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(11) | EP 0 484 532 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
| veröffentlicht nach Art. 158 Abs. 3 EPÜ |
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| (54) | VORRICHTUNG ZUM BEHANDELN VON ARTIKELN IN EINEM FLIESSBETT VON SCHLEIFKÖRNCHEN |
| (57) Die Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern
enthält einen Arbeits- und einen Zusatzbehälter (1 und 2) sowie einen Ventilmechanismus
(3). Der Arbeits- und der Zusatzbehälter (1 und 2) haben einen gemeinsamen Boden (4),
der als Verteilungsgitter ausgeführt ist, und sind voneinander durch eine Scheidewand
(5) mit einer Öffnung (6) getrennt, wobei jeder Behälter (1 und 2) im Oberteil einen
Ausgangsstutzen ( bzw.8) hat. Der Ventilmechanismus (3) enthält einen Schwinghebel
(9) und zwei Ventile (10 und 11), die am Schwinghebel (9) mit der Möglichkeit befestigt
sind, die Ausgangsstutzen (7 und 8) des Arbeits- und des Zusatzbehälters (1 bzw.2)
abwechselnd abzusperren. |
Gebiet der Technik
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern und kann im Maschinen-, Gerätebau und in anderen Industriezweigen zur Fertigbearbeitung von Werkstücken verwendet werden.
Vorgehender Stand der Technik
[0002] Es ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern mit einem Arbeitsbehälter bekannt, dessen Boden als luftverteilendes Gitter ausgeführt und in dessen Oberteil ein Ausgangsstutzen angeordnet ist (SU, A, 534344). In der oberen Wand des Arbeitsbehälters ist eine Öffnung zum Eingeben und zum Herausnehmen der Werkstücke ausgeführt, und unter dem Verteilungsgitter ist eine Luftkammer zur Luftzufuhr in den Arbeitsbehälter angeordnet. Die Werkstücke werden wie folgt bearbeitet. Den Arbeitsbehälter füllt man mit einer Schicht von Schleifmittelkörnern, gibt ein Werkstück über die Öffnung ein und dichtet die besagte Öffnung zum Eingeben und zum Herausnehmen der Werkstücke ab. Über das Verteilungsgitter wird dem Arbeitsbehälter Luft zugeführt, wodurch eine Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern erzeugt wird. Das Werkstück wird um eine Vertikalachse gedreht. Infolge der Schlagwechselwirkung der Schleifkörner und der Werkstückoberfläche findet deren Fertigbearbeitung statt. Dabei ist infolge der Vertikalanordnung der Werkstückdrehachse und der aufsteigenden Bewegung des Schleifkornstroms der Bearbeitung nur jene Werkstückfläche ausgesetzt, die dem Verteilungsgitter zugekehrt ist. Damit die entgegengesetzte Werkstückfläche bearbeitet wird, soll das Werkstück gewendet werden. Zu diesem Zweck entnimmt man das Werkstück dem Arbeitsbehälter, wendet es um, führt wieder in den Arbeitsbehälter ein und führt die Bearbeitung der zweiten Fläche durch. Dies bedeutet, daß die Werkstückbearbeitung in dieser Vorrichtung in zwei Stufen erfolgt, wodurch eine niedrige Produktionsleistung der Vorrichtung bedingt ist.
