[0001] Die Erfindung betrifft eine Kugelwaschmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannten Art.
[0002] Aus dem landläufigen Stand der Technik ist eine solche Kugelwaschmaschine bekannt,
bei der die zu waschenden Kugeln mittels einer geneigten Schütte auf eine als Lochblech
ausgebildete und als Kugeltransportkäfig dienende Scheibe gegeben werden. Die einzelnen
Löcher der Lochblechscheibe sind dabei zur Aufnahme jeweils einer Kugel bestimmt,
wobei diese Transportlöcher jeweils einen Durchmesser aufweisen, der etwas größer
als der Durchmesser der jeweils zu transportierenden und zu waschenden Kugeln ist.
Unter der horizontal ausgerichteten Transportscheibe ist ein ortsfester Tisch angeordnet,
der den in den Transportlöchern der Transportscheibe liegenden Kugeln während einer
Drehung der Transportsch eibe als Rollfläche
dient. Die auf die Lochscheibe aufgegebenen Kugeln werden für eine praktisch vollständige
Umdrehung der Lochscheibe mit dieser mitgeführt. Die Kugeln fallen am Ende der Umdrehung
der Loch-oder Transportscheibe nach unten aus der Lochscheibe auf eine Abrollrinne,
über die die Kugeln dann einer nachgeschalteten Bearbeitungsvorrichtung, meist einer
Trockenstation, zugeführt werden. Während der Umdrehung der Lochscheibe werden die
zu waschenden Kugeln unter drei jeweils um ihre eigene Achse rotierenden Bürsten hindurchgeführt.
Während des gesamten Weges, den die zu waschenden Kugeln in der rotierenden Lochscheibe
zurücklegen, wird mit einem Waschmittel gespült. Die rotierenden Bürsten haben dabei
einen Durchmesser, der ungefähr gleich dem Radius der Transportscheibe ist, so daß
alle Kugeln des mit der Transportscheibe transportierten Kreisringbandes an Kugeln
von jeder der rotierenden Bürsten erfasst wird, und zwar von jeweils drei solcher
gleichsinning rotierenden Bürsten auf ihrem Weg durch die Waschmaschine.
[0003] Mit der bekannten Waschmaschine können Kugeln im Größenbereich von 4 bis 25 mm Durchmesser
bearbeitet werden. Insbesondere Kugeln mit kleineren Durchmessern sind auf dieser
Vorrichtung nicht mehr waschbar, da die erforderliche Maßhaltigkeit des Abstandes
der Transportscheibe zur Rollfläche insbesondere im Randbereich der Scheibe nicht
mehr gegeben ist.
[0004] Weiterhin ist bei dieser Anordnung die gebotene Gleichbehandlung der Kugeln nicht
mehr gewährleistet, da, bei gegensinniger Umdrehung der Transportscheibe und der rotierenden
Waschbürsten, die auf der Außenseite der Transportscheibe laufenden Kugeln einer stärkeren
Reinigungswirkung unterliegen als die am Innenrand des kreisringförmigen Kugelbandes
laufenden Kugeln. Dabei liegen die Verhältnisse entsprechend umgekehrt, wenn die Transportscheibe
und die Bürsten mit gleichem Drehsinn rotieren. Am Prinzip der Ungleichbehandlung
der Kugeln ändert sich dadurch nichts.
[0005] Durch die Art der Kugelaufgabe auf die Lochscheibenoberfläche aus der Schütte heraus,
durch die Art der Führung der Kugeln in einem Kreisringband und durch die Bewegungsumlenkung
der Kugeltransportrichtung von tangential nach radial beim Kugelaustrag ist die Durchsatzleistung
der bekannten Waschmaschine begrenzt. So wird von einer Waschmaschine der bekannten
Art typischerweise für Kugeln mit Durchmessern im Bereich von 10 bis 15 mm ein Durchsatz
von ungefähr 150 kg/h erreicht.
[0006] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Kugelwaschmaschine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß
der Durchsatz durch die Waschmaschine vergrößert werden kann, daß eine absolute Gleichbehandlung
aller zu waschenden Kugeln gewährleistet ist und daß schließlich der Durchmesserbereich
der auf der Waschmaschine zu behandelnden Kugeln vergrößert werden kann, das heißt,
daß sowohl Kugeln mit kleinerem als auch mit größerem Durchmesser gewaschen werden
können, als dies auf einer vergleichbaren Waschmaschine nach dem Stand der Technik
möglich ist.
[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Kugelwaschmaschine gemäß der Erfindung bei einer
Waschanlage der eingangs beschriebenen Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 genannten Merkmale auf.
