Fliehkraftbearbeitungsmaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftbearbeitungsmaschine für mechanische Bearbeitung, z.B. Schleifen, Polieren, Reinigen und Entgraten von Werkstücken mit einem Werkstückaufnahmebehälter, der einen im wesentlichen feststehenden zylindrischen Mantel und einen zu diesem koaxial gelagerten rotierenden Boden in Form eines Tellers oder dergleichen hat, welcher mit seinem Umfangsrand an den Mantel unter Bildung eines dazwischen befindlichen Spaltes heranragt, wobei die Innenfläche des Mantels im Axialschnitt durch den Behälter an die Innenfläche des Bodens derart herangewölbt oder mit schwacher Knickung herangeknickt ist, daß sie sich im wesentlichen knicklos an die Innenfläche des Bodens anschließt.

[0002] Eine Fliehkraftbearbeitungsmaschine dieser Gattung ist bereits bekannt (DE-B-16 52 151). Bei ihr erstreckt sich der Spalt zwischen der Innenauskleidung vom Behältermantel und Behälterboden in einem Winkel von etwa 45° zu den an den Spalt anschließenden Innenflächen dieser Auskleidung. Dadurch sind am Rand des Spaltes einerseits eine stark spitzwinkelige und andererseits eine stumpfwinkelige Kante gegeben, die beim Betrieb der Maschine einem raschen Abrieb unterliegen. Dies führt zu einer erheblichen Beschädigung der Innenauskleidungen und einer raschen Aufweitung des Spaltes und damit zu einer hohen Reparaturanfälligkeit der Maschine mit relativ kurzer Standzeit. Da außerdem der Spalt zwischen Mantel und Boden in einem großen Winkel zur Richtung der im Spalt wirkenden Fliehkraft sich erstreckt, können sich im Spalt eingedrungene Abriebteilchen und Schleifmittel festsetzen, die durch die gegebene Fliehkraft nicht durch diesen Spalt hindurchgeschleudert werden können, was wiederum zu einem erhöhten Abrieb der Auskleidungen im Spaltbereich und zu den damit verbundenen oben genannten Nachteilen führt.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile die bisher bei den Maschinen der eingangs genannten Gattung gegebene relativ geringe Einsatzzeit des Behältermantels wesentlich zu erhöhen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Bearbeitungsmaschine dieser Gattung dadurch gelöst, daß der zwischen dem Umfangsrand des Behälterbodens und dem Behältermantel gebildete Spalt sich angenähert senkrecht zu den an den Spalt anschließenden Innenflächen von Mantel und Boden erstreckt und daß die Innenflächen des Mantels und des Bodens im Bereich des Spaltes eine solche Schräglage zur Drehachse des Bodens haben, daß der zu diesen Innenflächen senkrechte Spalt sich in einem Winkel zwischen 30° und 90° zu dieser Drehachse erstreckt. Durch diese Ausbildung werden an den Rändern des Behälterbodens und des Behältermantels nur angenähert rechte Winkel zwischen der Innenauskleidung und dem Spalt erhalten, die beim Betrieb der Maschine weniger rasch abgenutzt werden als spitze Winkel und damit der Maschine eine längere Standzeit verleihen. Ferner wird ein radial nach außen abfallender Spalt erhalten, wodurch in den Spalt eingedrungene Abriebteilchen, Verunreinigungen oder Schleifmittelteilchen durch Fliehkraft aus dem Spalt herausgetrieben werden und damit sich dort nicht festsetzen und einen erhöhten Abrieb an den Spaltseitenwänden und an den Ecken der Innenauskleidung hervorrufen können.