[0003] Es ist eine andere Vorrichtung zur Werkstückbearbeitung in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern bekannt, die auch einen Arbeitsbehälter enthält, dessen Boden als ein Verteilungsgitter ausgeführt und in dessen Oberteil ein Ausgangsstutzen angeordnet ist (SU, A, 532515). Unter dem Arbeitsbehälter ist eine Luftkammer zur Luftzufuhr angeordnet. Im Unterschied von der vorhergehenden technischen Lösung ist in dieser Vorrichtung eine Öffnung zum Eingeben und zum Herausnehmen von Werkstücken in einer Seitenwand des Arbeitsbehälters vorgesehen und Werkstücke werden um eine Horizontalachse gedreht. Dabei wird gleichzeitig die gesamte Werkstückoberfläche bearbeitet. Zur produktiven Bearbeitung eines Werkstücks mit horizontaler Drehachse soll jedoch die obere Grenze der Schleifkornschicht im Arbeitsbehälter weit oberhalb der unteren Werkstückkante und dementsprechend über der unteren Kante der Öffnung zum Eingeben und zum Herausnehmen der Werkstücke liegen. Daher soll beim Eingeben und Herausnehmen von Werkstücken ein Schleifkornausschütten aus dem Arbeitsbehälter über die besagte Öffnung verhindert werden. Zu diesem Zweck bewegt man entweder den Behälter abwärts gegenüber dem Werkstück oder das Werkstück mit seinem Antrieb aufwärts gegenüber dem Arbeitsbehälter. Dabei wird für ein Eingeben bzw. Herausnehmen von Werkstücken eine größere Zeit benötigt. In Versuchen stellten die Erfinder fest, daß die Rüstzeit zum Eingeben bzw. Herausnehmen von Werkstücken 16 bis 70% der gesamten Bearbeitungszeit in Anspruch nimmt. Dies bedeutet, daß diese Vorrichtung auch eine niedrige Arbeitsproduktivität aufweist. Außerdem sind zur Verstellung des Arbeitsbehälters bzw. des Antriebs nebst Werkstück zusätzliche Mechanismen erforderlich, wodurch die Konstruktion der Vorrichtung verkompliziert wird.
Offenbarung der Erfindung
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern zu schaffen, die mit solchen Elementen versehen ist und diese Elemente mit dem Arbeitsbehälter so verbunden sind, daß ein Eingeben bzw. Herausnehmen der Werkstücke ohne Bewegungen des Arbeitsbehälters bzw. des Werkstückantriebs ermöglicht werden und dadurch die Rüstzeit zum Werkstückwechsel verkürzt, die Produktionsleistung der Vorrichtung gesteigert und die Konstruktion der Vorrichtung vereinfacht werden.
[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern mit einem Arbeitsbehälter, worin der Boden als ein Verteilungsgitter ausgeführt und in dessen Oberteil ein Ausgangsstutzen verhanden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie mit einem zusätzlichen Behälter mit einem Ausgangsstutzen in seinem Oberteil, der vom Arbeitsbehälter durch eine Scheidewand mit einer Öffnung getrennt und mit einem Ventilmechanismus versehen ist, der einen Schwinghebel mit einem Drehantrieb und zwei Ventile enthält, die auf dem Schwinghebel so befestigt sind, daß sie die Ausgangsventile die Ausgangsstutzen des Arbeits- und des Zusatzbehälters abwechselnd absperren können.
[0006] Dank dieser Ausführung der Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern ist es möglich, Schleifmittelkörnern aus dem Arbeitsbehälter zu entfernen, indem die Körner in den Zusatzbehälter über die Öffnung in der Scheidewand umgepumt werden, mit deren Hilfe die besagten Behälter voneinander getrennt sind. Das Umpumpen von Schleifmittelkörnern aus dem einen Behälter in den anderen wird dadurch erzielt, daß ein Überdruck entweder im Arbeits- oder im Zusatzbehälter erzeugt wird, indem man ihre Ausgangsstutzen abwechselnd absperrt und Druckluft diesen Behältern gleichzeitig zuführt. Auf diese Weise werden in der erfindungsgemäßen Vorrichtung Schleifmittelkörner beim Eingeben und beim Herausnehmen der Werkstücke aus dem Arbeitsbehälter entfernt und es findet kein Ausschütten dieser Körner über die Öffnung zum Eingeben und Herausnehmen der Werkstücke statt. Dabei dauert das Umpumpen von Schleifmittelkörnern aus dem einen Behälter in den anderen bedeutend weniger, als die Bewegung des Arbeitsbehälters bzw. des Werkstückantriebs, die zur Verhütung des Ausschüttens von Schleifmittelkörnern in der Vorrichtung nach SU, A, 532515 vorgenommen wird. In Versuchen stellten die Erfinder fest, daß eine Rüstzeit zum Eingeben und Herausnehmen von Werkstücken in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 bis 20 s oder 2 bis 10% der Bearbeitungszeit eines Werkstücks in Anspruch nimmt, wodurch eine hohe Produktionsleistung der Vorrichtung bedingt ist. Außerdem sind zur Verhütung des Ausschüttens von Schleifmittelkörnern beim Werkstückwechsel durch Entfernen von Schleifmittelkörnern aus dem Arbeitsbehälter keine komplizierte Mechanismen erforderlich, wodurch die Konstruktion der Vorrichtung vereinfacht ist.
