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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgraten von Formteilen.
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Vorrichtungen und Verfahren zum Entgraten von Formteilen sind im Stand der Technik bekannt. Nach einem Extrusions- oder Gussvorgang, beispielsweise von Kunststoffgussteilen, verbleiben nach dem Entformen der Formteile Grate und Noppen auf der Oberfläche der Formteile, insbesondere Kunststoffteile, zurück, die üblicherweise entfernt werden sollen. Hierbei ist es bekannt, die Grate und Noppen auf der Oberfläche der Kunststoffteile durch Einwirken von Kältemittel, insbesondere flüssigem Stickstoff, zu verspröden und durch Strahlmittel, das in eine Bearbeitungstrommel eingestrahlt wird, abzutrennen. Beispiele solcher Abrasionsvorrichtungen sind in der
DE 88 10 621 U1 , der
DE 34 26 286 C1 , der
DE 10 2005 040 420 A1 oder auch der
DE 10 2005 014 684 A1 offenbart.
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Aus der
DE 197 19 178 C2 geht eine Werkstückhalterungsvorrichtung für eine Strahlanlage zum Bestrahlen von Werkstücken mit Strahlgut hervor, bei deren Betrieb in einer Strahlkabine Werkstücke mit Strahlgut bestrahlt werden, das mittels einer Strahlgut-Beschleunigungseinrichtung in die Strahlkabine eingeschleudert wird. Die Werkstückhalterungsvorrichtung weist eine in der Strahlkabine liegende Hauptdrehachse auf und ist um diese drehbar. An der Werkstückhalterungsvorrichtung ist zumindest eine Drehlagereinrichtung für ein Werkstückaufnahmeelement mit einer außerhalb der Hauptdrehachse und in der Strahlkabine liegenden Nebendrehachse vorgesehen, so dass das Werkstückaufnahmeelement in der Strahlkabine um die Nebendrehachse drehbar gelagert ist und sich im Betrieb während des Bestrahlens Werkstücke, die an dem Werkstückaufnahmeelement angebracht sind, in der Strahlkabine gleichzeitig um die Hauptdrehachse und um die Nebendrehachse drehen. Die zu bearbeitenden Werkstücke werden außerhalb der Strahlkabine auf die Werkstückhalterungsvorrichtung aufgegeben, das Gehänge aus Werkstückhalterungsvorrichtung und Werkstücken in die Strahlkabine eingefahren, der Strahlvorgang in Gang gesetzt, wobei sich während des Aufschleuderns von Strahlgut, wie zum Beispiel Stahlkugeln, die Werkstücke in der Strahlkabine mit der Werkstückhalterungsvorrichtung zusammen drehen.
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Nach Beendigung des Strahlvorgangs wird das Gehänge aus der Strahlkabine herausgefahren und die Werkstücke von der Werkstückhalterungsvorrichtung entnommen. Nachfolgend wird die Werkstückhalterungsvorrichtung mit ungestrahlten Werkstücken erneut behängt und der Vorgang von Neuem gestartet. Im Betrieb drehen sich bei dieser Werkzeughalterungsvorrichtung die Werkstücke gleichzeitig um die Hauptdrehachse von dieser und um die Nebendrehachse des Werkstückaufnahmeelements, so dass in der Strahlkabine verschiedene Oberflächen eines Werkstücks abwechselnd zur Strahlgut-Beschleunigungseinrichtung hin gewandt sind, wenn das Werkstück im minimalen Abstand an dieser vorbeigeführt wird. Bei dieser Werkstückhalterungsvorrichtung ist kein kontinuierliches Entgraten ohne Standzeiten der Vorrichtung möglich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Entgraten von Formteilen vorzusehen, mittels derer ein kontinuierliches Entgraten von Formteilen, ohne Standzeiten der Vorrichtung, möglich ist.
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Die Aufgabe wird für eine Vorrichtung zum Entgraten von Formteilen dadurch gelöst, dass zumindest eine zentrale Halte- und Verfahreinheit zum Halten und Verfahren von Formteilaufnahmeeinrichtungen, zumindest zwei um die zentrale Halte- und Verfahreinheit herum angeordnete Behälter und zumindest eine Aufnahmeeinheit vorgesehen sind, wobei der erste Behälter zum Entgraten von Formteilen, der zweite Behälter zum Aufheizen der in dem ersten Behälter entgrateten Formteile und die Aufnahmeeinheit zum Bestücken der zumindest einen Formteilaufnahmeeinrichtung mit und Entnehmen der Formteile aus dieser vorgesehen ist und die Halte- und Verfahreinheit zum Halten und Verfahren zumindest dreier Formteilaufnahmeeinrichtungen ausgebildet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Dadurch wird eine Vorrichtung zum Entgraten von Formteilen geschaffen, mittels derer es im Unterschied insbesondere zum Stand der Technik der
DE 197 19 178 C2 möglich ist, ohne Standzeiten kontinuierlich Formteile zu Entgraten. Dies ist dadurch möglich, dass eine der Anzahl der Behälter und Aufnahmeeinheit entsprechende Anzahl von Formteilaufnahmeeinrichtungen vorgehen und an der zentralen Halte- und Verfahreinheit befestigt sind, so dass in jedem Behälter und der Aufnahmeeinheit gleichzeitig die dort anstehenden Arbeiten durchgeführt werden können. Die Aufnahmeeinheit dient als Ein- und/oder Ausschleuseinheit für die Formteile, also zum Einschleusen von diesen in die Entgratungsvorrichtung und den Bearbeitungszyklus durch die einzelnen Behälter der Vorrichtung und zum Ausschleusen der entgrateten Formteile aus der Entgratungsvorrichtung. Formteile werden in der Aufnahmeeinheit der Vorrichtung in die zumindest eine Formteilaufnahmeeinrichtung eingehängt oder dort an dieser angeordnet. Die Formteilaufnahmeeinrichtung ist dabei vorteilhaft bereits an der zentralen Halte- und Verfahreinrichtung befestigt. Über diese wird die Formteilaufnahmeeinrichtung aus der Aufnahmeeinheit angehoben, von der Aufnahmeeinheit zu dem ersten Behälter verfahren und in diesen abgesenkt. In dem ersten Behälter werden die Formteile entgratet. Nachfolgend wird die Formteilaufnahmeeinrichtung mit den entgrateten Formteilen aus dem ersten Behälter angehoben, zu dem zweiten Behälter verfahren und in diesen abgesenkt. In dem zweiten Behälter werden die entgrateten Formteile auf Umgebungstemperatur aufgeheizt. Nachfolgend wird die Formteilaufnahmeeinrichtung aus dem zweiten Behälter angehoben, zu der Aufnahmeeinheit verfahren und in diese abgesenkt. Für den Fall, dass die Aufnahmeeinheit mantelseitig öffen- und verschließbar ist, kann zum Entnehmen der Formteile von der Formteilaufnahmeeinrichtung die Aufnahmeeinheit seitlich bzw. im Bereich ihrer Mantelfläche geöffnet werden. Ferner ist es ebenfalls möglich, dass die Aufnahmeeinheit ohne eine mantelseitige Verschlusseinrichtung, wie eine Tür, vorgesehen ist, vielmehr zumindest über einen Teil ihrer Außenseite oder Mantelfläche offen ausgebildet ist. Hierdurch ist kein Öffnen und Verschließen erforderlich. Ein Bestücken der Formteilaufnahmeeinrichtung mit zu entgratenden Formteilen und ein Entnehmen von entgrateten Formteilen aus dieser kann durch die offene Außenseite bzw. evtl. Öffnungen in der Mantelfläche der Aufnahmeeinheit erfolgen.
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Um das Verfahren und Anheben bzw. Absenken der Formteilaufnahmeeinrichtung zu ermöglichen, weist die zentrale Halte- und Verfahreinheit vorteilhaft zumindest einen mit den Formteilaufnahmeeinrichtungen versehbaren oder versehenen Abschnitt auf, der translatorisch und rotatorisch um eine Hochachse der zentralen Halte- und Verfahreinheit bewegbar ist. Bevorzugt ist der Abschnitt eine Halteeinrichtung, wobei die Formteilaufnahmeeinrichtungen an der zumindest einen entlang der zentralen Halte- und Verfahreinheit verfahrbaren Halteeinrichtung angeordnet sind, insbesondere lösbar an dieser befestigt oder befestigbar sind.