[0004] Zwar ist durch die DE-B-16 52 151 bereits eine Fliehkraftbearbeitungsmaschine mit feststehenden zylindrischem Behältermantel und rotierendem Behälterboden bekannt geworden, bei der der zwischen dem Umfangsrand des Bodens und dem Rand des Mantels gebildete Spalt sich angenähert senkrecht zu den an den Spalt anschließenden Innenflächen von Mantel und Boden erstreckt. Bei dieser bekannten Maschine sind jedoch die Innenflächen von Mantel und Boden im Bereich des Spaltes nicht schräg sondern im wesentlichen paralell zur Drehachse des Bodens ausgerichtet. Auch erstreckt sich der Spalt nicht in einem Winkel zwischen 30° und 90°, sondern senkrecht zu dieser Drehachse. Dadurch ist auch bei dieser Maschine ein relativ rascher Abrieb der Innenauskleidung im Bereich des Spaltes und damit eine relativ geringe Standzeit gegeben. Hinzu kommt noch, daß bei dieser Maschine die Innenfläche des Mantels im Axialschnitt durch den Behälter nicht an die Innenfläche des Bodens herangewölbt ist. Durch die bei dieser Maschine somit im Bereich des Spaltes gegebene senkrechte Ausrichtung der Innenauskleidung zur Fliehkraftenergie der Werkstücke verlieren diese beim Betrieb der Maschine, bei dem sie durch ihre Fliehkraftenergie am Behälterrand nach oben getrieben werden, schon vor Erreichen des Spaltes ihre Fliehkraftenergie, was dazu führt, daß sie gerade im kritischen Bereich des Spaltes länger an der Innenauskleidung beiderseits des Spaltes verweilen und dort zu einem örtlich sehr starken und raschen Abrieb führen.

[0005] Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Fliehkraftbearbeitungsmaschine ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7.

[0006] Durch die knicklose Wölbung oder die kugelsegmentförmige Ausbildung der Innenfläche des Mantels wird ein Hängenbleiben von zu bearbeitenden Werkstücken und Behandlungskörpern in bestimmten Bereichen der Innenfläche mit der Folge eines vermehrten Abriebes in diesen Bereichen vermieden. Außerdem wird dadurch eine gleichmäßigere Bearbeitung sämtlicher gleichzeitig im Behälter zu bearbeitender Werkstücke gewährleistet.

[0007] Auch die Einstellbarkeit der Weite des zwischen dem Umfangsrand des Behälterbodens und dem Behältermantel befindlichen Spaltes über den gesamten Behälterumfang durch Heben und Senken des Mantels gegenüber seiner Trageinrichtung dient dazu, den Abrieb an den Spaltwänden möglichst gering zu halten. Sie ist auch im Hinblick auf die in gewissen Toleranzen unvermeidlichen Fertigungsungenauigkeiten an den Spaltwänden zweckmäßig.

[0008] In der Zeichnung sind drei vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Maschine dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden:

Fig. 1

zeigt das erste Ausführungsbeispiel im Axialschnitt durch den Werkstückaufnahmebehälter und seine Trag- und Antriebseinrichtung.

Fig. 2

veranschaulicht das zweite Ausführungsbeispiel in gleicher Darstellungsweise wie dasjenige gemäß Fig. 1.

[0009] Bei den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Werkstückaufnahmebehälter von einem oberen zylindrischen Mantel 1 und einem unteren, zu diesem koaxial gelagerten rotierenden tellerförmigen Boden 2 gebildet, der mit seinem Umfangsrand an den unteren Rand des Mantels heranragt. Der zylindrische Mantel 1 ruht an seinem unteren Rand auf dem oberen Mantelrand eines darunter befindlichen Tragbehälters 3, der undrehbar auf einem Träger 4 o.dgl. Basis gelagert ist. Der Boden 2 des Werkstückaufnahmebehälters sitzt auf einer senkrechten Welle 5, welche drehbar in der Lagerung 6 des Tragbehälters 3 sitzt. Über die Drehwelle wird der Boden 2 durch ein Antriebsrad 7 in Drehung versetzt.

[0010] Der zylindrische Behältermantel 1 ist mit einer Innenauskleidung 8 aus Kunststoff versehen, an deren verdicktem unteren Rand der ebenfalls aus Kunststoff bestehende Behälterboden 2 unter Bildung eines engen Spaltes 9 heranragt, der sich in einem Winkel von etwa 60° zur Achse 10 des Behälters und der Welle 5 erstreckt, um beiderseits des Spaltes keine spitzen Kanten an der Innenauskleidung des Mantels und dem Rand des Bodens zu erhalten. Die damit gegebene, relativ geringe Neigung des Spaltes 9 gegenüber der Horizontalen ist für die nachstehend erläuterte Einstellung der Spaltweite, die durch Vertikalbewegung des Mantels 1 des Werkstückaufnahmebehälters gegenüber dessen Boden 2 erfolgt, zweckmäßig.

