordnung umschließende thermisch isolierte Zelle zu ver­ lassen.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, Anordnungen zur Entgratung in ihrem Aufbau zu vereinfachen, in ihren Abmessungen zu verringern und so auszubilden, daß einer­ seits eine vollständige Entgratung sicher erreicht wird, andererseits aber auch Verfärbungen und insbesondere Beschädigungen der Oberfläche der Formteile sicher vermieden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe nach dem Verfahren des Patent­ anspruches 1 mit den Mitteln der Ansprüche 5 oder 17. Als vor­ teilhaft erweist es sich zunächst, daß die Formteile bis zum Beginn der Entgratung eine nur geringe Verweilzeit haben: gratarme Formteile weisen zwar, wie übliche Form­ teile, einen zu entfernenden Grat auf, dieser ist aber nur sehr dünn, beispielsweise mit einer mittleren Stärke von 0,1mm, ausgebildet, so daß schon eine kurzzeitige Käl­ tebeaufschlagung ausreicht, zwar nicht das einzelne Form­ teil selbst, wohl aber dessen Gratansätze bis zur Ver­ sprödung auszukühlen. Die zweckmäßig zur allseitigen Beein­ flussung vorgesehene Umwälzung der Formteile führt bereits zum Abbrechen jedweden versprödeten äußeren Grates. Der beaufschlagende starke Luft- bzw. Gasstrom jedoch erreicht auch in Bohrungen, Ecken, Falten und Vertiefungen der Form­ teile anstehenden Grat und trennt ihn sicher vom Formteil. Da zur Beaufschlagung der Formteile nur Luft bzw. Gasge­ mische benutzt werden, entfällt das aufwendige Regenerieren von Granulat und dessen Rückführung in die Aufgabebereiche: aus dem zum Abstrahlen verwendeten Gasgemisch fällt der abgetrennte Grat, im folgenden als Abrieb bezeichnet, nach unten aus, während die Luft selbst vom beaufschlagen­ den Radialgebläse oder aber einem diesem vorgeordneten Kompressor aus den oberen Bereichen des die Charge auf­ weisenden Behälters oder oberhalb desselben praktisch ab­ riebfrei angesaugt werden kann. Unerwünschte Ansammlungen des Abriebes lassen sich leicht vermeiden, wenn der Be­ hälter mit Schlitzen, Löchern oder dergleichen geringer Abmessungen ausgestattet ist, die ein Abziehen des Abrie­ bes ermöglichen. Da aus Gründen der Energieersparnis bei bekannten Anordnungen das Granulat im wesentlichen in der thermisch isolierten und innen ausgekühlten Zelle ver­ bleibt ist diese entweder so groß auszubilden oder durch seitliche Ansätze oder dergleichen so aufwendig zu ge­ stalten, daß die Regenerierung und der Transport des Granulates innerhalb der Zelle durchgeführt werden können. Nach der Erfindung ergeben sich geringere Abmessungen der Zelle und damit auch ein entsprechend verringerter Gestehungs­ preis ebenso wie ein verringerter Verbrauch des die Abküh­ lung bewirkenden Mediums, beispielsweise von flüssigem Stick­ stoff.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.

Im einzelnen werden die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbin­ dung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 eine Anordnung mit einem Gasstrahlen abgebenden Düsenrohr.

Fig. 2 eine Anordnung mit zentralem Düsenrohr.

In der Fig. 1 ist schematisch eine Zelle 1 dargestellt, in der ein die zu entgratenden Formteile aufnehmender, im unteren Bereiche kegel­ stumpfartig ausgebildeter Behälter 2 angeordnet ist, der nach unten durch einen kreisförmigen Boden 3 abgeschlossen ist, der mittels eines Motores 4 über ein Getriebe 5 drehantreibbar ist. Der Boden kann mit seinen Endbereichen in den Konus übergehen, und zweck­ mäßig ist er mit vorteilhaft radial verlaufenden Leisten ausgestattet.

Im oberen Bereiche der Zelle 1 sind Sprührohre 6 angeord­ net, mittels deren dem Zelleninneren zu verdampfender und die erforderliche Abkühlung bewirkender flüssiger Stick­ stoff zuführbar ist. Oberhalb des Behälters 2 und zweck­ mäßig auch außerhalb der Zelle 1 ist ein Motor 7 vorge­ sehen, dessen Abtriebswelle mit einem Radialgebläse 8 ausgestattet oder verbunden ist. Die Eintrittsöffnung des Gebläses ist von einem Zuführkasten 9 überfangen, in den ein von einem Motor 10 getriebener Gebläsekom­ pressor 11 ein Gasgemisch einführt, das dieser Gebläse­ kompressor im oberen Innenbereiche der Zelle 1 absaugt.

