DE2319146A1

DE2319146A1 - Vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken

Info

Publication number: DE2319146A1
Application number: DE2319146A
Authority: DE
Inventors: Hisamine Kobayashi
Original assignee: Tipton Manufacturing Corp
Current assignee: Tipton Manufacturing Corp
Priority date: 1972-04-17
Filing date: 1973-04-16
Publication date: 1973-10-25
Also published as: FR2199675A5; US3897658A; DE2319146C3; DE2319146B2; GB1401386A; JPS49897A; CH579966A5; JPS5414795B2

Description

Shikishima Tipton Manufacturing Company Ltd, Hagoya, Japan

Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einer Vibrationsrinne zum Bearbeiten von V/er ks tue ken mit Abriebmitteln. Bei Vorrichtungen dieser Irt wird die aus Werkstücken und Abriebmitteln gebildete Masse in der Vibrationsrinne auf einer schrauben!inienförmigen Bahn transportiert und am Ende der Vibrationsrinne wieder in die Bestandteile getrennte Die Vibrationsrinne kann geneigt oder horizontal angeordnet sein.

Es ist bekannt, oben offene Vibrationsrinnen zu verwenden, um die visuelle Überwachung der strömenden Masse zu erleichtern» Hierdurch ergeben sich jedoch die Nachteile, daß das Volumen der zu bearbeitenden Masse begrenzt ist, daß sich bei starker Vibration Beschädigungen der Werkstücke aufgrund von Schlagen ergeben und daß der Trennungswirkungsgrad aufgrund von Rückströmungen der Masse relativ klein ist«

Andere bekannte Vorrichtungen enthalten zur Bearbeitung der Viferkstücke eine rotierende Trommel, eine Mühle oder irgendein anderes Bearbeitungsgefäß, das beim Betrieb verschlossen ist» Das Verschließen dieser Gefäße dient jedoch bei diesen Vorrichtungen nur dem Zweck, die Vorrichtung funktionsfähig zu machen, d_oh_o ■ ein Herausschleudern der Masse bei der Vibration oder das Wegspritzen des verwendeten Compoundwassers zu vermeiden. Mit anderen Worten ist das Verschließen der Behälter eine reine Schutzmaßnahme, die ohne Einfluß auf den Bearbeitungsvorgang selbst ist,

309843/0511

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die sowohl hinsichtlich des Bearbeitungsvorgangs als auch hinsichtlich des Trennvorgangs einen hohen Wirkungsgrad aufweist„

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsrinne als kreisförmiges Vibrationsrohr ausgebildet ist, das eine beim Betrieb verschließbare Einfüllöffnung aufweist, . und daß das Vibrationsrohr in einem mittleren Abschnitt die relativ größte Querschnittsflache und zu den beiden Enden hin zwecks starker Verdichtung der bei der Vibration durch das Vibrationsrohr strömenden, aus ?/erkstücken und Abriebmitteln bestehenden Masse eine stetig kleiner werdende Querschnittsfläche aufweist. Am Boden des einen Endes des Vibrationsrohrs ist vorzugsweise ein Damm vorgesehen, über dem sich die kleinste Querschnittsfläche des Vibrationsrohrs befindet.

Aufgrund der Querschnittsverkleinerung des Vibrationsrohrs werden die Werkstücke und die Abriebmittel einem hohen Druck ausgesetzt und daher verdichtet. Dies hat zur Folge, .daß die Wechselwirkung zwischen Werkstücken und Abriebmitteln, der Trennungswirkungsgrad der Vorrichtung und die Oberflächenglatte der bearbeiteten Werkstücke wesentlich erhöht werden« Außerdem kann aufgrund der geschlossenen Bauweise des Vibrationsrohrs eine größere Menge, d.h_o im wesentlichen die doppelte Menge an Werkstücken bearbeitet werden«Schließlich werden Beschädigungen der Werkstücke aufgrund von Schlagen vermiedene

Aufgrund der nahezu doppelten Bearbeitungsmenge und der etwa nur halb so großen Oberflächenrauhigkeit der bearbeiteten Werkstücke -wird der Wirkungsgrad beim Polieren im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen vervierfacht. Auch beim Mahlen wird der Wirkungsgrad wesentlich erhöht, weil z„B. die Abweichungen der beim Mahlen erhaltenen Korngrößen relativ klein sind«, Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbare -

