[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Separiereinrichtung für Vibrationsgleitschleifmaschinen
mit ringförmigen Arbeitsbehälter.
[0002] Vibrationsgleitschleifmaschinen dienen der Oberflächenbehandlung - wie Entgraten,
Kantenrunden, Schleifen, Polieren usw. - von Werkstücken, wobei ein federnd gelagerter
Arbeitsbehälter durch einen Vibrationsantrieb in Schwingungen versetzt und die darin
enthaltene Schüttung aus Werkstücken und Bearbeitungsmitteln umgewälzt und weitergefördert
wird. Der Behandlungseffekt beruht auf der Relativbewegung zwischen Werkstücken und
Bearbeitungsmitteln, die im wesentlichen aus stückigen oder körnigen Schleifkörnern
oder dergleichen bestehen und denen häufig flüssige Mittel zur besseren Abfuhr des
Abriebs sowie ggfs. zur ergänzenden chemischen Behandlung der Werkstückoberfläche
zugesetzt sind.
[0003] Bei ringförmigen Arbeitsbehältern wird in der Regel eine Mehrzahl von Umläufen benötigt,
um die. Werkstücke fertig zu bearbeiten. Danach werden die Werkstücke von den Bearbeitungsmitteln
abgetrennt und aus der Maschine herausgeführt, während die Bearbeitungsmittel zur
Behandlung weiterer Chargen im Arbeitsbehälter verbleiben.
[0004] Für das Abtrennen und Herausführen der Werkstücke werden Separiereinrichtungen eingesetzt,
mittels derer der umlaufende Behälterinhalt auf eine hochliegende Siebstrecke gefördert
wird, deren Maschenweite so bemessen ist, daß die Bearbeitungsmittel durch das Sieb
in den Arbeitsbehälter zurückfallen können, während die Werkstücke über das Sieb zu
einer Austragsrutsche oder dergleichen geleitet werden.
[0005] Es lassen sich zwei Grundtypen der Separiereinrichtungen unterscheiden. Bei ringförmigen
Arbeitsbehältern mit in Förderrichtung schraubenförmig ansteigendem Behälterboden,
erfolgt das Hochfördern auf das Niveau der Siebstrecke bereits während der Bearbeitungsphase,
wobei jedoch der umlaufende Behälterinhalt solange über eine Fall- oder Rutschstrecke
vom obenliegenden Behälterteil in den untenliegenden Behälterteil zurückfallen gelassen
wird, bis die Oberflächenbearbeitung der Werkstücke beendet ist. Zum Separieren wird
das Zurückfallen unterbrochen und der Behälterinhalt auf die in Verlängerung des höchstliegenden
Behälterboden - teils angeordnete Siebstrecke gefördert. Dazu wird entweder eine zwischen
höchstliegendem Behälterbodenteil und fest eingebauter Austragsstrecke befindliche
Durchfallöffnung durch ein Siebteil überbrückte (vergl. DE-OS 15 02 565, Fig. 7/8;
DE-AS 12 88 947) oder aber eine bewegliche Siebstrecke an die Überlaufkante des höchstliegenden
Behälterbodenteils herangeführt (vergl. DE-OS 20 47 406; US-PS 34 22 577).
[0006] Bei ringförmigen Arbeitsbehältern mit nicht ansteigendem Behälterboden erfolgt das
Hochfördern auf das Niveau der meist fest eingebauten Siebstrecke, indem vertikale
Stauwände in den Umlaufweg des Behälterinhalts eingesetzt werden, über die der Behälterinhalt
infolge der Schwingimpulse dann auf die Siebstrecke hochsteigt (vergl. DE-OS 20 02
648, Fig. 1 und 3., Pos. 32; DE-OS 26 06 510, Fig. 2, Pos. 34) oder indem zum Separieren
schräg ansteigende Rampen oder Klappen in den Umlaufweg eingesetzt oder eingeschwenkt
werden (vergl. DE-AS 27 21 943, Fig. 4).
