DE69011466T2 - Vibrating machine for finishing, washing and drying metal workpieces. - Google Patents
Vibrating machine for finishing, washing and drying metal workpieces.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Rüttelmaschine zum Fertigbearbeiten, Waschen und Trocknen von Metallteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Maschine ist beispielsweise aus der US-A 4 184 290 bekannt.The invention relates to a vibrating machine for finishing, washing and drying metal parts according to the preamble of patent claim 1. Such a machine is known, for example, from US-A 4 184 290.
In der Maschinenindustrie, insbesondere in dem Bereich, der die Herstellung von kleinen Maschinenteilen betrifft, ergibt sich immer nach der Herstellung der Teile das Problem der Reinigung, des Entfettens, des Beizens und ähnlicher Prozesse.In the machine industry, especially in the area involving the production of small machine parts, the problem of cleaning, degreasing, pickling and similar processes always arises after the parts have been manufactured.
Die Reihe der oben genannten Prozesse, für die im allgemeinen der Begriff Fertigbearbeitung verwendet wird, wird immer häufiger durchgeführt mit Maschinen, insbesondere Rüttelmaschinen, mit deren Hilfe in einfacher Weise und automatisch hervorragende Oberflächen erzeugt werden können.The series of processes mentioned above, for which the term finishing is generally used, is increasingly carried out using machines, in particular vibrating machines, with the help of which excellent surfaces can be produced in a simple and automatic manner.
Bei den Rüttelmaschinen wird die Fertigbearbeitung durchgeführt durch gleichmäßige Bewegung der zu bearbeitenden Massen, bestehend aus körnigen Feststoffen (unterschiedlicher Formen und Größen) für die Fertigbearbeitung, wäßrigen Lösungen oder Suspensionen geeigneter chemischer Zusammensetzungen und der zu behandelnden Werkstücke.In vibrating machines, finishing is carried out by uniformly moving the masses to be processed, consisting of granular solids (of different shapes and sizes) for finishing, aqueous solutions or suspensions of suitable chemical compositions and the workpieces to be treated.
Die wäßrigen Lösungen und/oder Suspensionen der chemischen Verbindungen haben eine reinigende, beizende oder färbende Wirkung, weshalb sie immer vollständig entfernt werden müssen, wozu nicht nur ein Absetzprozeß erforderlich ist, sondern auch ein Waschen der fertig bearbeiteten Teile. Manchmal fehlt der dem Prozeß unterliegenden Masse ein Bestandteil oder mehrere der oben genannten Bestandteile, beispielsweise dann, wenn der Schleif- oder Poliereffekt dadurch erhalten wird, daß die Teile gegenseitig aneinander reiben oder wenn keine wäßrige Lösung verwendet wird.The aqueous solutions and/or suspensions of the chemical compounds have a cleaning, caustic or colouring effect, which is why they must always be completely removed, which requires not only a settling process but also washing of the finished parts. Sometimes the mass undergoing the process lacks one or more of the above-mentioned components, for example when the grinding or polishing effect is obtained by rubbing the parts against each other or when no aqueous solution is used.
In jedem Fall müssen am Ende des Fertigbearbeitungsprozesses nicht nur die für die Fertigbearbeitung verwendeten Verbindungen entfernt werden, sondern auch die Partikel, die bei dem Verfahren von den Teilen weggenommen worden sind, wozu immer auch ein Waschvorgang notwendig ist. Auf den Waschvorgang, der im allgemeinen mit Wasser durchgeführt wird, muß immer auch ein Trocknen der gewaschenen Teile folgen, bevor diese für den Versand verpackt oder an folgende Bearbeitungsstationen weitergegeben werden, beispielsweise zum Färben oder Stanzen. Das Wasser hat allerdings die Neigung, sich an der Oberfläche in Form von kleinen Tröpfchen festzusetzen, die Kalkrückstände (sofern für den letzten Waschvorgang nicht deionisiertes Wasser verwendet wurde) oder Flecken hinterlassen; in jedem Fall begünstigen die Tropfen dabei eine Oxidation der Oberfläche der Teile, wenn diese aus Metall oder Legierungen besteht, die für eine Oxidation anfällig sind.In any case, at the end of the finishing process, it is necessary to remove not only the compounds used for finishing, but also the particles removed from the parts during the process, which always requires washing. Washing, which is generally carried out with water, must always be followed by drying the washed parts before they are packaged for shipping or passed on to subsequent processing stations, such as dyeing or stamping. However, water tends to adhere to the surface in the form of small droplets that leave limescale residues (if deionized water was not used for the final washing) or stains; in any case, the droplets encourage oxidation of the surface of the parts if they are made of metal or alloys that are susceptible to oxidation.