309843/0511

2319H6

Wirkungsgrad kann mit bekannten Vorrichtungen zum Bearbeiten von Metallen oder Erzen nicht erreicht werden, weil bei den bekannten Vorrichtungen der Wirkungsgrad beim Polieren, Mahlen oder Mischen nur durch Verzicht auf hohe Qualität hinsichtlich der Oberflächenrauhigkeit erzielt werden kann» Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dagegen sowohl der Wirkungsgrad erhöht als auch die Oberflächenrauhigkeit verringert»

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Masse durch die Einfiillöffnung in das Vibrationsrohr gegeben, so daß sie bei der nachfolgenden Vibration auf einer schraubenlinienf örmigen Bahn weitertransportiert wird. Während des Bearbeitungsvorgangs wird die Masse dann den Damm hinauftransportiert,, während sie nach Abschluß der Bearbeitung über den Damm zu einem Sieb geleitet wird, indem eine über dem Damm angeordnete Klappe entsprechend verschwenkt wird» Durch das Sieb wird die Masse wieder in Werkstücke und Abriebmittel getrennt, so daß die aufgrund der Schwerkraft durch das Sieb tretenden Abriebmittel der Vorrichtung im Kreislauf wieder zugeführt werden können»

Im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen, die eine oben offene Vibrationsrinne aufweisen, in welcher die Masse einer gleichförmigen Vibration unterworfen wird, wird daher bei Verwendung des erfindungsgemäßen Vibrationsrohrs, das seine größte Querschnittsfläche vor dem Damm und seine kleinste Querschnittsfläche oberhalb des Damms besitzt, der Vorteil erzielt, daß die aufgrund der Vibration in Richtung der kleinsten Querschnittsfläche strömende Masse durch die Wandung des Vibrationsrohrs stark verdichtet bzw. einem starken Druck ausgesetzt wirde

Unter der Annahme, daß die größte Querschnittsflache den Wert E besitzt und die kleinere Querschnifctsflache hinter der Trenneinrichtung durch-den Wert F gegeben ist, sollte F vorzugsweise kleiner als E, aber größer als 0,8»E sein, wobei ein Wert für F von 0,9^eE optimal ist_o Wird die kleinste

309843/0511

— Zj. _

Querschnittsflache mit G bezeichnet, dann sollte für G die Ungleichung 0,9«E> G>G,5°E gelten, wobei der Bereich zwischen 0,8°E und 0,6°E optimal ist. Durch Wahl bestimmter .T/erte für die genannten Querschnittsflächen'läßt sich daher der Bearbeitungswirkungsgrad noch wesentlich steigern,.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet₀

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen erläutert« Es zeigen: .

Figo 1 die Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung; ^v

Figo 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Figo 1; Figo 3 einen Teilschnitt längs der Linie A-A der Figo 2;

Fig_e 4 ist die Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung»

Figo 5 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig„ 4-; Figo 6 ist ein Schnitt längs der Linie B-B der Fig. 1; Fig. 7 und 8 sind Vorderansichten bekannter Vorrichtungen»

Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen der Vorrichtung ist ein Damm 12,12a vorgesehen, mit dem ein kreisförmiges Vibrationsrohr 1 in Abschnitte unterteilt wird, von denen einer die radial größte Querschnittsfläche und ein anderer die radial kleinste Querschnittsfläche aufweist, so daß die im Vibrationsrohr bewegten Massen aufgrund der Vibration einem.hohen Druck ausgesetzt und die Werkstücke mit verbessertem Wirkungsgrad poliert· oder gemahlen werden können,,

309843/05 1 1

Gemäß Figo 1 und 2 enthält" das kreisförmige Vibrationsrohr, das geneigt angeordnet'ist, ein oberes Ende 1, einen abfallenden Abschnitt 1a, einen ansteigenden Abschnitt /Ib und einen Trennabschnitt 1c In S¹Lg. 4 und 5 ist dagegen ein kreisförmiges Vibrationsrohr dargestellt, das im wesentlichen horizontal angeordnet ist und einen ansteigenden Abschnitt 21 b und einen Trennabschnitt 21c enthält.