[0007] Es ist zweckmäßig, daß der Schwinghebel des Ventilmechanismus auf einer Welle sitzt, die mit Hilfe eines Hebels mit einem als Druckluftzylinder ausgeführten Drehantrieb des Schwinghebels verbunden ist.
[0008] Weil der Drehantrieb des Schwinghebels als auf die besagte Art und Weise mit dem Schwinghebel verbundener Druckluftzylinder ausgeführt ist, wird ein automatisches abwechselnd erfolgendes Absperren der Ausgangsstutzen des Arbeits- und des Zusatzbehälters erreicht.
[0009] Es ist zweckmäßig, daß die Vorrichtung mit einer Klappe versehen ist, die eine Öffnung in der Scheidewand verschließt, wobei die Klappe auf einer Welle sitzt, die mit Hilfe eines Hebels mit einem Antrieb verbunden ist, der mit dem Drehantrieb des Schwinghebels des Ventilmechanismus synchronisiert ist.
[0010] Die Klappe, die die Öffnung in der Scheidewand absperrt, mit deren Hilfe der Arbeits- und der Zusatzbehälter getrennt sind, verhindert ein Entweichen der Schleifmittelkörner aus dem Arbeitsbehälter bei der Werkstückbearbeitung. Eine Synchronisierung des Druckluftzylinders zum Antrieb der Klappe mit dem Drehantrieb des Schwinghebels stellt eine automatische Klappenfunktion sicher.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0011] Nachstehend wird die Erfindung durch eine ausführliche Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- Fig.1
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern im schematischen Querschnitt;
- Fig.2
- eine Ansicht nach Pfeil A in Fig.1;
- Fig.3
- eine Ansicht nach Pfeil B in Fig.2;
- Fig.4
- die in Fig.1 dargestellte Vorrichtung im Öffnungsbereich im Längsschnitt;
- Fig.5
- den Schnitt V-V in Fig.4 und
- Fig.6
- eine Ansicht nach Pfeil C in Fig.5.
Beste Ausführungsvariante der Erfindung
[0012] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern enthält einen Arbeitsbehälter 1 (Fig.2), einen Zusatzbehälter 2 und einen Ventilmechanismus 3. Der Arbeits- und der Zusatzbehälter 1 bzw.2 haben einen gemeinsamen Boden 4, der als Verteilungsrost ausgeführt ist, und sind durch eine Scheidewand 5 getrennt, in deren Unterteil eine Öffnung 6 ausgeführt ist. Jeder Behälter 1 und 2 hat in seinem Oberteil einen Ausgangsstutzen 7 bzw. 8. Das Ventilmechanismus 3 enthält einen Schwinghebel 9 und zwei Ventile 10 und 11, die auf dem Schwinghebel so befestigt sind, daß sie die Ausgangsstutzen 7 und 8 abwechselnd absperren können. Die Ventile 10 und 11 sind im Arbeits- und im Zusatzbehälter 1 bzw. 2 angeordnet. Damit die Ausgangsstutzen 6 und 7 abwechselnd abgesperrt werden, ist die Länge des Schwinghebels 9 von seiner Drehachse bis zu den Ventilen 10 und 11 größer als die Länge des Drehbogens des Schwinghebels 9 bis zur Ebene eines Ausgangsstutzens 7 bzw. 8, die mit dem Ventil 10 bzw. 11 beim geschlossenen Ventil 7 bzw. 8 in Berührung kommt. Es ist eine Anordnung der Ventile 10 und 11 über dem Arbeits- und dem Zusatzbehälter 1 bzw. 2 möglich. Dabei ist die Länge des Schwinghebels 9 von seiner Drehachse bis zu den Ventilen 10 und 11 kleiner als die Bogenlänge von der Drehachse des Schwinghebels 9 bis zur Ebene eines Ausgangsstutzens 7 bzw. 8, der mit einem Ventil 10 