Wenn die Waschflüssigkeit nicht aus Wasser besteht, sondern aus einer Zusammensetzung, die nicht in die Atmosphäre abgegeben werden darf, muß die Trocknungsluft auf jeden Fall in ein System geleitet werden, wo die verdampfte Flüssigkeit für die Wiedergewinnung aufbereitet wird.If the washing liquid does not consist of water but of a composition that must not be released into the atmosphere, the drying air must in any case be fed into a system where the evaporated liquid is treated for recovery.
Der Anmelder arbeitet seit vielen Jahren auf dem Gebiet der Fertigbearbeitung von Metalloberflächen, wobei er Rüttelmaschinen verwendet; hierbei hat er in verschiedenen Patenten und Patentanmeldungen Maschinen für die Fertigbearbeitung und/oder Trocknung beschrieben. Insbesondere wird hier Bezug genommen auf die italienischen Patente Nr. 1 188 255, 1 188 224 und 1 190 054 sowie die italienischen Patentanmeldungen Nr. 19 729 A/87, 22 171 A/87 und 83 654 A/88.The applicant has been working for many years in the field of finishing metal surfaces using vibrating machines, and has described in various patents and patent applications machines for finishing and/or drying. In particular, reference is made to Italian patents Nos. 1 188 255, 1 188 224 and 1 190 054 and Italian patent applications Nos. 19 729 A/87, 22 171 A/87 and 83 654 A/88.
Der Putz- und Waschprozeß wird im allgemeinen in einer bestimmten Maschine durchgeführt, während zum Trocknen eine andere Maschine dient, die ebenfalls einen Vibrationsantrieb hat, wobei allerdings die Form und die dabei benutzten Einrichtungen von denen der zuerst genannten Maschinen abweichen.The cleaning and washing process is generally carried out in a specific machine, while drying is carried out by another machine which also has a vibration drive, although the shape and the equipment used differ from those of the first-mentioned machines.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine, die deshalb besonders interessant ist, weil mit ihr sowohl der Putz- und Waschvorgang als auch die Trocknung in aufeinander folgenden Schritten durchgeführt werden können, ohne daß die Notwendigkeit besteht, daß die bearbeiteten Teile von den Prozeßmedien getrennt und zu einer anderen Maschine transportiert werden müssen.The present invention relates to a machine which is particularly interesting because it allows both the cleaning and washing process and the drying to be carried out in successive steps without the need for the processed parts to be separated from the process media and transported to another machine.
Der Vorteil ist offensichtlich evident, die Operation mit einer einzigen Maschine durchzuführen, insbesondere im Fall einer Kleinserienfertigung von Teilen, die durch die hohen Amortisationskosten von zwei Maschinen anstelle einer einzigen Maschine sehr stark verteuert würde.The advantage of performing the operation with a single machine is clearly evident, especially in the case of small series production of parts, which would be greatly increased by the high amortisation costs of two machines instead of a single machine.
Die Erfindung sieht daher eine Rüttelmaschine zum Fertigbearbeiten, Waschen und Trocknen von metallischen Teilen vor, die aus einer ringförmigen Schüssel besteht, deren oberer Teil durch einen Deckel abgeschlossen ist, wobei ein Sektor des Deckels beweglich um einen Stift gelagert ist, der in der Mitte der Schüssel befestigt ist, deren Boden drei oder mehrere, runde Öffnungen hat, die durch ein Gitter abgedeckt, symmetrisch zueinander angeordnet und durch Rohre mit dem mittleren Abschnitt der Schüssel verbunden sind, welcher von einer Wand uingeben und mit einem Luftansauggebläse verbunden ist, über das die für die Trocknung der in der Schüssel aufgenommenen Teile verwendete Luft am Ende der Verfahren zum Fertigbearbeiten und Waschen abgesaugt wird.The invention therefore provides a vibrating machine for finishing, washing and drying metal parts, which consists of an annular bowl, the upper part of which is closed by a lid, a sector of the lid being movably mounted around a pin fixed in the middle of the bowl, the bottom of which has three or more circular openings covered by a grid, arranged symmetrically to one another and connected by pipes to the central section of the bowl, which is enclosed by a wall and connected to an air suction fan through which the air used for drying the parts contained in the bowl is extracted at the end of the finishing and washing processes.
Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Maschine gemäß der Erfindung erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:A preferred embodiment of the machine according to the invention is explained below, which is shown in the drawing. In the drawings:
Figur 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch die Maschine,Figure 1 is a schematic vertical section through the machine,
Figur 2 eine schematische Draufsicht der runden Schüssel der Maschine undFigure 2 is a schematic plan view of the round bowl of the machine and
Figur 3 eine schematische Draufsicht des Deckels der Maschine.Figure 3 is a schematic plan view of the cover of the machine.
Die Maschine hat ein Untergestell 1, das eine ringförmige Schüssel 2 trägt, die zur Aufnahme von körnigen Feststoffen, die für das Verfahren verwendet werden, Lösungen oder Suspensionen chemischer Verbindungen, die für den jeweiligen Fertigbearbeitungsprozeß eingesetzt werden, und der zu behandelnden Teile dient.The machine has a base frame 1 supporting an annular bowl 2 designed to contain granular solids used for the process, solutions or suspensions of chemical compounds used for the respective finishing process and the parts to be treated.
Der zentrale Teil der Maschine ist in zwei übereinanderliegende Abschnitte 3 und 8 unterteilt. Der untere Abschnitt 3 nimmt einen in der Zeichnung nicht gezeigten Motor auf, der die Vibrationsbewegungen auf die Maschine überträgt, während der obere Abschnitt 8 als Setztank für die Flüssigkeit dient, welche für die Putz- und Waschvorgänge in der runden Schüssel 2 verwendet wird. Diese Flüssigkeit wird nach Verfahrensabschluß über eine Leitung 9 aus der Maschine abgeleitet. Der Setztank 8 ist mit der runden Schüssel 2 über drei Rohre 10 verbunden, die zu drei durch Gitter abgedeckte Öffnungen 11 führen, welche symmetrisch zueinander im Boden der Schüssel liegen.The central part of the machine is divided into two superimposed sections 3 and 8. The lower section 3 houses a motor (not shown in the drawing) which transmits the vibration movements to the machine, while the upper section 8 serves as a settling tank for the liquid used for the cleaning and washing processes in the round bowl 2. This liquid is drained from the machine via a pipe 9 after the process has been completed. The settling tank 8 is connected to the round bowl 2 via three pipes 10 which lead to three openings 11 covered by grids and which are symmetrical to one another in the bottom of the bowl.
Die runde Schüssel 2 ist durch einen Deckel 4 abgedeckt, von dem ein Sektor 6 um einen Stift 5 drehbar gelagert ist, der in der Mitte des Deckels befestigt ist. Die Verdrehung des beweglichen Sektors 6 des Deckels um den zentralen Stift 5 gestattet es, einen Teilbereich 7 der runden Schüssel 2 zu öffnen oder zu schließen, so daß Teile für den Prozeß eingegeben bzw. am Ende der Trocknung entnommen werden können.The round bowl 2 is covered by a lid 4, of which a sector 6 is mounted so as to be rotatable about a pin 5 which is fixed in the middle of the lid. The rotation of the movable sector 6 of the lid about the central pin 5 allows a partial area 7 of the round bowl 2 to be opened or closed so that parts can be introduced into the process or removed at the end of the drying process.
Zum Öffnen oder Schließen des beweglichen Sektors 6 des Deckels 4 ist es vorteilhaft, die Drehrichtung des Motors, der die Maschine in Bewegung setzt, umzukehren.To open or close the movable sector 6 of the cover 4, it is advantageous to reverse the direction of rotation of the motor that sets the machine in motion.
Am Ende jedes Verfahrenszyklus (Beizen, Entfetten, Abrasion etc.) wird die für diesen Zyklus verwendete Flüssigkeit über den Setztank 8 und die Leitung 9 abgelassen. Wenn die Teile gewaschen und geputzt sind und die Waschflüssigkeit entfernt worden ist, kann der Trocknungsprozeß beginnen.At the end of each process cycle (pickling, degreasing, abrasion, etc.), the liquid used for that cycle is drained via the settling tank 8 and line 9. Once the parts have been washed and cleaned and the washing liquid has been removed, the drying process can begin.
