Fliehkraftmaschine

Abstract

 Es wird eines Fliehkraftmaschine mit schwenkbarem Arbeitsbehälter beschrieben, der insbesondere im Bereich des Übergangs vom rotierenden Teller zum Behälter auswechselbar angebrachte Verschleißelemente aufweist und dem ein Vorratsbehälter zugeordnet ist, der mit von einer Separiervorrichtung kommenden Schleifkörpem gespeist und über eine Schieber- oder Klappensteuerung in den Arbeitsbehälter entleerbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftmaschine mit schwenkbarem Arbeitsbehälter und die Verwendung einer solchen Fliehkraftmaschine in einer quasi-kontinuierlich arbeitenden Anlage.

[0002] Bekannte Fliehkraftmaschinen bestehen aus einem schwenkbar gelagerten, im Betrieb senkrecht stehenden Behälter, dessen Boden als Rotationsteller ausgebildet ist. In diesen Behälter werden als Chips bezeichnete Schleifkörper und die zu bearbeitenden Werkstücke gegeben. Sobald der Rotationsteller in Drehung versetzt wird, entsteht eine toroide Bewegung der Chips und der Werkstücke, die aufgrund ihres Gewichts das Bestreben haben, zum Behälterrand auszuweichen. Durch nachströmendes Material bildet sich eine Bewegung entlang der Behälterwand zur Mitte und wieder zum Rotationsteller aus, so daß zur toroiden Bewegung der Gesamtmasse noch eine weitere, langsamere Relativbewegung hinzukommt.

[0003] Durch die entstehenden Andruckkräfte wird eine sehr kurze, intensive Bearbeitung erreicht, wobei neben den unterschiedlichen Chips die verwendeten Compounds von wesentlicher Bedeutung sind, die mittels einer Dosierpumpe in den Wasserdurchfluß eindosiert werden können.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Fliehkraftmaschine in der Weise zu verbessern, daß ihre Lebensdauer wesentlich erhöht wird, ohne daß der Gesamtaufwand für Bau und Konstruktion einer derartigen Maschine merkbar verteuert wird. Außerdem sollen im Behälter ein optimaler Bewegungsablauf des Schleifkörper-Werkstückgemisches erzielt und damit bestmögliche Bearbeitungsergebnisse erreicht werden.

[0005] Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß im Bereich des Übergangs von rotierendem Teller zum Behälter auswechselbar angebrachte Verschleißelemente angeordnet werden und vorzugsweise der rotierende Teller mit mehreren radial verlaufenden, entgegen der Drehrichtung gekrümmten Mitnehmerstollen versehen wird.

[0006] Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Lebensdauer der Maschine zehnfach verlängert werden kann und vor allem Vorteile bei der Bearbeitung von kleinen und dünnen Teilen, wie z.B. Unterlegscheiben, erzielt werden, da in solchen Fällen bei herkömmlichen Maschinen nach relativ kurzer Zeit bereits ein zu Funktionsstörungen führender Verschleiß auftreten kann.

[0007] Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß der Spalt zwischen rotierendem Teller und Behälterwandung sich nach außen bzw. unten konisch erweiternd ausgebildet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß Beschädigungen der Maschine aufgrund durchtretender kleiner Teile vermieden werden. Gelangt ein derartiges kleines Teil durch den Spalt zwischen Teller und Behälterwand, so fällt es ohne weiteren Schaden anzurichten nach unten.

[0008] Für die Verschleißmaterialien am Teller und an der Behälterwandung kann das gleiche Material Verwendung finden, aber es ist in manchen Fällen vorteilhaft, hier unterschiedliche Verschleißmaterialien und jeweils optimale Verschleißpaarungen einzusetzen. Bei dem Verschleißmaterial kann es sich um besonders geeignete Metalle aber auch um entsprechende Kunststoffe, z.B. Polyurethan handeln. Die Befestigung der Verschleißmaterialien kann durch Schrauben, Kleben oder auch durch Verspannen oder Haltern in entsprechenden Ausnehmungen erreicht werden.

[0009] Von besonderem Vorteil ist die Verwendung der insbesondere radial verlaufenden und entgegen der Drehrichtung gekrümmten Mitnehmerstollen am Rotationsteller, da auf diese Weise die Bearbeitungsergebnisse verbessert und die Bearbeitungszeiten verkürzt werden können. Insbesondere ist es dadurch auch möglich, Bearbeitungsmedien einzusetzen, die einen Reibungskoeffizienten von nahezu Null haben, wie z.B. zum Polieren bestimmte Edelstahlkugeln.