[0007] Daneben sind weitere Formen von Separiereinrichtungen bekanntgeworden, insbesondere
solche, bei denen das erforderliche Hochfördern teilweise über eine entsprechende
Gestaltung des Behälterbodens und teilweise über bewegliche Klappen oder dergleichen
erfolgt (vergl. DE-AS 24 25 095, Fig. 2).
[0008] Alle diese Separiereinrichtungen weisen einen prinzipiellen Nachteil auf. Die zum
Separieren bewegten Teile müssen gegen einen Anschlag geschoben oder geschwenkt werden,
wobei stets die Gefahr besteht, daß Werkstücke oder Bearbeitungsmittel eingeklemmt
werden und die vorgesehene Bewegung nicht zu Ende geführt werden kann. Dadurch werden
die zu überbrückenden Öffnungen nicht vollständig geschlossen, so daß Werkstücke nicht
auf die Siebstrecke gelangen, sondern durchfallen und anschließend mit der neuen Charge
weiterbearbeitet werden, wobei sie in aller Regel wegen Unterschreitung von Maßtoleranzen
unbrauchbar werden. Insbesondere werden die eingeklemmten Werkstücke nicht ausgetragen
und/oder beschädigt.
[0009] Um in diesen Fällen nicht ordnungsgemäß separierte und daher doppelt oder dreifach
bearbeitete bzw. beschädigte Werkstücke erkennen zu können, müssen alle Stücke einer
Charge überprüft werden, um die Teile mit Untermaß und Fehlern aussortieren zu können.
Durch das unvollständige Separieren, werden also nicht nur einzelne Stücke unbrauchbar,
sondern es muß ein gesonderter Arbeitsgang zur Überprüfung eingeschaltet werden.
[0010] Diese Nachteile der Separiereinrichtungen mit beweglichen Teilen, die gegen einen
feststehenden Anschlag geführt werden, lassen sich bei allen bekannten Ausführungsformen
nachweisen.
[0011] Eine gewisse Ausnahme bilden lediglich solche Arbeitsbehälter mit ansteigendem Boden,
bei denen zwischen oben- und untenliegendem Bodenteil eine ausreichend hohe Steilstufe
vorgesehen ist, so daß der sich im unteren Behälterteil ausbildende Schüttkegel nicht
bis an den oberen Rand der Steilstufe reicht, hier also eine von Werkstücken und Bearbeitungsmitteln
freie Anschlagkante vorhanden ist. Derartige Ausführungsformen sind aber nur dann
anwendbar, wenn die Werkstücke unempfindlich sind und beim Herabfallen über die hohe
Steilstufe keine Beschädigungen erfahren. Da jedoch im allgemeinen an die Oberflächenqualität
der Werkstücke sehr hohe Anforderungen gestellt werden, sind die erwähnten hohen Steilstufen
nur ausnahmsweise anwendbar, bzw. es besteht für Vibrationsgleitschleifmaschinen mit
derartigen Steilstufen nur ein sehr beschränktes Einsatzgebiet.
[0012] Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeidenp
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oh
o eine Separiereinrichtung zu schaffen, mit der ein 100 %-iges Separieren gewährleistet
werden kann, deren Funktion also nicht durch das Einklemmen von Werkstücken oder Bearbeitungsmitteln
beeinträchtigt wird, und wobei damit ausgerüstete Vibrationsgleitschleifmaschinen
in ihrem Anwendungsgebiet keinerlei Beschränkungen unterworfen sind, insbesondere
also auch für schlag- und stoßempfindliche Werkstücke einsetzbar sind.