[0008] Eines der Hauptmerkmale der Erfindung ist also, daß das Kugelband der zu waschenden
Kugeln in Transportrichung ungekrümmt über eine Käfigtrommel statt über eine Käfigscheibe
geführt wird. Dabei ist durch die ungekrümmte Führung des Kugelbandes und die höhere
mechanische Stabilität und Festigkeit des Transportkäfigs durch seine Ausbildung als
in sich geschlossene und sich selbst stabilisierende Trommel zum einen eine höhere
Durchsatzgeschwindigkeit und damit höhere Durchsatzleistung für die Kugelwaschmaschine
möglich, zum anderen aber auch eine Bearbeitung von insbesondere Kugeln mit kleinerem
Durchmesser möglich.
[0009] Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0010] Eine der wicht igsten Ausgestaltungen der Erfindung ist
darin zu sehen, daß die Käfigtrommel und die in dieser gelagerte Rollflächentrommel,
auf deren Zylindermantel die in den Transportlöchern der Käfigtrommel geführten Kugeln
abrollen können, unabhängig voneinander und insbesondere gegensinnig zueinander antreibbar
sind. Den im Trommelkäfig transportierten und zu waschenden Kugeln wird dadurch einheitlich
über die gesamte Bandbreite verteilt eine wesentlich größere Eigenrotationskomponente
erteilt als sie die Kugeln bei bloßem Abrollen auf einer statischen Rollfläche aufweisen
würden. Durch diese größere Eigenrotation ist aber bei vergleichbarer Bürstenanordnung
und vergleichbarer Geschwindigkeit des unter den Bürsten hindurchgeführten Kugelbandes
ein wesentlich verbesserter Reinigungseffekt erzielbar. Zudem werden das Einheben
der Kugeln an der Aufgabestelle in den Käfig und das Ausheben der gewaschenen Kugeln
in die Ablaufrinne verbessert und gefördert, wenn die Transporttrommel und die Rollflächentrommel
gegensinnig rotieren. Die dadurch erzielte verbesserte Übernahme der Kugeln aus der
Aufgabeschütte auf die Transporttrommel und die aktiv unterstützte Abgabe der Kugel
in die Ablaufrinne ermöglichen dabei wiederum positive Beiträge zur Funktionssicherheit
und Durchsatzsteigerung der Kugelwaschmaschine gemäß der Erfindung zu liefern.
[0011] Die unbedingt erforderliche Gleichbehandlung aller durch die Waschmaschine laufenden
Kugeln ist bei der Kugelwaschmaschine gemäß der Erfindung vor allem dann gewährleistet,
wenn statt der rotierenden Waschbürsten nicht rotierende Waschbürsten eingesetzt werden,
die vorzugsweise als endlos umlaufendes Bürstenband axial über die gesamte Breite
der Trommel geführt werden, und zwar im aktiven Waschbereich der Trommelbreite nicht
auf einem Kreisbogen, sondern streng linear axial, bezogen auf die Trommelachse. Dabei
ist das umlaufende Band der stehenden Bürsten vorzugsweise so ausgelegt, daß bei paternosterartiger
Ausbildung des Bürstenbandes beide linearen Äste des Bürstenbandes axial über die
Käfigtrommeloberfläche geführt werden. Das Kugelband ist dadurch einer intensiven,
gleichzeitig aber absolut gleichverteilten Waschbehandlung ausgesetzt. Ein wesentliches
Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung ist weiterhin die Art und Weise der Aufgabe des
Kugelbandes auf die Transporttrommel. Diese Kugelaufgabe erfolgt vorzugsweise nicht
aus einer Rinne oder Schütte auf die horizontale Transportfläche, was unweigerlich
zum Überlaufen der Kugeln auf der Transportscheibe führt, das heißt dazu, daß Kugeln
auf der Transportscheibe aufliegend anstatt in deren Löchern auf der Rollfläche aufliegend,
transportiert werden. Um dieses Problem zu vermeiden, erfolgt die Kugelübergabe von
der Zulaufrinne oder Aufgabeschütte auf den Transportkäfig an einer Stelle, an der
der Transportkäfig praktisch senkrech verläuft, nämlich vorzugsweise im Bereich eines
der beiden einander diametral gegenüberliegenden Vertikaltangentenpunkte, insbesondere
wenige Bogengrad in Trommeldrehrichtung hinter diesem Punkt. Bei dieser Anordnung
ist selbst dann, wenn die Kugeln nicht in nur einer Lage auf die Transportkäfigtrommel
geführt werden, gewährleistet, daß nur die Kugeln von der Käfigtrommel mitgenommen
werden, die in einem der Transportlöcher liegen. Die Kugeln, die nicht in Löchern,
sondern auf der Trommeloberfläche liegen, rollen von dieser ab und werden nicht mitgenommen.