Die Figo 7 und 8 zeigen bekannte Vorrichtungen, die eine oben offene Vibrationsrinne aufweisen, die bei der Vorrichtung nach Figo 7 einen unteren Abschnitt 41, einen ansteigenden Abschnitt 41a, einen oberhalb des Damms angeordneten Abschnitt 41b und einen Trennabschnitt 41c aufweist und ansteigend angeordnet ist, bei der Vorrichtung nach Fig» 8 dagegen einen ansteigenden Abschnitt 51b und einen Trennabschnitt 51c enthält und im wesentlichen horizontal angeordnet ist.

Zur Vereinfachung der Darstellung sind im übrigen für dieselben Teile aller Ausführungsbeispiele dieselben Bezugszeichen verwendet, auf die im folgenden Bezug genommen wird„

Das kreisförmige Vibrationsrohr ist-mittels einer Schiene $ starr an einem Flansch 2 befestigt und mittels einer Vielzahl von Schraubenfedern 5 auf einer Tragplatte 4 abgestützt, wobei die Schraubenfedern 5 in. einem Gehäuse 6 untergebracht sindo An einem Flansch 8 ist innerhalb eines Gehäuses 7 ein vertikal angeordneter Elektromotor 9 befestigt. Beim Einschalten dieses Elektromotors 9 werden Gewichte 10, die fest auf seiner Welle befestigt sind, in Umdrehungen versetzt, wodurch das Vibrationsrohr und die in ihm befindliche Masse einer Vibration unterworfen werden.

Für den abfallenden Abschnitt des Vibrationsrohrs gemäß Fig» 1 und 2 und für den ansteigenden Abschnitt des Vibrationsrohrs gemäß Fig. 7 ist ein übereinander gelegter Abschnitt 11 vorgesehen, auf dem starr ein Damm 12,12a befestigt isto Dieser Damm, der auch bei den horizontal ange-

3098 43/0511

ordneten Vibrationsrohren gemäß Fig» 4- und 5 bzw, 8 vorgesehen ist, besteht vorzugsweise aus einem Y/inkel mit einem ansteigenden Teil 12 und einem abfallenden Teil 12a„ Alternativ könnte auch ein Damm vorgesehen sein, der aus einer vertikal- angeordneten Platte besteht oder nur denjenigen ansteigenden Teil 12 des Winkels enthält, der in der Strömungsrichtung de)?. Masse liegt« '.

Mit 13 ist eine bewegbare Klappe bezeichnet, die derart angeordnet ist, daß sie den Weitertransport der Masse nicht behindert, wenn sie die in Figo 1 dargestellte Stellung einnimmto Wird sie dagegen um ihre Achse 14 in die gestrichelte Stellung 13a geschwenkt, dann wird die Masse zwecks Trennung auf ein Sieb 15 geleitet,,

Eine Einfüllöffnung 16 für die Masse ist mit einem Deckel 16a versehen, der einen Griff 16b aufweist. Beim Betrieb ist die Einfüllöffnung durch den Deckel 16a verschlossene Sie ist außerdem gemäß Fig» 1 in der Nähe desjenigen Abschnitts des Vibrationsrohrs angeordnet, an dem die Masse nach Durchgang durch den Trennabschnitt wieder in den Bearbeitungsabschnitt eintritt„

Die Masse wird nach ihrem Eintritt durch die Einfüllöffnung 16 in das Vibrationsrohr einer Vibration unterworfen, so daß sie sich'auf einer schraubenlinienförmigen Bahn in Richtung eines Pfeils'17b bewegt und, wie durch Pfeile 17,17c angedeutet ist, innerhalb des Vibrationsrohrs rotiert biaw_e umgewälzt wird. Anschließend wird die Masse entsprechend einem Pfeil 18 den Damm hinauftransportiert und entsprechend einem Pfeil 19 über diesen hinweggeleitet, um das Bearbeitungsverfahren zu wiederholen»

Nach Abschluß aller Bearbeitungsschritte wird die Klappe 13 in-die gestrichelt dargestellte Stellung 13a geschwenkt (Fig. 1 und 3)· Hierdurch wird die Masse auf das Sieb 15

309843/051 1

geleitet, von dem sie in Werkstücke und Abriebmittel getrennt wirdo Die Abriebmittel werden vom Sieb hlndurchgelassen und erneut in das Vibrationsbearbeitungsrohr eingeführt, während die bearbeiteten Werkstücke in Richtung eines Pfeils 20 automatisch abtransportiert werden,,

Bei den oben offenen Vibrationsrinnen gemäß Figo 7 und 8 wird eine Einfüllöffnung für die Masse nicht benötigt» Im übrigen sind den Vibrationsrinnen jedoch, wie sich an den Bezugszeichen erkennen läßt, dieselben Einrichtungen wie den Vibrationsrohren der Ausführungsformen nach Figo 1 bis 5 zugeordnet.