[0010] Ein besonders vorteilhafter Einsatz einer Fliehkraftmaschine kann gemäß der Erfindung in einer Anlage erfolgen, die sich dadurch auszeichnet, daß oberhalb des schwenk- bzw. kippbaren Arbeitsbehälters ein Vorratsbehälter angeordnet wird, der mit von einer Separiervorrichtung kommenden Schleifkörpern gespeist und über eine Schieber- oder Klappensteuerung in den Arbeitsbehälter entleerbar ist. Ein Bearbeitungsstillstand der Fliehkraftmaschine ist dabei nur während der Zeiträume des Auskippens einer Charge und der Befüllung mit Schleifkörpern einer neuen Charge gegeben. Beide Zeiträume sind kurz. Unerwünschte Stillstandszeiten werden auf diese Weise ebenso vermieden wie durch die Verwendung der verschleißverhindernden Einsätze, die es gestatten, die bisher üblichen, für Reparaturzwecke benötigte Stillstandszeiten zu minimieren.

[0011] Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angeführt.

[0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Fliehkraftmaschine mit konisch-topfförmigen Rotationsteller,

Fig. 2 eine Fliehkraftmaschine mit ebenem Rotationsteller,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen mit Mitnehmerstollen versehenen Rotationsteller,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Gleitschliffanlage nach der Erfindung, und

Fig. 5 eine Draufsicht der Anlage nach Fig. 4.

[0013] Nach Fig. 1 ist der mit zu bearbeitenden Teilen, Chips und Compound befüllte Behälter 14 in einem stabilen Gestell angeordnet und wird bodenseitig von einem konisch-topfförmigem Boden 15 verschlossen.Dieser Boden 15 wird über eine geeignete Antriebsvorrichtung in entsprechende Drehung versetzt. Der rotierende Boden bzw. Teller 2 erstreckt sich bis unmittelbar an die Wandung des Behälters 14, so daß keine Teile nach außen treten können.

[0014] In der Praxis tritt aber gerade im Bereich des Übergangs vom Teller 15 zum Behälter 14 ein sehr störender Verschleiß auf, wobei durch diesen Verschleiß der Durchmesser des Tellers kleiner und der Durchmesser des Behälters größer wird, so daß sich zwischen den beiden Teilen ein störender Spalt ergibt.

[0015] Gemäß der Erfindung ist der Teller in seinem an die Behälterwandung angrenzenden Bereich mit einer Verschleißschicht 16 ausgestattet. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Verschleißring handeln, der einfach und schnell auswechselbar ist.

[0016] Auch der Bereich der Behälterwandung, der dem Teller 15 gegenüberliegt, wird vorzugsweise mit einer in diesem Fall hülsenförmigen Verschleißeinheit ausgestattet, so daß gerade in den kritischen Bereichen Gewähr dafür gegeben ist, daß zum einen der auftretende Verschleiß minimiert wird und zum anderen eine leichte Auswechslung dieser die Beschädigung von Teller und Behälter verhindernden Elemente gewährleistet werden kann.

[0017] Fig. 2 zeigt in sehr schematischer Weise eine Variante einer Fliehkraftmaschine mit Behälter 14 und rotierendem Boden 15, wobei die Verschleißmaterialien am Teller mit 16 und an der Behälterwandung mit 17 gekennzeichnet sind. Der Teller ist hier zwar eben dargestellt, aber dies dient nur zur Erläuterung des Prinzips der Verschleißverhinderung.

[0018] Ein wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung besteht auch darin, daß der Spalt zwischen Teller 15 und Behälterwandung 14 nach außen sich konisch erweiternd ausgebildet ist, so daß ein Ringspalt 18 entsteht, aus dem gegebenenfalls nach unten aus dem Behälter 14 austretende dünne Teilchen zu keinen Klemm- und damit Beschädigungseffekten führen, sondern frei nach unten fallen können, sobald sie den Spaltanfang überwunden haben.

[0019] Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausgestaltung eines bei Fliehkraftmaschinen der beschriebenen Art verwendbaren Drehtellers 15, welcher mit speziell gestalteten Mitnehmerstollen 19 versehen ist. Durch diese Mitnehmerstollen 19 ist es möglich, eine sehr erwünschte Relativbewegung innerhalb des Schleifmediums zu erzielen und damit die Bearbeitungsergebnisse wesentlich zu verbessern.