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Die zentrale Halte- und Verfahreinheit der Vorrichtung zum Entgraten von Formteilen weist vorteilhaft der Anzahl an Behältern und Aufnahmeeinheit entsprechende Anzahl von Halteabschnitten der Halteinrichtung, insbesondere Tragarmen, auf, die sich radial von der zentralen Halte- und Verfahreinheit weg erstrecken. Bei zwei Behältern und einer Aufnahmeeinheit sind dies somit vorteilhaft drei Halteabschnitte, insbesondere Tragarme. Die Formteilaufnahmeeinrichtungen weisen vorteilhaft zumindest eine zentrale Welle und eine Anzahl von diese umgebenden Lagerungen für Wellen von Formteilaufnahmen für Formteile auf. Weiter vorteilhaft ist drehfest mit der zentralen Welle ein Lagerteller verbunden, an dem die Lagerungen für die weiteren Wellen von Formteilaufnahmen befestigt sind. Bei Drehen der zentralen Welle der Formteilaufnahmeeinrichtung drehen sich somit der Lagerteller mit den Lagerungen der anderen Wellen mit. Die Möglichkeit, die Formteilaufnahmen und somit die Formteile an diesen rotieren zu können, erweist sich sowohl beim Entgraten (erster Behälter) als auch beim nachfolgenden Erwärmen (zweiter Behälter) als auch zum Bestücken und Entnehmen der Formteile (Aufnahmeeinheit) als sehr vorteilhaft, da ein allseitiger Zugriff bzw. ein allseitiges Behandeln möglich ist.
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Vorteilhaft weist die zumindest eine zentrale Halte- und Verfahreinheit eine zentrale Welle als Hochachse auf, um die deren Halteabschnitte, insbesondere zumindest deren auskragende Tragarme, an denen die Formteilaufnahmeeinrichtungen befestigt werden, drehbar gelagert sind. Zum rotatorischen Verfahren der Formteilaufnahmeeinrichtungen von dem ersten Behälter zu dem zweiten bzw. von der Aufnahmeeinheit zu dem ersten Behälter und von dem zweiten Behälter zu der Aufnahmeeinheit wird entsprechend die zentrale Halte- und Verfahreinheit jeweils um ihre zentrale Welle bzw. Hochachse gedreht. Die zentrale Halte- und Verfahreinheit weist ferner vorteilhaft eine Einrichtung zum translatorischen Bewegen, also Anheben und Absenken der Halteabschnitte mit den Tragarmen, an denen die Formteilaufnahmeeinrichtungen drehbar gelagert und aufgenommen sind, auf, um die Formteilaufnahmeeinrichtungen in die Behälter bzw. die Aufnahmeeinheit absenken und aus diesen wieder anheben zu können.
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Zum Bestücken der Formteilaufnahmeeinrichtung wird diese zunächst in die vorteilhaft oben offene oder öffenbare Aufnahmeeinheit abgesenkt. Nach dem Bestücken der Formteilaufnahmeeinrichtung mit Formteilen von deren insbesondere offener Seite aus oder durch eine seitlich bzw. mantelseitig angeordnete öffen- und verschließbare Verschlusseinrichtung, wie eine Tür, hindurch wird die Formteilaufnahmeeinrichtung aus der Aufnahmeeinheit heraus angehoben und um die zentrale Welle der zentralen Halte- und Verfahreinheit bis zum ersten Behälter, der dem Entgraten der Formteile dient, verschwenkt und in diesen abgesenkt. Zu diesem Zweck ist der erste Behälter ebenfalls oben öffenbar und verschließbar. Nach dem Entgratungsvorgang innerhalb des ersten Behälters wird die Formteilaufnahmeeinrichtung aus diesem über die zentrale Halte- und Verfahreinheit wieder angehoben und zu dem zweiten Behälter verschwenkt. Nachfolgend wird die Formteilaufnahmeeinrichtung in den zweiten ebenfalls oben öffenbaren und verschließbaren Behälter abgesenkt und die entgrateten Formteile in diesem auf Umgebungslufttemperatur erwärmt. Nach der Behandlung der Formteile in dem zweiten Behälter wird die Formteilaufnahmeeinrichtung wiederum über die zentrale Halte- und Verfahreinheit aus diesem heraus angehoben und zu der Aufnahmeeinheit verschwenkt und in diese abgesenkt. Aus der Aufnahmeeinheit können die entgrateten und auf Umgebungslufttemperatur erwärmten Formteile der Formteilaufnahmeeinrichtung seitlich entnommen und die Formteilaufnahmeeinrichtung wieder mit weiteren zu entgratenden Formteilen bestückt werden. Für die zu entgratenden Formteile beginnt der Entgratungsvorgang mit nachfolgender Erwärmung, wie vorstehend beschrieben, erneut.
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Unter dem Entgraten wird vorliegend das Entfernen von auf der Oberfläche der Formteile vorstehenden, abzutrennenden Elementen verstanden, wobei diese insbesondere Grate oder Noppen sein können. Entgraten ist somit das Entfernen dieser abzutrennenden Elemente von dem Formteil. In der Vorrichtung kann dies einerseits durch abrasives Bearbeiten mit Strahlmittel erfolgen und andererseits ggf. durch anderweitiges mechanisches Abtrennen, wie beispielsweise unter Zuhilfenahme zumindest eines Bürstenelements. Vor dem Entgraten der Formteile wird das zumindest eine abzutrennende Element auf der Oberfläche der Formteile mit stark gekühltem Medium bzw. kryogenem Medium/Kältemittel beaufschlagt und dabei versprödet. Dies erleichtet bzw. ermöglicht das Entgraten durch Beaufschlagen mit Strahlmittel oder durch Behandeln der von der Oberfläche des Formteils abzutrennenden Elemente mit Bürstenelement(en), somit das Entfernen der abzutrennenden Elemente, ohne die Oberfläche oder Kontur des Formteils hierbei zu beschädigen. Als kryogenes Medium/Kältemittel wird vorliegend vorzugsweise Stickstoff verwendet. Dementsprechend wird insbesondere die Behandlungskammer des ersten Behälters mit gekühltem, insbesondere unterkühltem, Stickstoff befüllt oder beaufschlagt, so dass beim Eintauchen der mit den Formteilen versehenen Formteilaufnahmeeinrichtung in den ersten Behälter die auf der Oberfläche der Formteile befindlichen, abzutrennenden Elemente verspröden und durch Beaufschlagen insbesondere mit Strahlmittel in dem ersten Behälter abgetrennt werden können. Vorteilhaft ist zumindest der erste Behälter, insbesondere sind die Behälter, mit zumindest einer außenseitigen Isolierung versehen, weist/weisen insbesondere zumindest einen doppelwandigen Mantel auf. Der Behältermantel wird somit vorteilhaft doppelwandig ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, vor allem die Behandlungskammer des ersten Behälters nach außen zu isolieren, um ein ungewolltes Erwärmen so gut wie möglich zu unterbinden und hierdurch den Bedarf an kryogenem Medium/Kältemittel so gering wie möglich zu halten, was nicht nur Kostenvorteile mit sich bringt.
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Zum abrasiven Behandeln ist der erste Behälter vorteilhaft mit zumindest einem Schleuderrad versehen. Vorteilhaft sind mehr als ein Schleuderrad, insbesondere zwei bis acht Schleuderräder, bevorzugt sechs Schleuderräder, in dem ersten Behälter so über dessen Umfang verteilt angeordnet, dass über die Mantelfläche des Behälters hinweg ein Beaufschlagen der an oder in der Formteilaufnahmeeinrichtung angeordneten Formteile mit Strahlmittel aus unterschiedlichsten Richtungen ermöglicht wird. Weiter vorteilhaft wird während des Beaufschlagens der Formteile mit Strahlmittel die zumindest eine Formteilaufnahmeeinrichtung um ihre Hochachse, also ihre zentrale Welle, und hierbei oder hierdurch auch die weiteren Wellen der diese umgebenden Formteilaufnahmen rotiert, so dass eine noch optimalere Beaufschlagung der Formteile an den Formteilaufnahmen mit Strahlmittel ermöglicht wird.
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Die zumindest eine Formteilaufnahmeeinrichtung ist weiter vorteilhaft traubenartig ausgebildet, mit der zumindest einen zentralen Welle und der Anzahl von diese umgebenden Lagerungen für die Wellen der Formteilaufnahmen für die zu entgratenden Formteile. Weiter vorteilhaft können die zumindest eine zentrale Welle der Formteilaufnahmeeinrichtung und/oder die Wellen der Formteilaufnahmen zum Verhindern eines seitlichen Auslenkens von diesen bei Beaufschlagen der an den Formteilaufnahmen der Formteilaufnahmeeinrichtung angeordneten Formteile mit Strahlmittel zum Entgraten der Formteile geführt gelagert sein. Die an den jeweiligen Tragarmen der zentralen Halte- und Verfahreinheit der Vorrichtung über die zentrale Welle gelagerten Formteilaufnahmeeinrichtungen könnten beim Beaufschlagen der Formteile mit Strahlmittel seitlich ausgelenkt werden, ebenso die um diese herum angeordneten weiteren Wellen der Formteilaufnahmen. An diesen weiteren Wellen können quer zu diesen angeordnete Halterungen oder Aufnahmen angeordnet sein, an denen die zu entgratenden Formteile befestigt werden. Dies führt ggf. zusätzlich zu einem ungewollten seitlichen Auslenken. Um beim Beaufschlagen der Formteile und dementsprechend auch der Formteilaufnahmen und Formteilaufnahmeeinrichtung mit Strahlmittel ein seitliches Auslenken der Formteilaufnahmeeinrichtung zu vermeiden, ist zumindest die zentrale Welle der Formteilaufnahmeeinrichtung geführt gelagert, wobei es sich als besonders vorteilhaft erweist, wenn alle Wellen der Formteilaufnahmeeinrichtung und der Formteilaufnahmen geführt gelagert sind, somit ein seitliches Auslenken von diesen sicher verhindert werden kann. Zur führenden Lagerung kann beispielsweise eine jeweilige Lagerbuchse vorgesehen sein, die eine zum Verhindern eines seitlichen Auslenkens der Wellen geeignete Länge aufweist. Diese ist jeweils abhängig von einerseits der Wellenlänge und andererseits dem Wellendurchmesser sowie dem Druck, mit dem das Strahlmittel auf die Formteile, die Formteilaufnahmen und die Formteilaufnahmeeinrichtung einwirkt. Die Länge der Lagerbuchsen kann dementsprechend geeignet gewählt werden.