[0011] Am unteren Rand des Mantels 1 des Werkstückaufnahmebehälters ist ein radial über die Außenfläche des Mantels hinausragender Flansch 11 befestigt, der sich um den gesamten Behälterumfang herumerstreckt. Mit diesem Flansch 11 ruht der Mantel 1 des Bearbeitungsbehälters auf einem Gegenflansch 13 auf, der am oberen Mantelrand des Tragbehälters festgeschweißt ist, und zwar über einen zwischen den beiden Flanschen befindlichen Ring 12 aus federelastischem Material. Zur Befestigung des Mantels 8 auf den Tragbehälter 3 sind in den Flanschen Befestigungsschrauben 14 vorgesehen. Durch stärkeres oder schwächeres Anziehen der Befestigungsschrauben 14 kann unter Zusammendrückung oder Aufweitung des Ringes 12 eine Einstellung der Weite des Spaltes 9 erfolgen. Diese Einstellmöglichkeit ist auch im Hinblick auf die in gewissen Toleranzen unvermeidlichen Fertigungsungenauigkeiten an den beiden Rändern des Mantels 8 zweckmäßig. Da der Werkstückaufnahmebehälter zur Bearbeitung der in ihn einzugebenden Werkstücke in der Regel mit einer Behandlungsflüssigkeit gefüllt wird, kann der Ring 12 auch zur dabei notwendigen Abdichtung zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Flanschen 11 und 13 dienen.

[0012] Der Mantel 1 des Werkstückaufnahmebehälters ist in bezug auf seine sich senkrecht zur Achse 10 erstreckende Mittelebene 16 symmetrisch ausgebildet und geformt. Seine Innenauskleidung 8 verdickt sich gleichermaßen zu seinem oberen Rand und zu seinem unteren Rand, wie auch der obere Rand mit Flansch 11 und Bohrungen für die Aufnahme von Schrauben 17 ausgebildet ist wie der untere Rand. Mittels der Schrauben 17 ist auf dem oberen Mantelrand ein Schutzring 18 befestigt, der beim Ein- und Ausbringen von Werkstücken, Bearbeitungskörpern u.dgl. in bzw. aus dem Werkstückaufnahmebehälter eine Beschädigung der oberen Kante der Innenauskleidung 8 verhindern soll.

[0013] Der Behältermantel 1 kann aufgrund seiner vorbeschriebenen und in der Zeichnung dargestellten symmetrischen Ausbildung und Anordnung umgestürzt werden. Dies ist dann zweckmäßig, wenn der Behältermantel einseitig an seiner Innenfläche abgerieben worden ist. Bei Weiterverwendung des Behältermantels in umgestürzter Lage kann sich die Einsatzzeit des Behältermantels verdoppeln oder nahezu verdoppeln.

[0014] Zur Vereinfachung der Herstellung des Mantels 1 des Werkstückaufnahmebehälters in der genannten symmetrischen Form ist dieser Mantel in seiner sich senkrecht zur Mantelachse 10 erstreckenden Mittelebene 16 in zwei gleiche Teile 18, 19 getrennt, die miteinander über radial abstehende Flansche 20, 21 durch Schrauben 22 aneinander befestigt sind. Zum Umstürzen des zweiteilig ausgebildeten Mantels 1 des Werkstückaufnahmebehälters bedarf es lediglich der Entfernung des Schutzringes 18 mit den Befestigungsschrauben 17 am oberen Mantelrand und des Lösens bzw. Entfernens der Befestigungsschrauben 14 am unteren Mantelrand. Hierauf kann der Mantel gestürzt mit seinem vorherigen oberen Mantelrand nach unten gekehrt auf den Flansch 13 des Tragbehälters 3 aufgesetzt und mit den Befestigungsschrauben 14 am Tragbehälter befestigt werden.

[0015] Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Innenauskleidung 8 so gestaltet, daß sie sich von der Mittelebene 16 des Mantels ausgehend in dem in Fig. 1 gezeigten Axialschnitt durch den Mantel mit ihrer Innenfläche zunächst geradlinig, parallel zur Außenfläche des Mantels 1 erstreckt, um unter Bildung einer Randverdickung unter Abknickung in eine Schräge überzugehen, wodurch sich die Innenauskleidung zu den Mantelrändern hin verdickt. Hierdurch wird erreicht, daß die an den Spalt 9 angrenzende Schräge der Innenfläche des Mantels 1 etwa im gleichen Winkel zur Spalttiefe sich erstreckt wie die Innenfläche des Bodens 2.

[0016] Da an jeder Knickung der Innenfläche von Mantel und Boden des Werkstückaufnahmebehälters ein erhöhter Abrieb entsteht und der Werkstückfluß innerhalb des Behälters bei Betrieb der Maschine beeinträchtigt wird, ist es zweckmäßig, die Innenauskleidung von Mantel und Boden möglichst knicklos auszubilden und auch die Innenfläche des Mantels knicklos an die Innenfläche des Bodens im Bereich des Spaltes 9 anzuschließen.