[0013] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Separiereinrichtung gelöst, die gekennzeichnet
ist durch eine im Arbeitsbehälter angeordnete, bewegliche Auflauframpe, die sich in
Ruhestellung unterhalb des umlaufenden Behälterinhalts befindet und die in Arbeitsstellung
eine über die freie Oberfläche des Behälterinhalts herausragende, freistehende Überlaufkante
bildet, welche sich im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des Behälterinhalts
erstreckt, sowie durch eine oberhalb des Behälterinhalts angeordnete Siebstrecke,
die ein bewegliches Sieb aufweist, das mit seiner Vorderkante bis an die in Arbeitsstellung
freistehenden Überlaufkante der Auflauframpe heranführbar ist.
[0014] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das geschilderte komplexe Problem
nur dadurch zu lösen ist, daß mittels einer beweglichen Auflauframpe eine freistehende
Überlaufkante geschaffen werden muß und daß außerdem ein bewegliches Sieb vorzusehen
ist, das mit seiner Vorderkante so nah an die in Arbeitsstellung freistehende Überlaufkante
herangeführt werden. kann, daß zwischen Überlaufkante und Sieb-Vorderkante keine Werkstücke
hindurchfallen können. Auf diese Weise'wird vermieden, daß bewegliche Teile der Separiereinrichtung
gegen einen feststehenden Anschlag gefahren werden müssen, wobei stets das "Einklemmproblem"
besteht. Die erfindungsgemäße Auflauframpe bewegt sich von unten nach oben durch den
umlaufenden Behälterinhalt so weit nach oben, bis oberhalb der freien Oberfläche des
Behälterinhalts die freistehende Überlaufkante gebildet ist, an die die bewegliche
Siebstrecke dann ihrerseits problemlos herangeführt werden kann, bzw. die unmittelbar
als Anschlag für das bewegliche Sieb dienen kann. Auf diese Weise ist ein einwandfreies
Separieren möglich, ohne daß auf die im Stand der Technik bekannte hohe Steilstufe
mit der Beschädigungsgefahr für die Werkstücke zurückgegriffen werden muß.
[0015] Zweckmäßigerweise wird die Auflauframpe als im Bodenbereich des Arbeitsbehälters
schwenkbar gelagerte Klappe ausgebildet. Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Auflauframpe
als Schieberplatte ausgebildet ist, die in Ruhestellung unterhalb des Behälterbodens
versenkt ist. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Auflauframpe
in Arbeitsstellung unter einem Winkel von 0 bis 90° zur Horizontalen in Strömungsrichtung
des Behälterinhalts ansteigend einstellbar ist. Die Überlaufkante ist vorzugsweise
gerade ausgebildet und erstreckt sich in Arbeitsstellung im wesentlichen parallel
zur freien Oberfläche des umlaufenden Behälterinhalts. Bei einer Ausbildung der Auflauframpe
als Schieberplatte kann es andererseits zweckmäßig sein, die Überlaufkante in der
Weise auszubilden, sie der Kontur des Behälterbodens entspricht und in Ruhestellung
den Bodenschlitz im wesentlichen abschließt. Das Sieb soll dann erfindungsgemäß eine
der Überlaufkante angepaßte Querschnittsform aufweisen.
[0016] Nach einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Schwenkachse
oberhalb des tiefstliegenden Bodenbereichs angeordnet ist und daß der Behälterboden
in Strömungsrichtung bis zur Schwenkachse ansteigend ausgebildet ist. Ferner ist es
möglich, im Behälterboden einen im Querschnitt etwa dreiecksförmigen Damm vorzusehen
und die Schwenkachse im Bereich von dessen horizontal verlaufender Oberkante anzuordnen.
Wird die Auflauframpe als Schieberplatte ausgebildet, kann im Behälterboden ebenfalls
ein im Querschnitt etwa dreiecksförmiger Damm vorgesehen werden, wobei in der Oberkante
des Dammes für die Schieberplatte eine Schlitzöffnung ausgebildet ist, die in Ruhestellung
der Schieberplatte im wesentlichen verschlossen ist.
[0017] Das bewegliche Sieb kann um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet sein oder
im wesentlichen transversal verschieblich.