Zwischen den Außenkanten des rotierenden Bodens 3 und den anschließenden Bodenbereichen des Behälters 2 wird ein Spalt 12 gebildet, der so bemessen ist, daß er zwar von Abrieb geringer Größe passierbar ist, Formteile aber nicht hindurchläßt. Dieser Spalt 12 ist von einem Auffangtrichter 13 unterfangen, welcher den den Spalt passierenden Abrieb aufnimmt. Der Behälter selbst ist mit einem Entladeschieber 14 versehen, der während des Betriebes eine Öffnung ab­ schließt, die nach der Behandlung einer Charge zur Abgabe derselben geöffnet wird. Diese Öffnung ist von einem Ent­ ladetrichter 15 unterfangen, der während des Betriebes mit einer Verschlußkappe 16 verschlossen ist. An den Auffang­ trichter 13 schließt sich über Rutschen eine Schleuse 17 an, welche das Abziehen angesammelten Abriebes auch während des Betriebes erlaubt.

Im Betriebe wird, beispielsw. über eine Rutsche, eine vor­ bereitete Charge in das Innere des Behälters gegeben, und durch entsprechende Beaufschlagung der Sprührohre 6 mit flüssigem Stickstoff wird dieser in die Zelle gebracht, um durch seine Verdampfungswärme und Expansion den Zellen­ inhalt abzukühlen. Bei gratarmen Formstücken, deren Grat nur eine Stärke von einem oder wenigen zehntel mm aufweist, wird eine oberflächliche, auch die Wurzel dieses Grates erfassende Versprödung schnell erreicht. Durch Rotieren des Bodens 3 wird eine Durchmengung bzw. Um­ wälzung der Formteile erwirkt, bei der schon nach außen auskragende Gratstücke abgebrochen werden. Das vom Gebläse­ kompressor 11 angesaugte, kalte, im Zelleninneren vorlie­ gende Gasgemisch wird komprimiert, über den Zuführkasten 9 dem Radialgebläse 8 aufgegeben und in diesem weiter be­ schleunigt, so daß es in scharfen Strahlen fächerartig die entlang der Wandungen des Behälters aufgehäuften und umgewälzten Formteile auch in Bohrungen, Öffnungen, Ver­ tiefungen und dergleichen bestreicht und hier gegebenenfalls anstehenden versprödeten Grat abbricht.

Die als "Abrieb" bezeichneten Gratteilchen vermögen Perfo­ rationen des Bodens 3 oder aber den zwischen den Wandungen des Behälters 2 und dessen Boden 3 anstehenden Schlitz 12 zu passieren, und der Abrieb wird innerhalb der Schleuse 17 angesammelt und kann dieser periodisch entnommen werden. Nach Vollendung der Bearbeitung einer Charge kann ein Ent­ ladeschieber 14 geöffnet werden, so daß die Charge durch die durch Rotieren des Bodens 3 bewirkte Zentrifugalkraft austragbar ist und über den Entladetrichter 15 und die Ver­ schlußklappe 16 der Zelle entnehmbar ist.

Die dargestellte Anordnung ist einer Vielzahl von Varianten fähig. So kann beispielsweise bei entsprechend hochtourig angetriebenem und/oder mehrstufig ausgeführtem Radialgebläse 8 auf einen gesonderten, vorgeordneten Kompressor verzichtet werden; in diesem Falle kann das zum Zuführkasten 9 füh­ rende Rohr im oberen Bereiche der Zelle 1 das diese erfüllen­ de Gasgemisch ansaugen, oder aber der Zuführkasten 9 kann völlig entfallen. Es ist auch möglich, eine besondere Strahl­ bündelung in Verbindung mit dem Radialgebläse und/oder dem Gebläsekompressor 11 durch zusätzliche, die Luftstrahlen einengende und damit beschleunigende sowie diese richtende Düsenkränze zu erwirken, die zweckmäßig zur Verteilung der Wirkung langsam drehantreibbar sind. Es besteht auch die Möglichkeit, im Düsenkranz vorgesehene Düsen in unterschied­ liche Höhen auszurichten oder aber ihnen, beispielweise vermittels von Nocken oder Kurvenbahnen, eine zusätz­ liche vertikale Schwenkbewegung zu vermitteln. Ebenso ist es möglich, die Beladung und Entlastung des Behälters 2 auf unterschiedliche Weisen zu bewirken. Es empfiehlt sich, einzubringende Chargen in einem vorgeordneten Füll­ bunker bereitzustellen, der schon vor Einbringen der Charge in den Behälter von Abgas durchzogen und damit vor­ gekühlt wird. Das Ausbringen kann durch einen rotierenden Boden mittels der durch diesen bewirkten Zentrifugalkraft bewirkt werden, wobei auch die Umwälzung durch diesen ro­ tierenden Boden bewirkt wird. Es ist aber auch möglich, beispielsweise den ganzen Behälter rotieren zu lassen, und eine Entlastung kann durch Öffnen des Bodens oder durch Schwenken des gesamten Behälters, zweckmäßig inklusive des Bodens, nach oben bewirkt werden, so daß der Behälter durch Hochschwenken seinen Inhalt in einen Auffangtrichter abwirft. Ebenso können zur Verbesserung des Umwälzens abgeänderte Behälterformen gewählt werden wie bei einer Unterteilung in Behälter und Boden durch eine Verschiebung von deren Trennfuge bzw. Spalt 12. In jedem Falle erweist es sich als zweckmäßig, daß durch Fortfall der bei üblichen Anordnungen benutzten Granulate einerseits die zu dessen Regenerierung und Rück­ transport erforderlichen Vorrichtungen entfallen und gleich­ zeitig eine Beanspruchung der Oberfläche der Formteile weit­ gehend vermieden wird.