[0017] Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies in optimaler Weise der Fall. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 nur durch die Form der Innenauskleidung des Mantels 1 und der Innenfläche des Bodens 2. Alle Teile gleicher Gestalt sind daher mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 versehen. Die Innenfläche der Innenauskleidung 8 des Werkstückaufnahmebehälters besitzt bei diesem Ausführungsbeispiel Kugelsegmentform, wobei sich diese Innenfläche knicklos an die Innenfläche des Bodens 2 im Bereich des Spaltes 9 anschließt. Hierdurch ergibt sich mit Ausnahme des zentralen Bodenbereichs eine Innenfläche von Mantel und Boden des Werkstückaufnahmebehälters, die keinerlei Knicke hat, welche den Bewegungsablauf der Werkstücke und Behandlungskörper im Werkstückaufnahmebehälter behindern und zu stellenweise erhöhtem Abrieb der Innenflächen führen könnten. Dabei ist ebenso wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ein Überhängen der Innenauskleidung 8 im Bereich des oberen Randes des Mantels 1 gegeben, der das Zurückführen des an der Mantelauskleidung hochwandernden Behälterinhalts in den zentralen Bereich des Behälters fördert.

Ansprüche

1. Fliehkraftbearbeitungsmaschine für mechanische Bearbeitung, z.B. Schleifen, Polieren, Reinigen und Entgraten von Werkstücken mit einem Werkstückaufnahmebehälter, der einen im wesentlichen feststehenden zylindrischen Mantel (1) und einen zu diesem koaxial gelagerten rotierenden Boden (2) in Form eines Tellers od.dgl. hat, welcher mit seinem Umfangsrand an den Mantel unter Bildung eines dazwischen befindlichen Spaltes (9) heranragt, wobei die Innenfläche des Mantels (1) im Axialschnitt durch den Behälter an die Innenfläche des Bodens (2) derart herangewölbt oder mit schwacher Knickung herangeknickt ist, daß sie sich im wesentlichen knicklos an die Innenfläche des Bodens anschließt, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der zwischen dem Umfangsrand des Bodens (2) und dem Mantel (1) gebildete Spalt (9) sich angenähert senkrecht zu den an den Spalt anschließenden Innenflächen von Mantel und Boden erstreckt, und

b) daß die Innenflächen von Mantel und Boden im Bereich des Spaltes (9) eine solche Schräglage zur Drehachse (10) des Bodens haben, daß der zu diesen Innenflächen senkrechte Spalt sich in einem Winkel zwischen 30° und 90° zu dieser Drehachse (10) erstreckt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Mantels (1) und des Bodens (2) des Behälters im Bereich des Spaltes (9) eine solche Schräglage zur Drehachse (10) des Bodens haben, daß der zu diesen Innenflächen senkrechte Spalt sich in einem Winkel von etwa 60° zur Drehachse (10) erstreckt.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Innenfläche des Mantels (1) knicklos gewölbt ist.

4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Mantels (1) kugelsegmentförmig geformt ist.

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Behälterbodens (2) in ihrem an den Spalt (9) angrenzenden Bereich knicklos ausgebildet ist.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite des zwischen dem Umfangsrand des Bodens (2) und dem Mantel (1) des Werkstückaufnahmebehälters befindlichen schmalen Spaltes (9) über den gesamten Behälterumfang durch Heben und Senken des Mantels gegenüber der Trageinrichtung (3) gleichmäßig einstellbar ist.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Spalteinstellung ein elastisches Dichtelement (12) dient, das sich zwischen Mantel (1) und Trageinrichtung (3) abstützt und dessen Zusammendrückung durch Spannelemente, wie Schrauben (14) od.dgl. erfolgt.

Claims

1. A centrifugal processing machine for mechanical processing, e.g. grinding, polishing, cleaning and deburring of workpieces, with a workpiece receiving container which comprises a substantially stationary, cylindrical casing (1) and a rotating base (2), which is mounted coaxially with said casing (1), has the form of a dish or the like, and at its circumferential edge projects towards the casing so as to form an intervening gap (9), wherein, in an axial section through the container, the inner surface of the casing (1) is curved towards or weakly bent towards the inner surface of the base (2) in such manner that it adjoins the inner surface of the base substantially without bends, characterised in that

a) the gap (9) formed between the circumferential edge of the base (2) and the casing (1) extends approximately at right angles to the inner surfaces of the casing and base which adjoin the gap and

b) in the region of the gap (9) the inner surfaces of the casing and base are obliquely positioned with respect to the axis of rotation (10) of the base in such manner that the gap, which is formed at right angles to these inner surfaces, extends at an angle of between 30° and 90° to the said axis of rotation (10).