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Die Wellen der Formteilaufnahmen sind vorteilhaft drehbar um ihre Hochachse und um die zentrale Welle der Formteilaufnahmeeinrichtung nach Art eines Planetengetriebes. Als besonders vorteilhaft erweist es sich hierbei, zum drehenden Antreiben der Wellen der Formteilaufnahmen die zentrale Welle der Formteilaufnahmeeinrichtung durch zumindest einen Antriebsmotor anzutreiben, wobei den Wellen der Formteilaufnahmen jeweils zumindest ein Kettenrad zugeordnet ist und eine an allen Kettenrädern mitnehmend angreifende Kette vorgesehen ist. Diese Kette kann weiter vorteilhaft arretiert werden. Wird die zentrale Welle der Formteilaufnahmeeinrichtung durch den zumindest einen Antriebsmotor drehangetrieben, dreht sich der mit dieser drehfest verbundene Lagerteller mit, auf dem die Lagerungen der weiteren Wellen der Formteilaufnahmen befestigt sind. Die zentrale Welle kann z. B. im Querschnitt mehreckig geformt sein, so dass eine drehfeste Verbindung zu dem Lagerteller einfach und sicher möglich ist. Beim Drehen der zentralen Welle wird somit der Lagerteller mitgenommen. Durch das Vorsehen der Kettenräder und das Festhalten der diese mitnehmend umgreifenden Kette werden die einzelnen die zentrale Welle umgebenden Wellen der Formteilaufnahmen ebenfalls um ihre jeweilige Hochachse drehangetrieben, ähnlich wie dies bei einem Planetengetriebe vorgesehen ist. Hierdurch ist nicht für jede einzelne Welle der Formteilaufnahmen, die die zentrale Welle der Formteilaufnahmeeinrichtung umgeben, ein separater Antrieb erforderlich. Vielmehr wird über das Antreiben der zentralen Welle der Formteilaufnahmeeinrichtung in Verbindung mit den Kettenrädern und der Kette, die jeweils an den einzelnen Wellen angreifen, ein Antrieb jeder dieser Wellen in gleichmäßiger Form gewährleistet. Um den Antrieb der Wellen zu unterbrechen, wird vorteilhaft die zumindest eine Arretiereinrichtung außer Eingriff mit der Kette gebracht. Die Arretiereinrichtung kann z. B. in Form eines Bolzens ausgebildet sein, der an der Kette angreifbar oder in diese eingreifbar ist oder an dieser angreift oder in diese eingreift. Die Arretiereinrichtung kann die Kette festhalten, taucht insbesondere in diese ein und zum Anhalten der Drehbewegung bzw. Mitnahme der Wellen der Formteilaufnahmen wieder aus dieser aus. Anstelle eines Bolzens kann die Arretiereinrichtung selbstverständlich auch eine andere Ausgestaltung aufweisen, die diese Funktionalität ermöglicht. Über das Festhalten der Kette ist ein einfaches Arretieren der Kette und Drehbewegen der einzelnen die zentrale Welle der Formteilaufnahmeeinrichtung umgebenden Wellen der Formteilaufnahmen bei Drehantreiben der zentralen Welle möglich.
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Wie erwähnt, sind die Formteilaufnahmeeinrichtungen an zumindest einer entlang der zentralen Halte- und Verfahreinheit verfahrbaren Halteeinrichtung angeordnet, insbesondere lösbar an dieser befestigt oder befestigbar. Insbesondere weist die Halteeinrichtung drei Halteabschnitte bzw. Tragarme auf, an denen drei Formteilaufnahmeeinrichtungen befestigt werden können, um diese insbesondere gleichzeitig in die beiden Behälter und die Aufnahmeeinheit absenken und aus diesen wieder herausheben zu können. Dies erfolgt durch Verfahren der Halteeinrichtung entlang der zentralen Halte- und Verfahreinheit der Vorrichtung zum Entgraten von Formteilen. Weiter vorteilhaft sind die beiden Behälter und die Aufnahmeeinheit um die zentrale Halte- und Verfahreinheit herum mit einem gleichmäßigen Versatz zueinander angeordnet, insbesondere zueinander jeweils in einem Winkel von α = 120° versetzt. Dementsprechend erweist es sich als vorteilhaft, die jeweiligen Aufnahmen für die Formteilaufnahmeeinrichtungen an der Halteeinrichtung ebenfalls in einem entsprechenden Winkelversatz zueinander anzuordnen, insbesondere drei Halteabschnitte der Halteeinrichtung ebenfalls in einem Winkelversatz von 120° zueinander anzuordnen.
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Um während der Behandlung der Formteile, insbesondere in den beiden Behältern, diese verschließen zu können, können endseitig an den Halteabschnitten angeordnete Deckelabschnitte vorgesehen sein, die sich beim Absenken der Halteeinrichtung auf die oberen Behälteröffnungen auflegen und diese verschließen. Die Lagerungen für die jeweiligen zentralen Wellen der Formteilaufnahmeeinrichtungen sind dabei vorteilhaft in den Deckelabschnitten angeordnet und insbesondere ebenfalls die diese antreibenden Antriebsmotoren im Bereich der Lagerungen der zentralen Wellen in den Deckelabschnitten.
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Zum Reinigen, insbesondere wartungsfreien Reinigen, des zum Entgraten der Formteile verwendeten Strahlmittels können Lamellen und zumindest eine Absaugeinrichtung zum Entstauben des Strahlmittels nach dem Entgraten der Formteile unterhalb des oder in einem unteren Abschnitt des ersten Behälters angeordnet sein. Bei dem Entstauben des Strahlmittels nach dem Entgraten der Formteile werden Schwebstoffe und insbesondere die abgetrennten Grate, Noppen oder anderweitigen abzutrennenden Elemente durch Schlitze zwischen den Lamellen hindurch beim Herabfallen aus dem Behälter abgesogen. Das Absaugen von Schwebstoffen erfolgt durch die Schlitze zwischen den Lamellen vorteilhaft unter Zuhilfenahme der zumindest einen Absaugeinrichtung. Zum Absaugen kann beispielsweise eine Länge von 2 m als Absauglänge vorgesehen werden, über die das Absaugen zum Entstauben des Strahlmittels erfolgt. Im unteren Teil des ersten Behälters wird dadurch bereits gereinigtes Strahlmittel in einem Strahlmittelsammelbehälter aufgefangen. Das Rückführen des Strahlmittels in einen Strahlmittelvorratsbehälter kann beispielsweise durch Vorsehen von Schnecken erfolgen, die grundsätzlich zum horizontalen ebenso wie zum vertikalen Transport des Strahlmittels geeignet sind. Insbesondere kann zumindest ein Kanal und/oder eine Aussparung vorgesehen sein, in dem oder der die Schnecke angeordnet ist. Ein solcher Kanal oder eine solche Ausnehmung können sowohl im unteren Bereich des oder unterhalb des ersten Behälters vorgesehen sein als auch parallel zu diesem verlaufen, um das Strahlmittel in einen oberhalb des ersten Behälters angeordneten Strahlmittelsammelbehälter bzw. Strahlmittelvorratsbehälter zu befördern, von wo aus das Strahlmittel einem Schleuderrad oder den Schleuderrädern, die zum Aufschleudern des Strahlmittels im ersten Behälter vorgesehen sind, zugeführt wird. Kanäle und/oder Aussparungen, in denen die Transportschnecken für den Transport des Strahlmittels vorgesehen sind, verlaufen vorteilhaft bezüglich des Behälters nach außen, um einen Transport des Strahlmittels nach außen und nachfolgend nach oben in einen Strahlmittelvorratsbehälter vorsehen zu können. Sofern eine Rückführung des Strahlmittels nicht erforderlich ist, beispielsweise bei sich nach dem Strahlvorgang zumindest im Wesentlichen rückstandsfrei auflösendem Strahlmittel, wie gefrorenem Kohlendioxid in Granulatform, kann eine solche Rückführung des Strahlmittels zu einem Strahlmittelvorratsbehälter auch entfallen.