[0018] Ferner ist es zweckmäßig, die Auflauframpe aus zwei einander teilweise überlappenden
Teilen auszubilden, wobei durch Veränderung des Überlappungsbereichs die Länge der
Auflauframpe veränderbar ist. Auf diese Weise sind in einfacher Weise verschiedene
Anstellwinkel der Auflauframpe einstellbar, ohne daß sonstige Veränderungen an der
Maschine erforderlich sind.
[0019] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Figuren
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert:
Figur 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine Separiereinrichtung, sowie einen
Teilschnitt durch eine Vibrationsgleitschleifmaschine mit in Förderrichtung ansteigendem
Behälterboden; Separiereinrichtung in Ruhestellung.
Figur 2 zeigt die Separiereinrichtung gemäß Figur 1 in Arbeitsstellung.
Figur 3 zeigt eine Vibrationsgleitschleifmaschine ähnlich Figur 1 und 2 mit einer
alternativen Gestaltung des beweglichen Siebes.
Figur 4 zeigt einen Teilschnitt durch eine Vibrationsgleitschleifmaschine mit nicht
ansteigendem Boden und einer als Schieberplatte ausgebildeten Auflauframpe.
[0020] Die Vibrationsgleitschleifmaschine 1 gemäß Figur 1 besteht aus einem Fundamentrahmen
18 oder dergleichen, auf dem über Federn 19 ein ringförmiger Arbeitsbehälter 2 schwingfähig
gelagert ist. Der Arbeitsbehälter 2 wird durch einen Schwing- oder Vibrationsantrieb
(nicht dargestellt) in dreidimensionale Schwingungen versetzt, wodurch der aus Werkstücken
und Bearbeitungsmitteln bestehende Behälterinhalt in eine kreisförmige Umwälzbewegung
um die Behälterhauptachse und in eine Förderbewegung parallel zur Behälterhauptachse
versetzt wird. Der Behälterinhalt verhält sich dabei quasi wie eine Flüssigkeit, deren
freie Oberfläche sich während der Bearbeitungsphase etwa entsprechend der in Figur
1 gestrichelt eingetragenen Linie einstellt. Dabei "fließt" der Behälterinhalt vom
obenliegenden Teil 17 des Behälters über die in Ruhestellung befindliche Klappe 3
in den untenliegenden Teil 22 des Behälters. Die Klappe ist um die etwa horizontal
angeordnete Achse 7 schwenkbar und besitzt eine Überlaufkante 4. Während der Bearbeitungsphase
ist das horizontal verschiebliche Sieb 15 soweit zurückgezogen, daß dessen Vorderkante
16 den Fluß des Behälterinhalts nicht stört.
[0021] In Figur 1 ist ferner die Klappe 3 gestrichelt in Arbeitsstellung dargestellt, wobei
ersichtlich deren vordere Kante 14 über die freie Oberfläche des Behälterinhalts hinausragt
und stromabwärts eine von Werkstücken und Bearbeitungsmitteln freie Kante bildet.
Stromabwärts von der Klappe 3 reicht die Materialschüttung nicht bis zur freien Überlaufkante
4 der Klappe.
[0022] Figur 2 zeigt eine Separiereinrichtung gemäß Figur 1 in Arbeitsstellung, wobei nunmehr
die freie Oberfläche des Behälterinhalts gemäß der wiederum gestrichelt eingezeichneten
Linie verläuft. Der Behälterinhalt "steigt" über die Klappe 3, die Überlaufkante 4,
und die Vorderkante 16 des Siebes auf das entgegen der Förderrichtung des Behälterinhalts
in Arbeitsstellung verschobene Sieb 15, wo die Werkstücke von den Bearbeitungsmitteln
getrennt und aus der Vibrationsgleitschleifmaschine herausgeführt werden. Die Bearbeitungsmittel
fallen durch das Sieb 15 in den untenliegenden Behälterteil 22, wo sie für die Bearbeitung
einer weiteren Charge zur Verfügung stehen, sobald der gesamte Behälterinhalt einmal
über die Separiereinrichtung gelaufen ist.