Von einer Heizvorrichtung 16 wird Luft über eine Leitung 15 in eine Öffnung 14 im festen Bereich des Deckels 4 geleitet, von wo sie in die Maschine gelangt. Mit dem mittleren Abschnitt 8 der Maschine ist über eine Leitung 13 ein Luftansauggebläse 12 verbunden.From a heating device 16, air is guided via a line 15 into an opening 14 in the fixed area of the cover 4, from where it enters the machine. An air intake fan 12 is connected to the middle section 8 of the machine via a line 13.
Durch die Saugwirkung des Gebläses 12 wird die Luft nach unten gedrückt, so däß sie die Teile und die Prozeßmedien, die in der Schüssel 2 enthalten sind, umströmt. Das begünstigt die Schwerkraftwirkung, so daß an der Oberfläche der fertig bearbeiteten Teile anhaftende Waschflüssigkeitsrückstände abgeführt werden, wobei die zu verdampfende Flüssigkeitsmenge reduziert und Energie eingespart wird.The suction effect of the blower 12 forces the air downwards so that it flows around the parts and the process media contained in the bowl 2. This promotes the effect of gravity so that washing liquid residues adhering to the surface of the finished parts are removed, reducing the amount of liquid to be evaporated and saving energy.
Die Temperatur der in die Maschine geleiteten Luft wird geregelt durch ein nicht dargestelltes Thermoelement, das in die Saugleitung 15 eingebaut ist, während die Temperatur der ausströmenden Luft durch ein ebenfalls nicht gezeigtes Thermoelement geregelt wird, das in die Saugleitung 13 eingesetzt ist.The temperature of the air entering the machine is controlled by a thermocouple (not shown) installed in the suction line 15, while the temperature of the air leaving the machine is controlled by a thermocouple (also not shown) installed in the suction line 13.
Es ist wichtig, die Lufteingangstemperatur zu regeln, denn eine überhöhte Temperatur würde die Innenauskleidung der Schüssel 2 beschädigen, die im allgemeinen aus synthetischen Elastomeren besteht.It is important to regulate the air inlet temperature because an excessive temperature would damage the inner lining of the bowl 2, which is generally made of synthetic elastomers.
Andererseits ist es auch wichtig, die Luftausgangstemperatur zu regeln, denn dadurch erkennt man genau, wenn die in der Schüssel 2 enthaltenen Teile ganz trocken sind. Diese Temperatur hängt von dein Wasseranteil in der Verfahrensmasse ab und bleibt so lange konstant, wie noch zu verdampfendes Wasser vorhanden ist, verursacht durch die große Wärmeaufnahme, die für die Wasserverdampfung benötigt wird.On the other hand, it is also important to regulate the air outlet temperature, because this allows you to see exactly when the parts contained in bowl 2 are completely dry. This temperature depends on the water content in the process mass and remains constant as long as there is still water to evaporate, caused by the large amount of heat absorption required for the water evaporation.
Wenn kein Wasser mehr verdampft werden muß, steigt die Temperatur sehr rasch an und erreicht Werte, die sehr nahe an den Temperaturen der Eingangsluft liegen.When no more water needs to be evaporated, the temperature rises very quickly and reaches values that are very close to the temperatures of the inlet air.
Der Einbau eines Thermoelements, das das Ende eines Trocknungszyklus anzeigt, ist daher sehr wichtig, um Energie einzusparen (es ist unsinnig, Stücke weiter zu trocknen, die bereits trocken sind) und die Tatsache zu berücksichtigen, daß es Metallegierungen gibt, die besonders wärmeempfindlich sind und ihre Farbe ändern können, was sich sehr ungünstig auf den Grad der Fertigbearbeitung der Teile auswirken würde.The installation of a thermocouple that indicates the end of a drying cycle is therefore very important in order to save energy (it is pointless to continue drying pieces that are already dry) and to take into account the fact that there are metal alloys that are particularly sensitive to heat and can change color, which would have a very negative impact on the degree of finish of the pieces.
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