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Als weiter vorteilhaft erweist es sich, zumindest eine Schleuseneinrichtung zum Verhindern eines Ansaugens von Luft in den ersten Behälter während des Einbringens der Formteilaufnahmeeinrichtung vorzusehen. Das Eindringen von Luft bzw. insbesondere Sauerstoff soll verhindert werden, um ein Verunreinigen des Kältemittels verhindern und somit ein optimales Verspröden der von den Formteilen abzutrennenden Elemente vorsehen zu können. Durch einen Eintrag von Luft wird der zum Herunterkühlen und Verspröden zumeist verwendete Stickstoff verunreinigt. Wird der zum Verspröden verwendete Stickstoff nicht durch Luft verunreinigt, ist eine hohe Leistungsfähigkeit des Entgratens möglich.
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Durch das Anordnen einer Schleuseneinrichtung insbesondere oberhalb des ersten Behälters bzw. in einem ersten oberen Abschnitt des ersten Behälters ist es möglich, das Ansaugen von Luft in den ersten Behälter zu verhindern, da die Formteilaufnahmeeinrichtung zunächst in die Schleuseneinrichtung hinein abgesenkt wird. Die Schleuseneinrichtung wird nach der Aufnahme der Formteilaufnahmeeinrichtung darin nach außen geschlossen und erst danach eine Öffnung in den mit Stickstoff gefüllten Teil des ersten Behälters, die Behandlungskammer, freigegeben und geöffnet. In der eigentlichen Behandlungskammer des ersten Behälters erfolgt dann einerseits durch den dort vorhandenen Stickstoff ein Verspröden der abzutrennenden Elemente, also insbesondere Grate oder Noppen, der Formteile und andererseits ein Beaufschlagen derselben mit Strahlmittel zum abrasiven Bearbeiten bzw. Behandeln der Formteile zum Abtrennen der abzutrennenden Elemente, insbesondere Grate oder Noppen, von deren Oberfläche. Das Strahlmittel, das insbesondere von mehreren Schleuderrädern im Inneren des ersten Behälters in dessen Behandlungskammer eingeschleudert wird, fällt nachfolgend in einen unteren Abschnitt des ersten Behälters herab, in dem mantelseitig die bereits erwähnten Lamellen vorgesehen sein können, um das Strahlmittel zu entstauben, also insbesondere von den abgetrennten Elementen, wie Graten oder Noppen, und weiteren Schwebteilchen zu befreien und dabei zu reinigen. Das Absaugen kann, wie erwähnt, von der zumindest einen Absaugeinrichtung im Bereich von Schlitzen zwischen den Lamellen unterstützt werden. Das gereinigte Strahlmittel fällt weiter herab zu dem Strahlmittelsammelbehälter, von dem aus das Strahlmittel über die bereits erwähnte zumindest eine Schnecke zu dem Strahlmittelvorratsbehälter rückgeführt werden kann, von dem aus es wiederum zum abrasiven Bearbeiten der Formteile, also zu deren Entgraten, verwendet und dem zumindest einen Schleuderrad zugeführt wird. Dementsprechend steht der Strahlmittelvorratsbehälter vorteilhaft in Verbindung mit dem oder den Schleuderrädern, über die es in die Behandlungskammer des ersten Behälters eingeschleudert wird.
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Auch der zweite Behälter ist vorteilhaft mit Stickstoff gefüllt oder befüllbar. In dem zweiten Behälter werden die entgrateten Formteile, die sich weiterhin an oder auf den Formteilaufnahmen der Formteilaufnahmeeinrichtung befinden, auf Umgebungstemperatur aufgeheizt. Dies kann durch Einströmenlassen von Heißluft, die allerdings vorteilhaft möglichst sauerstoffarm oder sauerstofflos ist, bewirkt werden.
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Nach dem Erwärmen der Formteile auf Umgebungstemperatur wird die Formteilaufnahmeeinrichtung mit den Formteilen aus dem zweiten Behälter heraus angehoben und von oben in die Aufnahmeeinheit abgesenkt. Diese ist seitlich zumindest über einen Teilbereich ihres Mantels offen ausgebildet oder weist zumindest eine Verschlusseinrichtung auf zum seitlichen Öffnen und Verschließen der Aufnahmeeinheit zum Entfernen der entgrateten und erwärmten Formteile von den Formteilaufnahmen und Bestücken von diesen mit zu entgratenden Formteilen. Ist eine seitliche Verschlusseinrichtung vorgesehen, ist vorteilhaft zumindest eine Freigabeeinrichtung zum Freigeben der seitlichen Verschlusseinrichtung zum Zulassen eines Öffnens derselben vorgesehen. Insbesondere kann eine solche Freigabeeinrichtung eine Fotozelle, ein Totmannschalter oder eine anderweitige elektrische und/oder mechanische Freigabeeinrichtung sein. Zum Einführen in und Herausführen der Formteilaufnahmeeinrichtung aus der Aufnahmeeinheit weist diese vorteilhaft eine obere Öffnung auf, durch die das Einführen und Herausführen, also Absenken und Hochfahren der Formteilaufnahmeeinrichtung über die zentrale Halte- und Verfahreinheit, an deren Halteeinrichtung die Formteilaufnahmeeinrichtungen angeordnet sind, ermöglicht wird. Zudem kann die Aufnahmeeinheit die zumindest eine seitliche Verschlusseinrichtung, wie beispielsweise eine Tür in der Mantelfläche, aufweisen, die geöffnet und verschlossen werden kann. Um zu verhindern, dass eine Person die seitliche oder mantelseitige Verschlusseinrichtung der Aufnahmeeinheit öffnet, während die Formteilaufnahmeeinrichtung dort eingefahren oder herausgefahren wird, somit eine Verletzungsgefahr für die Person bestünde, wenn diese in das Innere der Aufnahmeeinheit eingriffe, kann die zumindest eine Freigabeeinrichtung zum Freigeben eines Öffnens der zumindest einen Verschlusseinrichtung vorgesehen sein/werden. Diese Freigabeeinrichtung kann unterschiedlichste Ausgestaltungen aufweisen und ist vorteilhaft so angeordnet, dass sie insbesondere durch in die Aufnahmeeinheit einfahrende oder aus dieser herausfahrende Formteilaufnahmeeinrichtungen ein Verriegeln der Verschlusseinrichtung, z. B. Tür, der Aufnahmeeinheit auslöst. Dementsprechend eignen sich insbesondere elektrische, jedoch auch mechanische Freigabeeinrichtungen, wie insbesondere die bereits genannte Fotozelle oder Tasten mit Totmannschalter. Ist die Verschlusseinrichtung nicht freigegeben, kann sie nicht geöffnet werden, somit eine Person nicht seitlich in die Aufnahmeeinheit eingreifen.
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Als besonders vorteilhaft erweist es sich, zumindest eine Einheit und/oder zumindest einen Raum zum Unterkühlen des Stickstoffs vor dessen Einleiten in den ersten Behälter bzw. dessen Behandlungskammer vorzusehen, insbesondere zum Unterkühlen des Stickstoffs auf eine Temperatur von –100°C. Insbesondere gelangt das Kältemittel in Form von Stickstoff im verflüssigten unterkühlten Zustand in die Behandlungskammer. Als „unterkühlt” wird der Zustand mit einer Temperatur unterhalb der entsprechenden Siedetemperatur des Kältemittels verstanden, bei dem der Eintrag einer gewissen Wärmemenge erforderlich ist, um den Siedepunkt zu erreichen. Der flüssige Stickstoff befindet sich vorteilhaft bei seinem Eintrag in den insbesondere ersten Behälter bzw. dessen Behandlungskammer derart im unterkühlten Zustand, dass er die zu entgratenden Formteile noch im flüssigen Zustand erreicht. Hierdurch ist es möglich, den Stickstoffverbrauch zu minimieren und dementsprechend den Entgratungsprozess noch effizienter zu gestalten. Bei einem Unterkühlen des Stickstoffs ist es ferner möglich, dass dieser mit einer genau definierten Temperatur in die Behandlungskammer des ersten Behälters eingetragen wird. Die Temperatur des in die Behandlungskammer des ersten Behälters eingebrachten Stickstoffs bzw. Kältemittels hängt dementsprechend nicht mehr vom Druck im Kältemittelversorgungstank, insbesondere Stickstofftank, ab. Hierdurch lässt sich der Entgratungsvorgang beschleunigen und, wie bereits erwähnt, der Stickstoffverbrauch senken.