Dagegen führt bei den Kugeln, die in die Transportlöcher der Transporttrommel aufgenommen
sind, die Käfigdrehung, gegebenenfalls verstärkt durch die gegensinnige Drehung des
Abrollflächenzylinders, dazu, daß die Kugel in das Transportloch hineingerollt wird,
da die Kugel in Drehrichtung des Käfigs hinten auf dem Rand ihrer Transportöffnung
in der Käfigtrommel aufliegt. Dieser Mechanismus gewährleistet ein rasches und fehlerfreies
Beschicken der Käfigtrommel und bewirkt somit bei fehlerfreiem Betriebsverhalten im
Sinne einer Durchsatzerhöhung.
[0012] Entsprechendes gilt mit umgekehrtem Vorzeichen auf der der Kugelaufgabelinie zumind
est im wesentlichen diametral gegenüberliegenden Seite des zweiten Vertikaltangentenpunktes
bzw., exakter gesagt, der Vertikaltangentenebenenlinie an die Käfigtrommel, wo die
Ablaufrinne vorzugsweise in diesem Bereich oder wenige Bogengrad in Trommeldrehrichtung
hinter dieser Linie bzw. diesem Punkt angeordnet ist. Die Kugel rollt hier auf der
in Drehrichtung vorauseilenden Kante ihres Transportloches ab, wodurch ein Herausdrehen
oder Herausheben der Kugel aus dem Transportloch in der Transportkäfigtrommel auf
die Ablaufrinne hinaus positiv bewirkt wird. Dabei führt die Summe dieser Maßnahmen
dazu, daß mit der Kugelwaschmaschine gemäß der Erfindung bei Kugeldurchmessern in
der Größenordnung von 10 bis 15 mm ohne weiteres Durchsätze in der Größenordnung von
270 kg/h erzielbar sind.
[0013] Mit der Kugelwaschmaschine gemäß der Erfindung können Kugeln mit Durchmessern im
Bereich von ungefähr 2 mm bis zu 30 mm und darüber gewaschen werden. Während die Transportkäfigtrommel
für Kugeln mit kleinerem Durchmesser vorzugsweise aus Messing besteht, kann sie für
Kugeln mit größerem Durchmesser aus Kunststoff hergestellt werden. Die Abrolltrommel
besteht in beiden Fällen vorzugsweise aus einem mit Kunststoff oder einem mit relativ
stumpfen Elastomer beschichteten Stahlblech.
[0014] Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit
den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Kugelwaschmaschine
im Radialschnitt; und
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung in Draufsicht von oben ohne Aufgabeschütte
und Ablaufrinne.
[0015] Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Kugelwaschmaschine weist eine Schütte 1 zur Aufgabe
der zu waschenden Kugeln 2 und einen als Lochblech ausgebildeten Kugeltransportkäfig
3 auf, dessen zur Aufnahme und zum Transport jeweils einer der Kugeln 2 bestimmte
Transportlöcher 4 einen Durchmesser aufweisen, der größer als der Durchmesser der
jeweils zu transportierenden Kugeln ist. Unter dem Kugeltransportkäfig 3 ist als Oberfläche
einer koaxial gelagerten Trommel 5 eine Abrollfläche 6 mit Abstand angeordnet, auf
der die im Transportkäfig 3 geführten Kugeln während des Transports abrollen. Die
Vorrichtung weist weiterhin Waschfluiddüsen 7 sowie Bürsten 8 zum Waschen und Bürsten
der Kugeln 2 auf, die im Käfig 3 unter dieser Bürstenwaschstation hindurchgeführt
werden. Auf seiner der Aufgabeschütte gegenüberliegenden Seite steht der Käfig 3 mit
einer Abrollrinne 9 zur Aufnahme der aus dem Käfig ausgetragenen gewaschenen Kugeln
in Verbindung.
[0016] Erfindungswesentlich sind, wie bereits vorstehend erläutert, der Transportkäfig 3
und die Kugelabrollfläche 6 als koaxial gelagerte und zumindest im wesentlichen gleichbreite
Zylindertrommeln ausgebildet. Dabei ist die Rollflächentrommel 5 in der Käfigtrommel
3 angeordnet, und zwar mit ihrer Oberfläche in einem solchen Abstand von der Innenwand
der Transportkäfigtrommel, daß die Mittelpunkte der in den jeweiligen Käfigtrommeln
geführten Kugeln zumindest im wesentlichen im Bereich der Blechstärke der Transportkäfigtrommel
liegen.
[0017] In der in Fig. 1 durch die Drehrichtungspfeile 10,11 angedeuteten Weise sind die
Abrollflächentrommel 5 und die Transportkäfigtrommel 3 gegensinnig angetrieben, und
zwar so, daß bei horizontaler liegender Drehachse der beiden Trommeln 3,5 die Transportkäfigtrommel
3 einen solchen Drehsinn aufweist, daß die am Auslauf 12 der Aufgabeschütte 1 auf
den Transportkäfig 3 gegebenen Kugeln auf den Zylindertrommelmänteln aufsteigend,
über die Scheitellinie rollend und dann absteigend zum Einlauf 13 der Abrollrinne
9 geführt werden.