Eine variierte Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Auch hier wird eine Zelle 18 mit thermisch isolierten Wandungen benutzt, in der über einem Sammeltrichter 19 ein Behälter 20 vorgesehen ist. Dieser Behälter 20 enthält einen zen­ tralen konischen Bereich, von dem aus die im Querschnitt dar­ gestellten Mantellinien sich bogenartig aufwärts krümmen, so daß der konische Bereich von einer Rinne umzogen ist und der Behälter blasenartig sich anschließend nach oben er­ streckt und sich dann zu einem mit dem Deckel 21 der Zelle 20 verbundenen Verschluß 22 hin verjüngt, der seinerseits abgerundet in eine zentrale, vertikal nach unten gerichtete Spitze 23 übergeht.

Der konische Bereich des Behälters 20 ist von einem Düsen­ rohr 25 durchgriffen, das von einem mehrstufigen Gebläse 24 mit kaltem, in der Zelle 18 anstehenden Gasgemisch beauf­ schlagt wird.

Sind zu entgratende Formteile 30 in den Behälter 20 einge­ bracht, so wird das Innere der Zelle 18 durch hier nicht gezeigte Zuleitungen für bspw. flüssigen Stickstoff stark abgekühlt. Sind nach kurzer Zeit mindestens die dünnen Grat­ leisten der Formteile sowie deren Wurzeln ausgekühlt und versprödet, so wird das Gebläse 24 eingeschaltet und ein starker, auf die Spitze 23 gerichteter Gasstrom bewirkt, der durch die Krümmungen des Verschlusses dem Verlaufe von dessen Wandungen sowie denen des Gefäßes folgt und so die Formteile erreicht. Durch Umlenken der Gasstrahlen vermittels von Leitflächen innerhalb des Düsenrohres oder durch ebenfalls nicht dargestellte, an der Innenwand des Behälters 20 vorge­ sehene schräge Leisten läßt sich eine ausreichende Umwälzung der Formteile 30 erreichen, so daß eine allseitige, gleich­ mäßige Entgratung erfolgt. Bessere Entgratungsergebnisse lassen sich durch einen zusätzlichen Drehantrieb 32 erzielen.

Andererseits läßt sich im Bedarfsfalle eine zusätzliche Wir­ kung erzielen, wenn auf Strahlmittel, wie bspw. Granulate, nicht völlig verzichtet wird. So kann bspw. ein Strahlmittel 31 in einem Vorratsbehälter 26 bevorratet und im Bedarfs­ falle über eine geschlossene Rampe 27 in einen dosierenden Zellenradförderer 28 gegeben werden, der ein in das Düsenrohr 25 führendes Abgaberohr 29 speist, so daß der das Düsenrohr passierende Gasstrahl das Strahlmittel mitreißt. Der Zellen­ radförderer 28 gestattet die Beigabe sowohl gewünscht geringer Mengen als auch das Einführen des Strahlmittels nur während geringer Teilphasen des Entgratungsvorganges, so daß der für die Beschaffung, Rückführung und Aufarbeitung des Strahl­ mittels erforderliche Aufwand gering bleibt, im Bedarfsfall dessen Wirkung aber dort zur Verfügung steht.