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Als weiter vorteilhaft erweist es sich, zumindest eine mechanische Reinigungseinrichtung, insbesondere Bürstenelemente, zum mechanischen Reinigen der Formteile und/oder zum Reinigen der Behälter vorzusehen. Je nach Ausgestaltung der zu entgratenden Formteile kann es sich als vorteilhaft erweisen, anstelle von Strahlmittel anderweitige mechanische Reinigungseinrichtungen, wie zumindest ein Bürstenelement, zu verwenden. Insbesondere durch rotierende Bürstenelemente können frontseitig an Formteilen abstehende abzutrennende Elemente, wie Grate oder Noppen, nach deren Verspröden problemlos entfernt werden. Dementsprechend können in dem ersten Behälter bzw. insbesondere dessen Behandlungskammer auch derartige mechanische Reinigungseinrichtungen angeordnet und zum Entgraten der Formteile verwendet werden. Beispielsweise können Haltearme mit daran angeordneten insbesondere rotierbaren Bürstenelementen in der Behandlungskammer des ersten Behälters angeordnet und zum Reinigen der Formteile und/oder zu deren Entgraten verwendet werden. Ferner können mechanische Reinigungseinrichtungen in insbesondere dem ersten Behälter auch zum Reinigen der Behandlungskammer selbst vorgesehen werden, um beispielsweise, wenn beim kontinuierlichen Fahren der Vorrichtung ein Reinigungszyklus für den ersten Behälter vorgesehen werden soll, diesen durchzuführen.
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Die Formteile können auf unterschiedlichste Weise gefertigt, beispielsweise gegossen oder gefräst, sein und aus unterschiedlichsten Materialien bestehen. Insbesondere eignet sich die Vorrichtung zum Entgraten von Formteilen für Gusswerkstücke bzw. Gussformteile, wie Zinkdruckguss-Formteile oder andere Metallguss-Formteile, aber auch zum Entgraten aller möglicher anderer Formteile aus Metall und/oder Kunststoff, wie von Magnesium-Formteilen oder jeglicher Art von Kunststoff-Formteilen, insbesondere auch für Kleineinheiten von Formteilen. Durch das Füllen des zweiten Behälters mit Stickstoff besteht auch bei Magnesium-Formteilen nicht die Gefahr eines Abbrennens von diesen bei Beaufschlagen mit Heißluft zum Erwärmen auf Umgebungstemperatur.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
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1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entgraten von Formteilen, wobei in skizzenhaften seitlichen Schnittansichten zwei Behälter und eine Aufnahmeeinheit der Vorrichtung jeweils benachbart zu ihren Anordnungsstellen in der Vorrichtung gezeigt sind,
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2 eine Seiten- bzw. Schnittansicht der zentralen Halte- und Verfahreinheit der Vorrichtung gemäß 1 entlang der Linie A-A, wobei in Kombination mit dieser eine erfindungsgemäße Formteilaufnahmeeinrichtung mit einer Anzahl von Formteilen auf Formteilaufnahmen, teilweise abgesenkt in einen Behälter der Vorrichtung gezeigt ist, und
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3 eine Detailansicht des Details C aus 2 der zentralen Halte- und Verfahreinheit der Vorrichtung gemäß 1 im Bereich des höhenverfahrbaren Halteabschnitts der zentralen Halte- und Verfahreinheit.
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1 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung 1 zum Entgraten von Formteilen 2. Derartige beispielhafte Formteile 2 sind in 2 in Anordnung an einer Formteilaufnahmeeinrichtung 3 gezeigt. Lediglich skizzenhaft sind daran zu entfernende Grate, also von der Oberfläche der Formteile 2 abzutrennende Elemente 20 gezeigt.
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Die Vorrichtung 1 umfasst einen ersten Behälter 10, einen zweiten Behälter 11 und eine Aufnahmeeinheit 12. Die beiden Behälter 10, 11 und die Aufnahmeeinheit 12 sind jeweils in der Längsschnittansicht skizzenhaft gezeigt. Die beiden Behälter 10, 11 sind oben offen und können durch Deckelelemente 13, 14 verschlossen werden. Auch die Aufnahmeeinheit 12 ist oben offen und kann durch ein Deckelelement 15 oben verschlossen werden. Sie ist seitlich im Bereich ihres Mantels offen. Ferner kann sie alternativ eine seitliche öffen- und schließbare Tür aufweisen. Die Behälter 10, 11 und die Aufnahmeeinheit 12 weisen jeweils eine obere Öffnung 100, 101, 102 auf, um die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 dort hinein und aus diesen auch wieder herausheben zu können. Zumindest der Behälter 10, ggf. auch der Behälter 11 sind vorteilhaft außenseitig isoliert ausbildet. Dies ist nach 1 durch das Vorsehen eines doppelwandigen Mantels 16 am Behälter 10 bzw. doppelwandigen Mantels 19 am Behälter 11 vorgesehen.
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Ist eine Tür der Aufnahmeeinheit 12 vorgesehen, kann diese mit einer Freigabeeinrichtung in Form beispielsweise einer elektrischen Freischalteinrichtung, wie einer Taste mit Totmannschalter oder in Form von Fotozellen, versehen sein, um sicherzustellen, dass während des Bestückens der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 und des Entnehmens von entgrateten Formteilen 2 aus der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 weder angehoben noch abgesenkt wird, somit für denjenigen, der die Formteilaufnahmeeinrichtung mit Formteilen bestückt bzw. diese von der Formteilaufnahmeeinrichtung abnimmt, keine Verletzungsgefahr besteht. Die Tür kann dementsprechend nur geöffnet werden, wenn die im Inneren der Aufnahmeeinheit 12 befindliche Formteilaufnahmeeinrichtung 3 nicht bewegt wird bzw. eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Bewegung der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 ein entsprechendes Signal abgibt, das ein Freigeben der Tür bewirkt, so dass eine Verletzungsgefahr für Personen, die in das Innere der Aufnahmeeinheit 12 hineingreifen möchte, soweit wie möglich minimiert werden kann. Ist keine Tür vorgesehen, sondern die Aufnahmeeinheit 12 mit seitlichen Öffnungen versehen oder seitlich offen ausgebildet zum Eingreifen in das Innere, kann das Vorsehen von elektrischen Freischalteinrichtungen entfallen. Jedoch kann z. B. ein Sensormittel vorgesehen werden, das ein Bestücken der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 bzw. ein Entnehmen von entgrateten Formteilen 2 aus der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 detektiert, so dass nach Feststellen einer solchen Aktivität ein Verfahren der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 blockiert bzw. verhindert wird, um eine Person sicher vor Verletzungen beim Bestücken der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 mit bzw. Entnehmen von Formteilen von dieser schützen zu können.
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Außer den beiden Behältern 10, 11 und der Aufnahmeeinheit 12 umfasst die Vorrichtung 1 noch eine zentrale Halte- und Verfahreinheit 17. Die zentrale Halte- und Verfahreinheit 17 ist in 1 in der Draufsicht, in 2 geschnitten entlang der Linie A-A aus 1 gezeigt. Die zentrale Halte- und Verfahreinheit 17 ist zwischen den beiden Behältern 10, 11 und der Aufnahmeeinheit 12 angeordnet, insbesondere mit gleichem Abstand zu den jeweiligen Mitten der Behälter 10, 11 bzw. der Aufnahmeeinheit 12. Die zentrale Halte- und Verfahreinheit 17 dient der Aufnahme einer Halteeinrichtung 18, die in der in 1 gezeigten Ausführungsvariante drei Arme 180, 181 und 182 umfasst. Die drei Arme 180, 181, 182 sind gleichmäßig in einem Winkel von jeweils α = 120° zueinander versetzt angeordnet. Grundsätzlich kann auch ein anderer Winkelversatz der einzelnen Arme zueinander vorgesehen werden, vorteilhaft angepasst an die jeweilige Anzahl an Behältern 10, 11 und Aufnahmeeinheit 12, also Komponenten der Vorrichtung 1, in die die Formteilaufnahmeeinrichtungen 3 eingebracht werden (sollen), um einen kontinuierlichen Betrieb vorsehen zu können. An den drei Armen sind, wie der Draufsicht auf die Vorrichtung 1 in 1 ebenfalls entnommen werden kann, endseitig die etwa runden Deckelelemente 13, 14, 15 angeordnet. In 2 ist eine seitliche Schnittansicht des Deckelelementes 13 zu sehen.