[0018] Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die Waschbürsten 8 zumindest während
der aktiven Waschbehandlung der zu waschenden Kugeln 2 nicht um ihre eigene Achse
rotieren, sondern lediglich linear axial, also rechtwinkelig quer zur Flußrichtung
14 (Fig. 2) der Kugeln durch die Maschine linear bewegt werden. Die
Waschbürsten 8 sind dabei in der insbesondere aus Fig. 2 erkennbaren Weise zu einem
endlosen Band, vorzugsweise Gliederband, paternosterartig zusammengeschlossen. In
der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise wird also absolut jede einzelne der Kugeln 2 in
völlig gleicher Weise durch die linear geführten Waschbürsten behandelt werden.
[0019] Die Kugelaufgabeschütte 1 und insbesondere ihr Auslauf 12 zur Übergabe der aufgegebenen
Kugeln 2 auf die Transportkäfigtrommel 3 ebenso wie der Einlauf 13 der Abrollrinne
9 sind dabei so ausgelegt, daß sie in der Höhe jeweils nur eine einzige Kugellage
führen. Dies bedeutet einen weiteren wichtigen Schritt zum störungsfreien Dauerbetrieb
der Anlage. Dies kann der Fachmann ohne weiteres durch Gestaltung der Zuleitung und
Ableitung der Kugeln, durch Ablenkprofile und/oder durch die erforderliche Neigung
der Schütten oder Rinnen einstellen.
[0020] Sowohl die Transportkäfigtrommel 3 als vorzugsweise auch die Abrollflächentrommel
5 sind axial verschiebbar und austauschbar gelagert, so daß beispielsweise die Transportkäfigtrommel
3 innerhalb von 3-5 min austauschbar ist, z.B. wenn Kugeln mit verändertem Durchmesser
gewaschen werden sollten, und die Abrollflächentrommel 5 in gleicher Zeit gereinigt
werden kann.
1. Kugelwaschmaschine mit einer Schütte (1) zur Aufgabe der zu waschenden Kugeln (2)
auf einen als Lochblech ausgebildeten Kugeltransportkäfig (3), dessen zur Aufnahme
und zum Transport jeweils einer Kugel (2) bestimmte Transportlöcher (4) einen Durchmesser
aufweisen, der größer als der Durchmesser der jeweils zu transportierenden Kugeln
ist, mit einer Rollfläche (6), auf der die im Transportkäfig geführten Kugeln während
des Transportes abrollen, mit Waschfluiddüsen und Bürsten zum Waschen und Bürsten
der Kugeln in Käfig, und schließlich mit einer Abrollrinne zur Aufnahme der aus dem
Käfig ausgetragenen gewaschenen Kugeln,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Käfig (3) und die Rollfläche (6) koaxial gelagerte zumindest im wesentlichen
gleichbreite Zylindertrommeln sind, und zwar dergestalt, daß die Rollflächentrommel
(5) in der Käfigtrommel (3) angeordnet ist.
2. Kugelwaschmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rollflächentrommel (5) und die Transportkäfigtrommel (3) gegensinnig antreibbar
sind.
3. Kugelwaschmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
nichtrotierende Bürsten (8), die axial über die Oberfläche der Käfigtrommel (3) führbar
sind.
4. Kugelwaschmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nichtrotierenden Bürsten (8) zu einem endlos umlaufenden paternosterartigen
Band zusammengefasst sind, das zwei geradlinige, axial über die Kugeln (2) im Käfig
(3) geführte Abschnitte aufweist, deren Länge zumindest gleich der der axialen Breite
der Zylindertrommeln ist.
5. Kugelwaschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugelaufgabeschütte im Bereich des Vertikaltangentenpunktes, insbesondere
wenige Bogengrad in Trommeldrehrichtung hinter diesem Punkt, auf die Käfigtrommel
stößt und eine Kugelauslaufbreite aufweist, die gleich der axialen Nutzbreite der
Trommel ist.
6. Kugelwaschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abrollrinne im Bereich des der Kugelaufgabeschütte gegenüberliegenden Vertikaltangentenpunktes,
insbesondere wenige Bogengrad in Trommeldrehrichtung hinter diesem Punkt, auf die
Käfigtrommel stößt und eine Einlaufbreite aufweist, die mindestens gleich der Nutzbreite
der Käfigtrommel ist.
7. Kugelwaschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kugelauslauf der Aufgabeschütte und der Kugeleinlauf der Abrollrinne jeweils
nur eine Kugellage führen.
8. Kugelwaschmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,,
daß die Kugelaufgabeschütte, die Abrollrinne und die Drehrichtung der Käfigtrommel
derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Kugeln durch ihre Schwerkraft auf der
Rollfläche gehalten sind.