Unabhängig von der speziellen Form des Damms besteht ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, daß das Verhältnis der Querschnittsflachen an bestimmten Stellen des Vibrationsrohrs in einem bestimmten Größenbereich liegt„ Erfindungsgemäß enthält das Vibrationsrohr nämlich einen vor dem Damm liegenden Abschnitt mit der größten Querschnittsfläche und einen oberhalb des Damms liegenden Abschnitt mit der kleinsten Querschnittsfläche, was bei der Vibration eine starke Verdichtung der Masse zur Folge hat. Hierdurch wird einerseits ein glatter, gleichförmiger Transport der Masse im Vibrationsrohr sichergestellt und andererseits^ eine Verringerung der Vibrationsamplitude ermöglicht,,

Bei den bekannten Vorrichtungen, die eine Vibrationsrinne aufweisen, wird die Masse lediglich einer gleichförmigen Vibration unterworfen. Beim erfindungsgemäßen geschlossenen Vibrationsrohr dagegen nimmt die Querschnittsflache von einer vor dem Damm liegenden Stelle her zu den beiden Enden hin zunehmend ab, wobei der unmittelbar vor dem Damm befindliche Abschnitt die größte Querschnittsfläche, der oberhalb des Damms liegende Abschnitt die kleinste Querschnittsfläche und der den Trennabschnitt und den vor dem Damm liegenden Abschnitt verbindende Abschnitt eine mittlere Querschnittsfläche

30 984 37 051 1

aufweist, so daß die der Masse aufgezwungene Vibration auch eine starke Druckkraft auf die Masse ausübt und zum Weiter- transport der Masse in einem stark verdichteten Zustand . führt, .

Die genannten Abschnitte des Vibrationsrohrs weisen,:, wie in Fig. 2 genau dargestellt ist, dieselbe Breite E¹, E" bzw. G¹ aufo Der vor dem Damm liegende Abschnitt besitzt dagegen die größte Tiefe E (Fig. 1), während der hinter dem Trennabschnitt liegende Abschnitt eine Tiefe F haben sollte, die kleiner als B und größer als 0,8°E ist, wobei der-optimale Vvert bei 0,9⁰B liegt ο Die Tiefe G des über dem Damm liegenden Abschnitts ist vorzugsweise kleiner als 0,9⁰S und größer als O,5*E₅ wobei der optimale Wert im Bereich zwischen 0,8°E und 0,6°E liegt, so -'daß-E'- F> G und infolgedessen EE'>FI" ^GG' gilt_e

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art beträgt die Amplitude der Vibrat ionsrinne in Abhängigkeit von der Bauart zwischen 8 und 3-nmio Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher die kleinste radiale Querschnittsfläche den Strom der Masse behindert, ist die Vibrationsamplitude in Abhängigkeit von dieser ursprünglichen Amplitude um etwa 1 bis 3 mm kleiner» Mit anderen Worten beträgt die verkleinerte Vibra-^: tionsamplitude bei Anwendung des erfindungsgemäßen Vibrationsrohrs 6 mm, wenn sie bei Anwendung einer üblichen Vorrichtung 8 im beträgt, bzw«, 2 mm, wenn sie normalerweise 3 mm betragen würdeο . ·

Die Folgen der erfindungsgemäßen Vibrationsart bestehen in einer Verbesserung der bearbeiteten Oberflächen der Werkstücke, in einer Verdopplung des Wirkungsgrades beim Bearbeiten der Werkstücke und in einer Verringerung der Abweichungen der gemahlenen Korngrößen,, Dies entspricht einem viermal so großen Bearbeitungswirkungsgrad, wie sich den nachfolgenden Tabellen 1 bis A entnehmen läßt_o

30-984 3/0.5 1 1

Tabelle 1 (Polieren)

eingegangen QmJ

Ll

Typ	Inhalt	Frequenz Amplitude U ο ρ ο Mo [	Vorwärtswinkel	Il
1	1001	1730 5,5 mm	90°
2	11	Il Π	M
3	Il	ti Ii j ti
4	Il	It tt