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Die Halteeinrichtung 18 ist entlang der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 verfahrbar. An den Armen 180, 181, 182 der Halteeinrichtung 18 können Formteilaufnahmeeinrichtungen 3 befestigt und über die zentrale Halte- und Verfahreinheit 17 hochgefahren und abgesenkt werden, also aus den Behältern 10, 11 und der Aufnahmeeinheit 12 herausgefahren und in diese abgesenkt werden. Zu diesem Zweck umfasst die zentrale Halte- und Verfahreinheit 17 eine zentrale Spindel 170. Diese ist in der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsvariante von drei Führungswellen 171, 172, 173 umgeben. Die zentrale Spindel 170 ist, wie 2 entnommen werden kann, durch einen Antriebsmotor 174 antreibbar. Dieser ist oben auf der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 angeordnet und befestigt. Die zentrale Spindel 170 ist ferner in einem zentralen Drehlagerteil 175 gelagert. Dieser ist im Detail in 3 gezeigt. Wird die zentrale Spindel 170 über den Antriebsmotor 174 gedreht bzw. drehangetrieben, bewegt sich die auf der zentralen Spindel 170 gelagerte Halteeinrichtung 18 entlang der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17, geführt durch die drei Führungswellen 171, 172, 173. An diesen greift die Halteeinrichtung 18, wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, ebenfalls an bzw. weist Buchsen 183, 184 (aufgrund der Teilschnittansicht in 2 nicht zu sehen), 185 auf, in denen die Führungswellen 171, 172, 173 laufen. Über das Drehen der zentralen Spindel 170 ist somit ein Herauffahren und Absenken der Halteeinrichtung 18 entlang der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 möglich und hierüber ein Herauffahren und Absenken der an den Armen 180, 181, 182 der Halteeinrichtung 18 angeordneten Formteilaufnahmeeinrichtungen 3.
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Wie insbesondere ebenfalls 2 entnommen werden kann, kann die jeweilige Formteilaufnahmeeinrichtung 3 mit ihrer zentralen Welle 30 in einer entsprechenden Lagerung 186 des jeweiligen Deckelelementes 13, 14, 15 der Halteeinrichtung 18 aufgenommen werden. Nach der Aufnahme der zentralen Welle 30 in der entsprechenden Lagerung 186 ist es möglich, über einen jeweiligen Antriebsmotor 187, 188, 189 die jeweilige zentrale Welle 30 der jeweiligen Formteilaufnahmeeinrichtung 3 drehanzutreiben.
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Die Antriebsmotoren 187, 188, 189 sind in der Draufsicht in 1 angedeutet und auf den Deckelementen 13, 14, 15 angeordnet und gelagert. Sie greifen nach Einführen und Befestigen der jeweiligen zentralen Wellen 30 der Formteilaufnahmeeinrichtungen 3 in den jeweiligen Lagerungen 186 der Deckelelemente 13, 14, 15 so an den zentralen Wellen 30 an, dass diese über die Antriebsmotoren 187, 188, 189 rotiert werden können.
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Die zentrale Halte- und Verfahreinheit 17 weist im Bereich ihres Drehlagerteils 175 bzw. als Teil von diesem einen weiteren Antriebsmotor 176 auf. Über diesen ist ein Drehen bzw. Verschwenken des die drei Führungswellen 171, 172, 173 sowie die zentrale Spindel 170 umfassenden oberen Abschnitts 177 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 gegenüber einem unteren Ständerteil 178 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 möglich. Der Ständerteil 178 wird auf einen Boden aufgestellt und der obere Abschnitt 177 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 kann, angetrieben über den Antriebsmotor 176, um die Hochachse 7 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 gedreht werden. Dies ist in 2 durch den Pfeil P1 angedeutet. Durch die Möglichkeit, den oberen Abschnitt 177 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 gegenüber dem Ständerteil 178 drehen zu können, ist ein Weiterbewegen der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 nach deren Herausheben aus den Behältern 10, 11 bzw. der Aufnahmeeinheit 12 zu der nächstfolgenden Station, also Behälter oder Aufnahmeeinheit, und Absenken in diesen bzw. diese möglich. Der Antriebsmotor 176 kann dabei beispielsweise die Drehbewegung dahingehend antreiben, dass ein Verschwenken um jeweils 120° vorgesehen wird, um einen gezielten und exakten Weitertransport der an der Halteeinrichtung 18 befestigten Formteilaufnahmeeinrichtungen 3 zwischen den Behältern 10, 11 bzw. Behälter 11 und Aufnahmeeinheit 12 bzw. Aufnahmeeinheit 12 und Behälter 10 zu ermöglichen. Um ein verkippfreies und problemloses optimales Rotieren um die Hochachse 7 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 zu erzielen, umfasst der Drehlagerteil 175 eine Anzahl von übereinander angeordneten Schleifringen 179, wie in den 2 und 3 angedeutet, wobei das Detail C aus 2 in 3 vergrößert gezeigt ist.
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Die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 umfasst, wie 2 entnommen werden kann, in mitnehmender Befestigung an der zentralen Welle 30 einen Lagerteller 31. Kranzförmig die zentrale Welle 30 umgebend, jedoch mit Abstand zu dieser sind auf dem Lagerteller 31 Aufnahmelager 32 angeordnet, in denen Wellen 33 von Formteilaufnahmen 34 drehbar gelagert werden können, wie durch die Pfeile P11 angedeutet. Die Formteilaufnahmen 34 umfassen außer den sich in Längsrichtung erstreckenden Wellen 33, die etwa parallel zu der zentralen Welle 30 angeordnet werden oder sind, sich quer zu den Wellen 33 erstreckende Halteelemente 35, an denen die Formteile 2 befestigt werden können. In der in 2 gezeigten Ausführungsvariante umfasst jede Formteilaufnahme 34 jeweils eine Welle 33, an der drei Halteelemente 35 angeordnet sind. Selbstverständlich können je nach Ausgestaltung der Formteilaufnahmen 34 auch mehr oder weniger Halteelemente 35 zum Befestigen von Formteilen 2 an den Formteilaufnahmen 34 vorgesehen werden. Die jeweilige Ausgestaltung der Formteilaufnahmen kann insbesondere von der Formgebung und den Abmessungen der zu entgratenden Formteile 2 abhängig gemacht werden.
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Jedem der Aufnahmelager 32, die auf dem Lagerteller 31 befestigt sind, ist auf der der Anordnungsseite der Aufnahmelager 32 bzw. der dort eingefügten oder einfügbaren Wellen 33 der Formteilaufnahmen 34 gegenüberliegenden Seite ein jeweiliges Kettenrad 36 zugeordnet. Die Wellen 33 sind über die Aufnahmelager 32 so mit den Kettenrädern 36 verbunden, dass bei Drehbewegen der Kettenräder 36, also bei deren Antreiben, die Wellen 33 mitgedreht werden. Ein Drehantreiben der Kettenräder 36 erfolgt über eine alle Kettenräder 36 umgreifende Kette 37. Diese ist ebenfalls in 2 angedeutet. In 2 ist ferner ein Bolzen 38 gezeigt, der die Kette 37 festhalten kann, insbesondere durch Eintauchen in diese. Hält der Bolzen 38 die Kette fest und wird über den Antriebsmotor 187 bzw. 188 bzw. 189 die zentrale Welle 30 der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 drehangetrieben (siehe Pfeil P12), werden über die Kettenräder 36 die einzelnen Wellen 33 der Formteilaufnahmen 34 ebenfalls drehangetrieben (siehe Pfeil P11). Dementsprechend drehen sich die Formteilaufnahmen 34 um ihre jeweilige Hochachse, so dass die Formteile 2 von allen Seiten mit Strahlmittel beaufschlagt werden können. Die Drehrichtung aller Pfeile P1, P11, P12 ist in 2 im Uhrzeigersinn gezeigt, sie kann jedoch auch entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet sein.
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Im Folgenden wird der Entgratungsvorgang detaillierter erläutert.
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Die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 wird zunächst in der Aufnahmeeinheit 12 mit den Formteilen 2 an ihren Formteilaufnahmen 34 bestückt. Anschließend wird die mit den Formteilen 2 bestückte Formteilaufnahmeeinrichtung 3 vermittels der Halteeinrichtung 18 entlang der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 aus der Aufnahmeeinheit 12 herausgehoben. Dies erfolgt durch Betätigen der zentralen Spindel 170 über den Antriebsmotor 174. Über den Antriebsmotor 176 wird die Halteeinrichtung 18 sodann so weit verschwenkt, dass die mit den zu entgratenden Formteilen 2 bestückte Formteilaufnahmeeinrichtung 3 über dem Behälter 10 positioniert ist. Nachfolgend wird durch Drehbewegen der zentralen Spindel 170 die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 in den ersten Behälter 10 abgesenkt. Um ein ungewolltes Eindringen von Luft in das Innere des ersten Behälters 10, insbesondere dessen Behandlungskammer, in dem das Entgraten der Formteile 2 erfolgen soll, zu vermeiden, kann in einem oberen Bereich des ersten Behälters 10 ein Schleusenabschnitt 110 vorgesehen sein, in den zunächst die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 eingeführt wird (siehe Behälter 10 in 1 mit Pfeil P2). Solange die Schleuseneinrichtung 110 noch zur Umgebung geöffnet ist, bleibt eine Verschlusseinrichtung 111, wie eine Klappe oder Tür, in Richtung einer Behandlungskammer 112 des ersten Behälters 10, in dem das Entgraten erfolgen soll, geschlossen. Nach dem Auflagern des Deckelelementes 14 auf dem Schleusenabschnitt 110 des ersten Behälters 10 wird die Verschlusseinrichtung 111 zu der Behandlungskammer 112 des ersten Behälters 10 geöffnet und insbesondere die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 in die Behandlungskammer 112 des ersten Behälters 10 eingeführt durch weiteres Absenken der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 in das Innere des Behälters 10 hinein.