bzw. 11 beim geschlossenen Stutzen 7 bzw. 8 in Berührung kommt. Der Schwinghebel 9 sitzt auf einer Welle 12 (Fig.2) und ist mit einem Drehantrieb 13 (Fi.3) versehen, der als ein Druckluftzylinder ausgeführt ist. Die Welle 12 ist mit einer Kolbenstange 14 des Druckluftzylinders des Antriebs 13 mit Hilfe eines Hebels 15 verbunden. Als Antrieb 13 zum Drehen des Schwinghebels 9 kann man auch einen Hidraulikzylinder, ein Schraubenpaar bzw. andere Mechanismen verwenden. Die Vorrichtung ist mit einer Klappe 16 (Fig.4) versehen, mit deren Hilfe die Öffnung 6 in der Scheidewand 5 abgesperrt wird. Die Klappe 16 sitzt auf einer Welle 17 (Fig.5), die mit Hilfe eines Hebels 18 (Fig.6) mit einer Kolbenstange 19 eines Druckluftzylinders verbunden ist, der als Drehantrieb 20 der Klappe 16 dient. Der Drehantrieb 20 der Klappe 16 ist mit dem Drehantrieb 13 des Schwinghebels 9 synchronisiert. Eine Synchronisierung der Antriebe 13 und 20 erfolgt mit Hilfe einer (nicht eingezeichneten) elektrischen Steuerschaltung, die nach bekannten Methoden ausgeführt ist. Anstelle eines Druckluftzylinders können als Antrieb 20 zum Drehen der Klappe 16 ein Hydraulikzylinder, ein Schraubenpaar bzw. andere Mechanismen verwendet werdn. Es ist auch eine Ausführung der Vorrichtung ohne Klappe 16 (Fig.1) möglich. In einer Seitenwand des Arbeitsbehälters 1 ist ein Fenster 21 zum Eingeben und Herausnehmen von Werkstücken 22 ausgeführt, und der Zusatzbehälter 2 ist mit einem Stutzen 23 zum Beschicken der Vorrichtung mit Schleifmittelkörnern versehen. Unter dem Verteilungsgitter des Bodens 4 ist eine Luftkammer 24 angeordnet.
[0013] Dor Vorrichtung funktioniert wie folgt. Vor dem Arbeitsbeginn der Vorrichtung schütten man in den Zusatzbehälter 2 (Fig.1) über den Stutzen 23 Schleifmittelkörner ein, bringt in den Arbeitsbehälter 1 das Werkstück 22 und dichtet das Fenster 21 zum Eingeben und Herausnehmen der Werkstücke ab. Dem Druckluftzylinder 13 (Fig.3) wird Luft zugeführt, dabei bewegt sich die Kolbenstange 14 des Druckluftzylinders 13 und dreht mit Hilfe des Hebels 15 die Welle 12 und den Schwinghebel 9 (Fig.1) so, daß der Ausgangsstutzen 8 des Zusatzbehälters 2 durch das Ventil 11 abgesperrt und der Ausgangsstutzen 7 des Arbeitsbehälters 1 geöffnet wird. Bei der Luftzufuhr über das Verteilungsgitter des Bodens 4 entsteht im Zusatzbehälter 2 ein Überdruck und Schleifmittelkörner werden durch einen Luftstrom über die freie Öffnung 6 in der Scheidewand 5 in den Arbeitsbehälter 1 mitgenommen, worin eine Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern entsteht. Dem Druckluftzylinder 20 (Fig.6) wird Luft zugeführt. Die Kolbenstange 19 des Druckluftzylinders 20 bewegt sich und dreht mit Hilfe des Hebels 18 die Welle 17 nebst Klappe 16 (Fig.1), wodurch die Öffnung 6 in der Scheidewand 5 verschlossen wird. Dadurch werden bei der Werkstückbearbeitung keine Schleifmittelkörner in den Zusatzbehälter 2 ausgeworfen. Das Werkstück 22 wird in eine Drehbewegung um die Horizontalachse gesetzt. Infolge Schlagwechselwirkung von Schleifmittelkörnern mit der Oberfläche des Werkstücks 22 erfolgt seine Bearbeitung. Nachdem das