	Probe	Scheibe	Stückzahl	Abrie	Füllung	Verbindung, Wasser
	Werkstück	30mm χ 8mm	5	ABS-3	bmittel	GCL 5Og/51 (Wasser)
1	Messing . Bisen ι rostfo Stahl	Il	Il	tt	,140 kg	Il
2	It	Il	It	ti		Il
3	Il	ti	Il	Il		Il -
4	Il

Typ	Durchmesser	Tiefe	des	Vibrat i onsrohrs	G (mm)	G/B	Fa (mm)	Fa/B
	D d (mm)	E (mm)	F (mm)	F/B	240	1		mt — — '
1	920 460	240	240	1	250	0,68	390	1,05
2	tt H	370	300	0,81	140	0,61	_—	___
3 .	Il Il	230	207	0,90	180	0,78
4	Il f!	250	200	0,80

3098A3/05 11

ο*

Bemerkungen K^MSi^iiiHiiiiis-oaa ^üuqk «τ— ■ ■ ■*,

1) Da der Innendu.rchmess.e-r D des Außenumfan.gs und der äußere Durchmesser d des Innenumfangs bei allen Typen ' der Vorrichtungen nahezu gleich sind (Fig. 7,8), bebragen die Breiten B¹, F' und G' der Vibrationsrohre'bzw. -rinnen nahezu übereinstimmend 230 mm. Das Verhältnis des vertikalen Abschnitts in Richtung des Radius des Rohrs ist mit Ausnahme des Trennabschnitts etwa proportional den Tiefen E, F und G des Innenraums des Vibrat ionsrohrs „

2) Fa bezeichnet eine Ausnahme für den Typ 2 (Figo 8), bei welchem die Tiefe innerhalb des Vibrationsrohrs größer als B und F ist. . -

3) "Der Typ 3, bei dem es sich um eine erfindungsgemäße Vorrichtung handelt, ist hinsichtlich seines Bearbeitungswirkungsgrades, wie sich der folgenden Tabelle 2 entnehmen läßt, überlegene '

4) Unter "Vorwärtswinkel" wird der Vo:trauswinke 1 verstan den, den das kleinere exzentrische Gewicht im Vergleich zum höheren Gewicht auf der Motorwelle einnimmt.

5) AES-3 ist ein kugeliges, Aluminiumoxid enthaltendes Abriebmittel mit einer Korngröße von 3 Mesh, Mit "Verbindung" sind chemische Stoffe bezeichnet, welche den Wirkungsgrad der Bearbeitung im -Vibrationsrohr erhöhen.

Besrbeit	ung s-	d	tr	W	ro	σ	V	^R	CD*
wirkungsgra	I'iaterial-	P-	0	0		-F^		CD CD
	entfernung	CT				*		H-
	CT						To
hi C	C (-■
a: σ'					¹
^ ο
tr hi							->·
e—· t-s	O			VT			CD
b O	CD	νπ	Vn				CD
	vQP	vn	■s3	*"σ>**
et CD	VP-	"co	To
fcS	*"te*
I	"^.
	σ	I	I				02
	fön			ro			Ct
	q»	ro	ro	cn			13
-Λ	ro
	σ.
		ro	vn
	σ
				I
		!	(
	-Λ
	Vn
		vn	vn
O	vn
\D		O	σ.
P

	-F?


O

Bearbeitungs-"wirlcangsgrad

er

CD

H- H₃

cd
Ci-

ca:
ο

CD

CO

Materialentfernung

H- Wl ΓΟ

et ο ο

CT

CD
H

vn vn vn vn

-O VD Vn -0

iA O »* *■»

Vn ΓΟ -O Vn

ro
O

ι :

ro ro ro ro -o co co vn

v» c

\i

oo

1 I

_i _Λ _ii -^

Vn vn σι vn 00 vD C φ

Vn Wl

I i

Bearbeitungs	O	Haterial-	wi	ro -^	in	xi
wirkung s jr ad	er	entfernung	O	0 0	Ti
	CD					ro
	h^	p:
H	Hj	Ct
PJ	I—'	Ct			c··.
P	p:	CD
	O	J I
H-	ien-		ro	ro ro		cd"
σα				-o co	13	CD
ST						CQ
CD		ro	O	ro vn		H-
Ct		CO				IQ