[0020] Die Mitnehmerstollen 19 sind auf dem sich innerhalb des Behältermantels 14 drehenden Teller 15 um etwa 90° gegeneinander versetzt angebracht. Die äußere, gewölbte Kante eines jeden Mitnehmerstollens 19 beginnt jeweils an einer mittig vorgesehenen Abdeckkappe 20 und verläuft kreisbogenförmig zum Außenumfang des Drehtellers, wobei die Krümmung entgegengesetzt der Drehrichtung des Tellers 15 gewählt ist. Diese konstruktive Ausgestaltung des Drehtellers ist besonders vorteilhaft bei der Bearbeitung von Kleinteilen. Die Mitnehmerstollen werden bevorzugt nicht fest in die Form des Drehtellers eingearbeitet, sondern sie werden aufgeschraubt und können dadurch problemfrei gewechselt werden. Diese auswechselbare Anbringung der Mitnehmerstollen 19 hat auch den Vorteil, daß sie hinsichtlich ihrer Breite, Höhe und gegebenenfalls ihrer Querschnittsform dem jeweiligen Bearbeitungsmedium angepaßt werden können. Die Auswechselbarkeit wirkt sich ferner vorteilhaft im Hinblick auf den auftretenden Verschleiß aus, da bei Erreichen eines bestimmten Verschleißgrades nicht der gesamte Teller, sondern lediglich die Mitnehmerstollen gewechselt werden müssen. Das Vorhandensein eines Mitnehmerstollens reduziert im übrigen generell Verschleißerscheinungen am Teller und erhöht damit die Lebensdauer des Tellers.

[0021] Nach Fig. 4 ist in einem Gestell 1 eine Fliehkraftmaschine 2 schwenkbar gelagert. Der Antrieb dieser Fliehkraftmaschine 2 erfolgt über einen Motor 3. Bei der Fliehkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um einen Behälter mit rotierendem Boden gemäß der bereits beschriebenen Ausführungsformen.

[0022] Oberhalb der Fliehkraftmaschine 2 ist ein Vorratsbehälter 4 angeordnet, der bodenseitig mit einem Schieber 5 versehen ist. Durch öffnen des Schiebers 5 können die sich im Vorratsbehälter 4 befindenden Schleifkörper unmittelbar in den Behälter der Fliehkraftmaschine 2 überführt werden.

[0023] Im Kippbereich der Fliehkraftmaschine 2 ist eine rinnenförmige Einheit 6 vorgesehen, die aus einer Vereinzelungsplatte 7 und einem Separiersieb 8 besteht. Seitlich sind dabei entsprechende Führungswände vorgesehen. Diese Einheit 6 wird über einen Exzenterantrieb 9 in Vibration versetzt.

[0024] Die Vereinzelungsplatte 7 stellt einen Pufferbereich bzw. Pufferbehälter dar, in den nach Beendigung eines Bearbeitungsvorgangs der Inhalt der Fliehkraftmaschine gekippt wird. Von der Vereinzelungsplatte bzw. dem Pufferbehälter 7 gelangen Schleifkörper und bearbeitete Gegenstände aufgrund der Vibrationsbewegung der Einheit 6 zum Separiersieb 8, wo eine Trennung der bearbeiteten Gegenstände von den Chips erfolgt. Das Separiersieb 8 kann einsetzbar ausgebildet sein, so daß unterschiedlichenTeilegrößen Rechnung getragen werden kann.

[0025] Während die Chips durch das Separiersieb 8 fallen, werden die bearbeiteten Teile am Ende der Einheit 6 ausgetragen.

[0026] Die durch das Sieb 8 fallenden Chips bzw. Schleifkörper gelangen über ein kurzes Förderband 13 in einen Förderbandtrichter 10, von dem sie über ein Verbindungsförderband 11 und ein weiteres Querförderband 12 in den Vorratsbehälter 4 überführt werden. Die Kompaktanordnung der verschiedenen zum Transport benötigten Förderbänder 11, 12, 13 sowie der die Vereinzelungsplatte 7 und das Separiersieb 8 umfassenden Schwingrinne 6 läßt sich deutlich der Draufsicht nach Fig. 2 entnehmen.

[0027] Von wesentlicher Bedeutung ist, daß die Fliehkraftmaschine 2 praktisch mit äußerst geringen Stillstandszeiten betrieben werden kann, da der Separiervorgang völlig abgekoppelt ist und nach jedem Auskippvorgang im Vorratsbehälter 4 bereits wieder die benötigte Menge an Schleifkörpern bereitsteht, die durch einfache öffnung des Vorratsbehälters über den Schieber 5 in die Fliehkraftmaschine 2 überführt werden kann.