2. A machine as claimed in Claim 1, characterised in that in the region of the gap (9) the inner surfaces of the casing (1) and the base (2) of the container are obliquely positioned with respect to the axis of rotation (10) of the base in such manner that the gap, which is formed at right angles to these inner surfaces, extends at an angle of approximately 60° to the said axis of rotation (10).

3. A machine as claimed in Claim 1, characterised in that the entire inner surface of the casing (1) is curved without bends.

4. A machine as claimed in Claim 2, characterised in that the inner surface of the casing (1) has the form of a spherical segment.

5. A machine as claimed in Claim 1, characterised in that in its region adjoining the gap (9), the inner surface of the container base (2) is formed without bends.

6. A machine as claimed in Claim 1, characterised in that the width of the narrow gap (9), formed between the circumferential edge of the base (2) and the casing (1) of the workpiece receiving container, is uniformly adjustable along the entire periphery of the container by raising and lowering the casing with respect to the supporting device (3).

7. A machine as claimed in Claim 6, characterised in that the gap is adjusted by means of an elastic sealing element (12) which rests between the casing (1) and the supporting device (3) and which is compressed by tensioning elements, such as screws (14) or the like.

Revendications

1. Polisseuse à centrifugation, pour l'usinage mécanique, par exemple le meulage, le polissage, le nettoyage et l'ébavurage de pièces d'usinage, comportant un récipient collecteur de pièces, qui présente une enveloppe cylindrique (1) pratiquement fixe et un fond tournant (2), monté coaxialement par rapport à l'enveloppe et qui se présente sous la forme d'un plateau ou analogue, accostant, par son bord périphérique, sur l'enveloppe en formant un interstice (9) intermédiaire, la surface intérieure de l'enveloppe (1) venant se raccorder, en coupe axiale à travers le récipient, à la surface intérieure du fond (2), par une incurvation ou une inflexion de faible ampleur, de telle façon qu'elle se raccorde pratiquement sans inflexion à la surface intérieure du fond, caractérisée en ce que

a) l'interstice (9) formé entre la bordure périphérique du fond (2) et l'enveloppe (1) s'étend à peu près perpendiculairement aux surfaces intérieures, connexes à l'interstice, de l'enveloppe et du fond, et

b) les surfaces intérieures de l'enveloppe et du fond ont, dans la zone de l'interstice (9), une position inclinée par rapport à l'axe de rotation (10) du fond, telle que l'interstice perpendiculaire à ces surfaces intérieures s'étend suivant un angle compris entre 30° et 90° par rapport à cet axe de rotation (10).

2. Polisseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces intérieures de l'enveloppe (1) et du fond (2) du récipient ont, dans la zone de l'interstice (9),une position inclinée par rapport à l'axe de rotation (10) du fond, d'un angle tel que l'interstice, perpendiculaire à ces surfaces inclinées, s'étend sous un angle d'à peu près 60° par rapport à l'axe de rotation (10).

3. Polisseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble de la surface intérieure de l'enveloppe (1) est incurvé, sans inflexion.

4. Polisseuse selon la revendication 2 , caractérisée en ce que la surface intérieure de l'enveloppe (1) présente la forme d'un segment de sphère.

5. Polisseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface intérieure du fond de récipient (2) est réalisé, sans inflexion, dans sa zone limitrophe à l'interstice (9).

6. Polisseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la largeur de l'interstice étroit (9) qui se trouve entre la bordure périphérique du fond (2) et l'enveloppe (1) du récipient collecteur de pièces à usiner est réglable de façon régulière, sur la totalité de la périphérie, par soulèvement et abaissement de l'enveloppe par rapport au dispositif porteur (3).

7. Polisseuse selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'on utilise pour le réglage de l'interstice un élément d'étanchéité élastique (12), qui prend appui entre l'enveloppe (1) et le dispositif porteur (3) et dont la compression s'effectue au moyen d'élément de serrage, tels que des vis (14) ou analogues.

Zeichnung