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Im Innern des ersten Behälters 10, also dessen Behandlungskammer 112, kann ein Entgraten der Formteile durch Beaufschlagen mit Strahlmittel 4 vorgesehen sein. Zum Verspröden der von den Formteilen 2 abzutrennenden Elemente 20 wird die Behandlungskammer 112 des ersten Behälters 10 mit Stickstoff gefüllt, um die zu entfernenden Elemente 20, also Grate, Noppen etc., auf der Außenseite der Formteile zu verspröden und nachfolgend vermittels des Strahlmittels 4 abschlagen zu können. Das Zuführen von Kältemittel, wie Stickstoff, in die Behandlungskammer 112 ist in 1 durch einen gestrichelten Pfeil P3 angedeutet. Das Strahlmittel 4 wird insbesondere über ein Schleuderrad 113 oder eine Anzahl von Schleuderrädern 113, die im ersten Behälter 10 angeordnet sind und von denen in 1 zwei angedeutet sind, in die Behandlungskammer 112 eingeschleudert. Beispielsweise können sechs Schleuderräder 113 vorgesehen sein. Da während dieser Behandlung über den Antriebsmotor 188 die zentrale Welle 30 der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 drehangetrieben wird, drehen sich über die vorstehend beschriebene Lagerung der Wellen 33 der Formteilaufnahmen 34 diese ebenfalls mit und somit die auf den Formteilaufnahmen 34 aufgenommenen zu entgratenden Formteile 2. Somit ist ein allseitiges sehr schnelles Entgraten der Formteile 2 im Inneren des ersten Behälters 10 bzw. von dessen Behandlungskammer 112 möglich. Insbesondere durch das Vorsehen mehrerer Schleuderräder 113, wie von z. B. sechs Schleuderrädern, im Inneren des ersten Behälters 10 ist ein besonders optimales Entgratungsergebnis möglich.
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Die beim Entgraten entfernten Elemente 20, wie Grate, Noppen etc., können über gestuft angeordnete Lamellen 114 im unteren Bereich 115 unterhalb der Behandlungskammer 112 des ersten Behälters 10 unter Zuhilfenahme einer Absaugeinrichtung 116 abgesaugt werden, insbesondere durch Schlitze 117 zwischen den gestuft angeordneten Lamellen 114 hindurch. Dies ist in 1 durch den Pfeil P4 angedeutet. Beispielsweise ist ein Absaugen über eine Länge von 2 m möglich, wobei der Unterdruck zum Absaugen so eingestellt wird, dass Schwebeteilchen, nicht jedoch das Strahlmittel 4 selbst abgesogen werden. Hierdurch ist ein Reinigen des Strahlmittels 4 möglich, so dass es gereinigt in den unteren Bereich des ersten Behälters 10 gelangt (siehe Pfeile P5). Dort kann das Strahlmittel 4 in einer Strahlmittelsammeleinheit 119 bzw. -behälter aufgefangen und beispielsweise über eine etwa horizontal angeordnete Transportschnecke 120, die in einem Abführkanal 118 angeordnet ist, aus diesem Bereich heraustransportiert werden (siehe Pfeil P6). Über diese Transportschnecke 120 und ggf. zumindest eine weitere Transportschnecke, wie eine vertikale oder nach oben gerichtete Transportschnecke 121 im Abführkanal 128 (siehe auch Pfeil P7) ist ein Rücktransport zu einem Strahlmittelvorratsbehälter 122, der üblicherweise im oberen Bereich des oder benachbart zu dem ersten Behälter 10 angeordnet ist, vorgesehen. Von dort kann das Strahlmittel 4 durch einen Kanal 123 wieder dem oder den Schleuderrädern 113 zugeführt werden (siehe auch Pfeil P8 in 1). Das Strahlmittel 4 wird somit im Kreislauf, insbesondere einem geschlossenen Kreislauf, geführt, so dass möglichst keine Luft von außen eindringt und der Stickstoff im Innern der Behandlungskammer 112 des ersten Behälters 10 nicht durch Luft verunreinigt wird und auch die Temperatur in der Behandlungskammer 112 möglichst im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Letzteres kann auch durch das Vorsehen des isolierten, insbesondere doppelwandigen, Behältermantels unterstützt werden, wobei auch die Behandlungskammer selbst eine isolierende, insbesondere doppelwandige, außenseitige Wandung aufweisen kann.
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Ein Rückführen von Strahlmittel nach dem Beaufschlagen der abzutrennenden Elemente bzw. Grate bzw. Noppen 20 von der Oberfläche der zu entgratenden Formteile 2 kann entfallen, insbesondere, wenn das Strahlmittel sich nach dem Strahlvorgang der Formteile 2 zersetzt. Dies ist beispielsweise bei gefrorenem Kohlendioxid in Granulatform als Strahlmittel 4 möglich.
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Nach dem Entgraten der Formteile 2 wird die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 durch erneutes Betätigen der zentralen Spindel 170 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 wieder aus dem ersten Behälter 10 herausgehoben und kann durch Weiterschwenken des oberen Abschnitts 177 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 zu dem zweiten Behälter 11 verschwenkt werden.
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Nach dem Absenken der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 in den zweiten Behälter 11 (siehe Pfeil P9 in 1) und Verschließen desselben über das Deckelelement 14 kann der Antriebsmotor 189 wiederum ein Drehantreiben der zentralen Welle 30 der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 und dementsprechend ein Drehen der Wellen 33 der Formteilaufnahmen 34 und somit der an diesen aufgenommenen nun entgrateten Formteile 2 bewirken. In dem zweiten Behälter 11 werden die entgrateten Formteile 2 auf Umgebungstemperatur aufgeheizt. Dies erfolgt insbesondere durch Beaufschlagen mit Heißluft, die vorteilhaft jedoch sauerstofflos oder zumindest sauerstoffarm ist, vermittels einer Erwärmungseinheit 124 (siehe auch Pfeil P13). Nach dem Erwärmen der Formteile 2, die durch das Drehantreiben der Formteilaufnahmeeinrichtungen 3 bzw. der einzelnen Wellen 30 und 33 aus allen Richtungen mit Heißluft beaufschlagt wurden, kann die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 mit den entgrateten und erwärmten Formteilen 2 durch entsprechendes Betätigen der zentralen Spindel 170 über den Antriebsmotor 174 über die Halteeinrichtung 18 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 wieder aus dem zweiten Behälter 11 herausgehoben werden. Über Drehantreiben des oberen Abschnitts 177 gegenüber dem Ständerteil 178 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 kann nachfolgend die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 mit den erwärmten und entgrateten Formteilen 2 über die Aufnahmeeinheit 12 verschwenkt und nachfolgend wiederum durch Betätigen der zentralen Spindel 170 in diese abgesenkt werden (siehe Pfeil P10 in 1). Nachfolgend ist ein Entnehmen der erwärmten und entgrateten Formteile 2 von der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 möglich. Anschließend kann die Formteilaufnahmeeinrichtung 3 wiederum mit zu entgratenden Formteilen 2 bestückt und der Entgratungs- und Erwärmungsprozess von neuem gestartet werden.
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Durch die Möglichkeit, drei Formteilaufnahmeeinrichtungen 3 an den drei Armen 180, 181, 182 bzw. deren Deckelelementen 13, 14, 15 der Halteeinrichtung 18 der zentralen Halte- und Verfahreinheit 17 zu befestigen, kann ein kontinuierliches Entgraten von Formteilen 2 ohne Standzeiten der Vorrichtung 1 erfolgen. Da es hierbei unerheblich ist, welche Formgebung die zu entgratenden Formteile 2 aufweisen, können nacheinander oder sogar parallel zueinander auch völlig unterschiedliche Formteile 2 entgratet werden, insbesondere auch in einem Entgratungsvorgang, da es lediglich erforderlich ist, diese an der jeweiligen Formteilaufnahmeeinrichtung 3 bzw. den Formteilaufnahmen 34 zu befestigen. Es ist somit ein sehr effizientes und ein Entgraten mit einem großen Durchsatz an zu entgratenden Formteilen 2 durch Verwenden der Vorrichtung 1 zum Entgraten von Formteilen 2 möglich. Die Formteile 2 können dabei nicht nur Kunststoffformteile sein, sondern auch Metall-Formteile, insbesondere Metallgussteile, wie beispielsweise Zinkdruckguss-Formteile, wobei aufgrund der Befüllung der Behälter 10, 11 mit Stickstoff auch Magnesium-Formteile entgratet werden können, da durch das Verwenden von Stickstoff ein Entzünden und Abbrennen von diesen während der Behandlung sicher verhindert werden kann.