[0028] Der Vorgang des Separierens und der Rückführung der Schleifkörper in den Vorratsbehälter 4 erfolgt während des normalen Arbeitsbetriebs der Fliehkraftmaschine 2.

[0029] Die integrale Ausbildung von Pufferbehälter und Separiersieb führt zu einem kompakten Aufbau, zu einer einfachen Konstruktion und zu einer sicheren Betriebsweise, wobei die Anordnung aller Bestandteile der Anlage in einem gemeinsamen Gestell den zusätzlichen Vorteil erbringt, daß in einem Betriebsteil auftretende Schwingungen und dergleichen die Funktionsweise der anderen Betriebsteile nicht stören, sondern vielmehr unterstützen.

[0030] Durch die Erfindung wird eine entscheidende Leistungssteigerung der Gesamtanlage erzielt, wobei aufgrund der vorgesehenen Fördereinheit zwischen Trennsiebstrecke und Vorratsbehälter auch die Zugabe von frischen Schleifkörpern besonders einfach und problemlos möglich ist.

Ansprüche

1. Fliehkraftmaschine, bestehend aus einem im Betrieb senkrecht stehenden, schwenkbar gelagerten Behälter und einem als Rotationsteller ausgebildeten Boden, dadurch gekennzeichnet , daß im Bereich des Übergangs vom rotierenden Teller (15) zum Behälter (14) auswechselbar angebrachte Verschleißelemente (3,4) angeordnet sind.

2. Fliehkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das dem Teller (15) zugeordnete Verschleißelement aus einem Ringelement (16) und das dem Behälter (14) zugeordnete Verschleißelement aus einer Ringhülse (17) besteht.

3. Fliehkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Spalt (18) zwischen Teller (15) und Behälter (14) sich nach unten konisch erweiternd ausgebildet ist.

4. Fliehkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das dem Teller (15) zugeordnete Verschleißringelement einen nach oben umgebogenen Rand aufweist und damit gleichzeitig ein dem Behälterverschleiß entgegenwirkendes Element bildet.

5. Fliehkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Teller (15) mehrteilig ausgebildet ist und das radial außenliegende Teil aus Verschleißmaterial besteht.

6. Fliehkraftmaschine nach einem der.vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Teller (15) mit mehreren radial verlaufenden, entgegen der Drehrichtung gekrümmten Mitnehmerstollen (19) versehen ist.

7. Fliehkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Mitnehmerstollen (19) ausgehend von einer mittigen Abdeckkappe (20) und bündig mit dieser sich kreisbogenförmig bis zum Außenumfang des Tellers (15) erstrecken.

8. Fliehkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Stollen (19) auswechselbar am Teller (15) befestigt, insbesondere verschraubt sind.

14. Fliehkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite der Schwingrinne (6) etwa dem Durchmesser des Arbeitsbehälters (2) entspricht.

15. Fliehkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Arbeitsbehälter (2), Schwingrinne (6), Förderer (11, 12, 13) und Vorratsbehälter (4) ein gemeinsames Trägergestell (1) besitzen.

9. Fliehkraftmaschine, bestehend aus einem schwenkbar gelagerten Arbeitsbehälter mit als Rotationsteller ausgebildeten Boden, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß oberhalb des schwenkbar gelagerten Arbeitsbehälters (2) ein Vorratsbehälter (4) angeordnet ist, der mit von einer Separiervorrichtung (7, 8) kommenden Schleifkörpern gespeist und über eine Schieber- oder Klappensteuerung (5) in den Arbeitsbehälter (2) entleerbar ist.

10. Fliehkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Separiervorrichtung ein mit ihr einteilig ausgebildeter Pufferbehälter vorgeschaltet ist.

11. Fliehkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß Pufferbehälter und Separiervorrichtung aus einer Schwingrinne (6) bestehen, deren Boden im Pufferbereich (7) geschlossen und im Separierbereich (8) mit entsprechenden öffnungen versehen ist.

12. Fliehkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß im Separierbereich (8) auswechselbare Separiersiebe einsetzbar sind.

13. Fliehkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Schleifkörperausgang der Separiervorrichtung (7, 8) über einen Vertikal- und/oder Schrägförderer (13, 14) unmittelbar mit dem Vorratsbehälter (4) verbunden ist.

Zeichnung