[0023] Figur 3 zeigt eine ähnliche Vibrationsgleitschleifmaschine wie in Figur 1 und 2,
wobei jedoch der Übergang vom obenliegenden Behälterteil 17 zum untenliegenden Behälterteil
22 vergleichsweise steil ausgebildet ist. Dieser Steilabfall ist durch die entsprechende
Anordnung der Klappe 3 in Ruhestellung (gestrichelt dargestellt) gemildert. In diesem
Fall ist das Sieb 5 um eine horizontale Achse 23 schwenkbar angeordnet und bildet
in Arbeitsstellung mit seiner Vorderkante 6 mit der Überlaufkante 4 der Klappe 3 einen
ununterbrochenen Förderweg für den Behälterinhalt. Im Anschluß an das schwenkbare
Sieb 5 kann noch eine fest eingebaute Siebstrecke 20 vorgesehen werden, die in eine
Austragsrutsche 21 mündet. Im übrigen haben die Bezugszeichen die gleiche Bedeutung
wie in Figur 1 und 2. Die sich in Arbeitsstellung der Separiereinrichtung einstellende
freie Oberfläche des Behälterinhalts ist wiederum durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
[0024] Figur 4 zeigt eine Ausführungsform des Arbeitsbehälters 2 mit nicht ansteigendem
Boden, wobei die Auflauframpe als Schieberplatte 13 mit freistehender Überlaufkante
14 ausgebildet ist. Die Schieberplatte 13 ist in einer Führung 12 gelagert und kann
durch einen Hydraulikantrieb 23 oder dergleichen bewegt werden. Im Behälterboden ist
ein im Querschnitt etwa dreiecksförmiger Damm 8 vorgesehen, dessen Oberkante einen
Schlitz 9 für den Durchtritt der Schieberplatte 13 aufweist. Das im wesentlichen horizontal
verschiebliche Sieb 15 besitzt eine Vorderkante 16, Alle übrigen Bezugszeichen haben
die gleiche Bedeutung wie in den Figuren 1 bis 3. Die sich einstellende freie Oberfläche
des Behälterinhalts ist für Ruhestellung und Arbeitsstellung der Separiereinrichtung
gestrichelt eingezeichnet.
[0025] Sofern gewährleistet ist, daß die bewegliche Siebstrecke in Arbeitsstellung mit ihrer
Vorderkante absolut synchron mit der freien Überlaufkante der Auflauframpe schwingt,
kann die Überlaufkante direkt als Anschlag für die Sieb-Vorderkante benutzt werden.
Ist in diesem Bereich mit Relativbewegungen zwischen den Kanten zu rechnen, wird man
den Übergang "berührungslos" gestalten, d.h. die Siebstrecke nur so weit an die Überlaufkante
heranfahren, wie dies zur Vermeidung des Durchfalls bzw. Steckenbleibens von Werkstücken
im verbleibenden Schlitz erforderlich ist.
[0026] Unter Beachtung dieser Bedingungen ist es sogar möglich, eine gesondert angetriebene,
d.h. nicht im Arbeitsbehälter gelagerte Siebstrecke vorzusehen, wenn dies für den
Separiervorgang notwendig oder vorteilhaft ist bzw. wenn die Siebstrecke noch zur
Weiterbeförderung der Werkstücke herangezogen werden soll.
[0027] Im übrigen ist es mittels der erfindungsgemäßen Separiereinrichtung möglich, bei
zurückgezogenem Sieb durch eine Anstellung der als Klappe ausgebildeten Auflauframpe
zwischen Ruhe- und Arbeitsstellung in dem Umlaufweg des Behälterinhalts eine Fallstufe
definierter Höhe einzurichten, wenn dies bei Werkstücken, die zum aneinanderkleben
neigen für die Bearbeitung vorteilhaft ist.