Von dem erfindungsgemäßen Verfahren kann aber auch ohne umfangreiche Anordnungen Gebrauch gemacht werden, insbe­ sondere, wenn es sich um ausgedehnte Formkörper handelt. Hier wird davon Gebrauch gemacht, daß eine durchgehende Un­ terkühlung nicht erforderlich ist, sondern eine nur in eine Tiefe von Bruchteilen von Millimetern reichende Ver­ sprödung der Elastomere ausreicht, um zum Ziel zu gelangen. Die Unterkühlung kann hierbei in einem vorgelagerten Arbeits­ schritt in einem Behälter bewirkt werden, die Beaufschlagung mit starken, zweckmäßig gekühlten Luftstrahlen wird jedoch in einer oder mehreren Arbeitsstationen bewirkt, die entweder entlang von grataufweisenden Nähten von Formkörpern geführt werden, oder die stationär angeordnet sind, und an denen die Formkörper vorbeibewegt werden. So könnte bei größeren Platten bspw. es sich als zweckmäßig erweisen, die Arbeitsstation vor­ programmiert oder aufgrund einer Konturen erfassenden Arbeitsvorrichtung ent­ lang der Grat-Wurzellinie zu führen, und bei länglichen Form­ körpern, bspw. Kunststoff-Fensterabdichtungen, ist es möglich, diese in eine Transportvorrichtung einzuspannen und durch diese entlang einer Blasstation zu führen. An die Stelle der vor­ herigen Abkühlung in einem Behälter kann auch eine eigentliche Kühlstation treten, mittels deren bspw. unterkühlter Stickstoff ausgeblasen wird, und darüber hinaus besteht die Möglichkeit, eine Kühlstation mit einer Blasstation entweder räumlich zu­ sammenzufassen oder aber auch zu kombinieren. In diesen Fällen ist es möglich, mit geringem Aufwande auch ausgedehnte Form­ körper sicher zu entgraten.

Claims (17)

1. Verfahren zum Entgraten, insbesondere gratarmer Gummi- und/oder Kunststoff-Formteile durch mechanische Einwir­ kung auf die in einem Behälter umgewälzten, bis zur Versprödung unterkühlten Formteile, dadurch gekennzeichnet, daß nach kurzer Kühlphase die Charge der Formteile mit starken Gasstrahlen beaufschlagt wird.

2. Entgratungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile mit starken Strahlen des im Behälter (2) anstehenden Gasgemisches beaufschlagt werden.

3. Entgratungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens während einer Teilphase vor, während oder nach der Beaufschlagung mit starken Gasstrahlen ggfs. zusätzlich zu diesen oder in diesen die Formteile mit Strahlmitteln beaufschlagt werden.

4. Entgratungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das im Behälter (2) anstehende Gasgemisch mittels eines Kompressors (11) vorverdichtet wird.

5. Anordnung zum Entgraten gratarmer Gummi- und/oder Kunststoff-Formteile durch mechanische Einwirkung auf die in einem Behälter umgewälzten, bis zur Ver­ sprödung unterkühlten Formteile nach einem der An­ sprüche 1 bis 4 mit einem jeweils Chargen zu ent­ gratender Formteile aufnehmenden, in einer thermisch isolierten Zelle vorgesehenen, zumindest im unteren Bereiche kegelstumpfartig ausgebildeten Behälter mit vorzugsw. mind. einem drehantreibbaren Behälterboden, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) ein vorzugsweise zentrisch ange­ ordnetes Radialgebläse (8) und/oder einen Düsenkranz aufweist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einem dem Radialgebläse (8) und/oder dem Düsenkranz vorgeordneten Kompressor (11).

7. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkranz einen Rotationsantrieb aufweist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein zentrales vertikales Düsenrohr (25), das auf eine ihm gegenüberstehende Spitze (23) gerichtet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (20) einen konisch abfallenden zen­ tralen Bereich aufweist, und daß seine Konturen im Querschnitt von diesem aus gekrümmt aufsteigen und sich verjüngen sowie in die auf den zentralen Bereich weisen­ de Spitze (23) übergehen.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrahl oder die Gasstrahlen eine in Umfangs­ des Behälters (2, 20) zeigende Komponente aufweisen.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrahl oder die Gasstrahlen eine in Richtung der Mantellinien des Behälters (2, 20) zeigende Kom­ ponente aufweisen.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch an der Innenwand des Behälters (2, 20) angeordnete, schräg verlaufende Leisten.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) von zwei Austragsschleusen (16, 17) unterfangen ist, deren eine für Abrieb und deren andere für die Formteile vorgesehen sind.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Austragung bearbeiteter Formteile der Behälter (2) über einen Abgabetrichter schwenkbar ist.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) Spalten (12) und/oder Perforationen zum Austritt des Abriebes aufweist.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) verschließbare Öffnungen zur Ab­ gabe der Charge aufweist.

17. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ sprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens eine Kühlstation sowie mindestens eine Blasstation, an denen zu entgratende Formkörper entlang­ führbar sind, oder die entlang der Konturen von Form­ körpern führbar sind.