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Die Formteilaufnahmeeinrichtungen 3 können auch außerhalb der Vorrichtung, insbesondere außerhalb der Aufnahmeeinheit 12, mit zu entgratenden Formteilen 2 bestückt und seitlich in die Aufnahmeeinheit 12 eingeführt werden, bei Vorsehen einer Tür selbstverständlich durch diese hindurch. Die zentrale Welle 30 wird dabei über die Lagerung 186 mit einem Getriebe 167, das mit dem Antriebsmotor 188 im Deckelelement 15 in Verbindung steht, bzw. einem Getriebe 168, das mit dem Antriebsmotor 187 im Deckelelement 13 in Verbindung steht, bzw. einem Getriebe 169, das mit dem Antriebsmotor 189 im Deckelelement 14 in Verbindung steht, verbunden. Die Wellen 33 der Formteilaufnahmen 34 können endseitig mit Federelementen versehen sein (nicht gezeigt), um einen Wechsel der einzelnen Formteilaufnahmen 34, die außerhalb der Aufnahmeeinheit 12 mit zu entgratenden Formteilen 2 bestückt werden sollen, zu erleichtern bzw. eine Entnahme der mit den entgrateten und erwärmten Formteilen 2 versehenen Formteilaufnahmen 34 aus den Aufnahmelagern 32 auf dem Lagerteller 31 zu erleichtern.
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In dem ersten Behälter 10 können anstelle von zumindest einem Schleuderrad oder zusätzlich zu diesem/diesen auch Arme mit Bürstenelementen vorgesehen sein, die ebenfalls zum Entgraten von Formteilen drehangetrieben und genutzt werden können. Derartige Bürstenelemente eignen sich beispielsweise zum stirnseitigen Entgraten von rohr- oder schlauchförmigen Formteilen. Ferner können Bürstenelemente auch zum Reinigen von Formteilaufnahmen und selbstverständlich z. B. auch von in dem insbesondere ersten Behälter 10 angeordneten Schleuderrädern 113 etc. verwendet werden.
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Um während der Beaufschlagung der Formteile 2 im Inneren der Behandlungskammer 112 des ersten Behälters 10 ein ungewolltes Auslenken der zentralen Welle 30 der Formteilaufnahmeeinrichtung 3 und der einzelnen Wellen 33 der Formteilaufnahmen 34 zu verhindern, sind die jeweiligen Aufnahmelager entsprechend lang ausgebildet, um die Wellen 30 bzw. 33 sicher zu lagern. Zusätzlich können die Wellen 33 auch noch in ihrem mittleren Längserstreckungsbereich geführt sein, wenn sich dies als vorteilhaft erweist.
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Die zum Aufschleudern von Strahlmittel 4 vorgesehenen Schleuderräder 113 können jeweils einen Antriebsmotor mit zwei Wellen, auf denen jeweils zwei Schleuderräder angeordnet sind, umfassen, wobei beispielsweise ein Schleuderrad 113 rechtsherum und das andere linksherum gedreht wird oder wahlweise beide in dieselbe Richtung gedreht werden. Die jeweilige Ansteuerung der Motoren bzw. Wellen kann insbesondere in Abhängigkeit von den zu entgratenden Formteilen 2, deren Größe und der Anordnung der zu entfernenden Elemente 20 erfolgen.
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Im Bereich des ersten Behälters 10 kann ferner ein Raum 125 zum Unterkühlen des Kältemittels, hier des Stickstoffs, vorgesehen sein. Hierdurch ist es möglich, eine geringe Menge an Stickstoff zu verwenden, da beispielsweise 3 kg Stickstoff zum Erzielen einer Temperatur von –100°C im Inneren der Behandlungskammer 112 zum Verspröden der abzutrennenden Elemente 20 der zu entgratenden Formteile 2 ausreichen. Das Zuführen des unterkühlten Kältemittels/Stickstoffs, in die Behandlungskammer 112 ist in 1 durch den gestrichelten Pfeil P3 angedeutet, wie bereits vorstehend erwähnt.
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Wird das Absaugen von Schwebstoffen, die mit dem Strahlmittel 4 nach dem Entgraten der Formteile 2 mitgeführt werden, insbesondere den abgetrennten Graten oder Noppen, über die insbesondere gestuft angeordneten Lamellen 114 im unteren Bereich 115 des ersten Behälters 10 vorgenommen, ist eine wartungsfreie Reinigung des Strahlmittels 4 möglich. Auch dies beschleunigt den Entgratungsprozess, da keine für die Wartung ansonsten erforderlichen Standzeiten der Vorrichtung 1 mehr auftreten.
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Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Ausführungsbeispielen gezeigten Ausführungsvarianten von Vorrichtungen zum Entgraten von Formteilen sind noch zahlreiche weitere möglich, bei denen jeweils zumindest eine zentrale Halte- und Verfahreinheit zum Bewegen von Formteilaufnahmeeinrichtungen vorgesehen ist, um die herum zumindest zwei Behälter und eine Aufnahmeeinheit angeordnet sind, wobei der erste Behälter zum Entgraten von Formteilen, der zweite Behälter zum Aufheizen der in dem ersten Behälter entgrateten Formteile und die Aufnahmeeinheit zum Bestücken der zumindest einen Formteilaufnahmeeinrichtung mit und Entnehmen der entgrateten und wieder aufgeheizten Formteile aus dieser vorgesehen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Formteil
- 3
- Formteilaufnahmeeinrichtung
- 4
- Strahlmittel
- 7
- Hochachse
- 10
- erster Behälter
- 11
- zweiter Behälter
- 12
- Aufnahmeeinheit
- 13
- Deckelelement
- 14
- Deckelelement
- 15
- Deckelelement
- 16
- doppelwandiger Mantel bei 10
- 17
- zentrale Halte- und Verfahreinheit
- 18
- Halteeinrichtung
- 19
- doppelwandiger Mantel bei 11
- 20
- abzutrennendes Element/Grat/Noppe
- 30
- zentrale Welle
- 31
- Lagerteller
- 32
- Aufnahmelager
- 33
- Welle
- 34
- Formteilaufnahme
- 35
- Halteelement
- 36
- Kettenrad
- 37
- Kette
- 38
- Bolzen
- 100
- obere Öffnung
- 101
- obere Öffnung
- 102
- obere Öffnung
- 110
- Schleusenabschnitt
- 111
- Verschlusseinrichtung
- 112
- Behandlungskammer
- 113
- Schleuderrad
- 114
- Lamelle
- 115
- unterer Bereich
- 116
- Absaugeinrichtung
- 117
- Schlitz
- 118
- Abführkanal
- 119
- Strahlmittelsammeleinheit
- 120
- horizontale Transportschnecke
- 121
- vertikale Transportschnecke
- 122
- Strahlmittelvorratsbehälter
- 123
- Kanal
- 124
- Erwärmungseinheit
- 125
- Raum zum Unterkühlen von Kältemittel
- 128
- Abführkanal
- 167
- Getriebe
- 168
- Getriebe
- 169
- Getriebe
- 170
- zentrale Spindel
- 171
- Führungswelle
- 172
- Führungswelle
- 173
- Führungswelle
- 174
- Antriebsmotor
- 175
- Drehlagerteil
- 176
- Antriebsmotor
- 177
- oberer Abschnitt
- 178
- Ständerteil
- 179
- Schleifring
- 180
- Arm
- 181
- Arm
- 182
- Arm
- 186
- Lagerung
- 187
- Antriebsmotor
- 188
- Antriebsmotor
- 189
- Antriebsmotor
- 183
- Buchse
- 184
- Buchse
- 185
- Buchse
- P1
- Pfeil (Drehung um Hochachse 7)
- P2
- Pfeil in 110 hinein
- P3
- gestrichelter Pfeil
- P4
- Pfeil (Absaugen Schwebeteilchen)
- P5
- Pfeil von 112 nach 119
- P6
- Pfeil (Transportschnecke 120)
- P7
- Pfeil (Transportschnecke 121)
- P8
- Pfeil (Kanal 123)
- P9
- Pfeil in 11 hinein
- P10
- Pfeil in 12 hinein
- P11
- Pfeil (Drehung der Wellen 33)
- P12
- Pfeil (Drehung der Welle 30)
- P13
- Pfeil (Heißluft)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 8810621 U1 [0002]
- DE 3426286 C1 [0002]
- DE 102005040420 A1 [0002]
- DE 102005014684 A1 [0002]
- DE 19719178 C2 [0003, 0007]