[0028] Die erfindungsgemäße Separiereinrichtung ist also nicht nur bei allen bekannten Ringtrog-Vibrationsgleitschleifmaschinen
einsetzbar; sie erlaubt auch die Kombination mit fremd angetriebenen Siebstrecken
und - falls erforderlich - die Realisierung einer definierten Fallstufe. Damit ist
sowohl die eingangs geschilderte komplexe Problemstellung gelöst, als auch eine universell
anwendbare Separiereinrichtung geschaffen, so daß jede damit ausgerüstete Vibrationsgleitschleifmaschine
für praktisch alle vorkommenden Oberflächen-Bearbeitungsfälle eingesetzt werden kann.
[0029] Durch freie Wahl des Anstellwinkels der Auflauframpe in Verbindung mit der beweglichen
Siebstrecke und der Möglichkeit, die aktive Fläche bei einer zweiteiligen Auflauframpe
auf die je nach Winkelstellung erforderliche Länge einrichten zu können, ist eine
Fülle von Separierproblemen lösbar, für die bisher eine aufwendige Umrüstung der Maschine
erforderlich war.
1. Separiereinrichtung für Vibrationsgleitschleifmaschinen mit ringförmigem Arbeitsbehälter,
gekennzeichnet durch eine im Arbeitsbehälter (2) angeordnete, bewegliche Auflauframpe
(3,13) die sich in "Ruhestellung" unterhalb des umlaufenden Behälterinhalts befindet
und in "Arbeitsstellung" eine über die freie Oberfläche des Behälterinhalts herausragende,
freistehende Überlaufkante (4,14) bildet, die sich im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung
des Behälterinhalts erstreckt, sowie durch eine oberhalb des Behälterinhalts angeordnete
Siebstrecke, die ein bewegliches Sieb (5,15) aufweist, das mit seiner Vorderkante
(6,16) bis an die in "Arbeitsstellung" freistehenden Überlaufkante (4,14) der Auflauframpe
(3,13) heranführbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflauframpe als im
Bodenbereich des Arbeitsbehälters (2) schwenkbar gelagerte Klappe (3) ausgebildet
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflauframpe als Schieberplatte
(13) ausgebildet ist, die in Ruhestellung unterhalb des Behälterbodens (17) versenkt
ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflauframpe
in Arbeitsstellung unter einem Winkel von 0 bis 90° zur Horizontalen in Strömungsrichtung
des Behälterinhalts ansteigend einstellbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufkante
(4,14) gerade ausgebildet ist und sich in "Arbeitsstellung" im wesentlichen parallel
zur freien Oberfläche des umlaufenden Behälterinhalts erstreckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Überlaufkante (14)
in der Weise ausgebildet ist, daß sie der Kontur des Behälterbodens (17) entspricht
und in "Ruhestellung" den Bodenschlitz im wesentlichen abschließt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb
(5,15) eine der Überlaufkante (4,14) angepaßte Querschnittsform aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (7) oberhalb
des tiefstliegenden Bodenbereichs angeordnet ist und daß der Behälterboden (17) in
Strömungsrichtung bis zur Schwenkachse (7) ansteigend ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß im Behälterboden (17) ein im Querschnitt etwa dreiecksförmiger
Damm (8) vorgesehen ist und daß die Schwenkachse (7) im Bereich von dessen horizontal
verlaufender Oberkante angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälterboden ein
im Querschnitt etwa dreiecksförmiger Damm (8) vorgesehen ist und daß in der Oberkante
des Dammes (8) eine Schlitzöffnung (9) für die Schieberplatte (13) ausgebildet ist,
wobei die Schlitzöffnung (9) in "Ruhestellung" der Schieberplatte (13) im wesentlichen
verschlossen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sieb (5) um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Sieb (15) im wesentlichen transversal verschieblich ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auflauframpe aus zwei einander teilweise überlappenden Teilen ausgebildet ist.