Werkstück 22 bearbeitet worden ist, wird mit Hilfe des Druckluftzylinders 20 (Fig.6) die Klappe 16 (Fig.1) gedreht und die Öffnung 6 in der Scheidewand 5 wird freigegeben. Gleichzeitig wird mit Hilfe des Druckluftzylinders 13 (Fig.3) die Welle 12 nebst Schwinghebel 9 (Fig.1) so gedreht, daß der Ausgangsstutzen 7 des Arbeitsbehälters 1 durch das Ventil 10 abgesperrt und der Ausgangsstutzen 8 des Zusatzbehälters 2 geöffnet werden. Im Arbeitsbehälter 1 entsteht ein Überdruck und ein Luftstrom nimmt Schleifmittelkörner über die Öffnung 6 in den Zusatzbehälter 2 mit. Die Synchronisierung der Funktion des Antriebs 20 zur Betätigung der Klappe 16 mit dem Antrieb 13 zum Drehen des Schwinghebels 9 stellt einen automatischen Betriebszustand der Klappe 16 sicher. Dann wird die Luftzufuhr über das Verteilungsgitter des Bodens 4 unterbrochen. Man nimmt das bearbeitete Werkstück 22 aus dem Arbeitsbehälter 1 über das Fenster 21 heraus. Nachdem ein beues Werkstück 22 eingegeben worden ist, wird der Arbeitszyklus wiederholt. Dadurch, daß zwei Behälter 1 und 2 und ein Ventilmechanismus 3 vorgesehen sind und Schleifmittelkörner aus dem Arbeitsbehälter 1 in den Zusatzbehälter 2 umgepumpt werden, findet kein Ausschütten der Schleifmittelkörner über das Fenster 21 beim Wechsel der Werkstücke 22 statt. Dabei nimmt ein Umpumpen von Schleifmittelkörnern aus dem einen Behälter in den anderen eine verhältnismäßig kurze Zeit in Anspruch. In Versuchen stellten die Erfinder fest, daß eine Rüstzeit zum Eingeben und Herausnehmen der Werkstücke in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 bis 20 s dauert und 2 bis 10% der Bearbeitungszeit beträgt. Diese Vorrichtung weist also eine hohe Produktionsleistung auf.
Industrielle Anwendbarkeit
1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Wirbelschicht von Schleifmittelkörnern
mit einem Arbeitsbehälter(1), dessen Boden (4) als Verteilungsgitter ausgeführt ist
und in dessen Oberteil ein Ausgangsstutzen (7) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Zusatzbehälter (2) mit einem Ausgangsstutzen (8) in
seinem Oberteil, der vom Arbeitsbehälter (1) durch eine Scheidewand (5) mit einer
Öffnung (6) getrennt ist und einen mit dem Arbeitsbehälter (1) gemeinsamen Boden (4)
hat, sowie mit einem Ventilmechanismus (3) versehen ist, der einen Schwinghebel (9)
mit einem Antrieb (13) zu seinem Drehen und zwei Ventilen (10 und 11) aufweist, die
am Schwinghebel (9) mit der Möglichkeit befestigt sind, die Ausgangsstutzen (7 und
8) des Arbeits- und des Zusatzbehälters (1 bzw. 2) abwechselnd abzusperren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinghebel (9) auf einer Welle (12) sitzt, die mit Hilfe eines Hebels (15)
mit einem als Druckluftzylinder ausgeführten Antrieb (13) zum Drehen des Schwinghebels
(9) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Klappe (16) versehen ist, mit deren Hilfe die Öffnung (6) der Scheidewand
(5) verschlossen wird, wobei die Klappe (16) auf einer Welle angebracht ist, die mit
Hilfe eines Hebels (18) mit einem Antrieb (20) verbunden ist, der mit dem Antrieb
(13) zum Drehen des Schwinghebels (9) synchronisiert ist.