	Vn	ro	I:	I I

	Ip					t?J
				_^ _^		H-
		O	-F=-	-F=- -^		CO
		Wl				CD
		_Λ	cn	vd ro

	ro	*·?**
	O	σ	I	I I
			I			CQ
	TP		-Λ			Ct 33
		-Λ	O	-^ °
		ο	ro	*<1 Vn
		_i	I	I I
		O
	P	*CQ
		-Λ
	O
	Wl

Bearbeitungs- v/irkungsgrad	Material entfernung	"SR	d
	η- Wi ro -a Ct ο · ο CT CD
Oberfli rauhigi
CD O		Me s s in
et G 13	i^} ro ro ro -o co σ -ο v4 s« s# 4 Vn ^> \D Vn*
ro	100	H-
Λ	-Λ -Λ _i -Λ -(^ wi Vn wi	ro CD
	-{^ vn -n3 vO
-Λ	100	co Ct
	O vO -a o
	wi ro co c
	100
vn

II h3

Il ρ

H er

Il CD

Il H¹

Si Η-

SI CD I!

Ii ro

Il

ti

. Il ^->x

Il <j

H CD

Il hi

Il CD

·. η ρ

II O

Il &

Il CD

Il H

η era

Il CD

H er

Il ti

Il H-

n co

Ii ca

Il CD

Il ^s

43/0S1

Tabelle 3 (Mahlen)

Typ	Art	Probe	Menge	Mittel	Wasser
1	Calciniertes Bauxiterz, abgebaut in Guinea	Form	JOl		51
3	Il	mas s LV 10 000 bis 100 u	Il	Aluminiumoxid- kugeln, 0 30mm, 601	Il
	Il	ti

Tabelle 4 (Versuchsergebnisse)

= as r> = = S= ss xex: = ss J= 3Z = = sr = =: = β = = = s rs = .sr = s ss.=

	Typ	1	6Ou	30 1	3	1Ou	30 1
	Probe	Bauxit	/	47 %	Bauxit	als	*cn o/* *Of /O*
I co ti Cj ή hO ·> rn	Kornver-	5μ t>is	als		2u bis
H W)	teilung	größer					*Λ Ο O/* I £_ /O
		.6Qn			größer
			6Ou

Bemerkungen _ '

1) Beim Typ 1 handelt es sich um eine bekannte Bearbeitungsvorrichtung mit einer nach oben geneigten, oben offenen, kreisförmigen Vibrationsrinne mit einer Stufe, Modell CCii-100 gemäßFig, 7. Der Typ 2 "betrifft eine bekannte Bearbeitungsvorrichtung mit einer oben offenen, horizontal angeordneten Vibrationsrinne, Modell CL-100 gemäß Figo 8„ Der Typ 3 enthält ein erfindungsgemäßes, nach unten geneigtes Vibrationsrohr, Modell CSS-100 gemäß Fig. 1 bis 3» Der Typ 4- schließlich betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem erfindungsgeinäßen, horizontal angeordneten Vibrationsrohr, Modell CRS-10Ö gemäß Fig„ 4 und 5« Die Modellbezeichnungen beziehen sich auf Vorrichtungen, die von der Anmelderin hergestellt werden«,

309843/051 1

2319H6

2) Die Versuchsgergebnisse der Tabellen beruhen auf Versuchen der Anmelderinο "

3) Die Versuchsdauer betrug bei ,jedem Poliervorgang 30 Minuten und bei jedem Mahl Vorgang 4-8 Stunden,,

Aus den obigen Tabellen ergibt sich, daß der Bearbeitungswirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtungen wesentlich größer als der Bearbeitungswirkungsgrad der bekannten Vorrichtungen ist» Dies ist daran zu erkennen, daß die Innendurchmesser D des Außenumfangs und die Außendurchmesser d des Innenumfangs der Vibrationsrinnen bzw. -rohre bei allen Vorrichtungsarten von derselben Größe sind, daß ferner die i-nneren gekrümmten Böden E gleichförmig sind und daß die Radialschnitte dieselbe Breite E¹, F¹ und G¹, dagegen eine -unterschiedliche Tiefe B, F und G besitzen,,

Bei den erfindungsgemäßeη Typen 3 und 4 gelten für die Größen F und G, wenn der Größe S der ¥/ert 1 gegeben wird, die Ungleichungen 1>F>0,8 H bzw„ 0,9>-G^>0,5 H, d.h, E>F>-G. Infolgedessen wird die "Masse, die vor dem Abschnitt, mit der größten Querschnittsflache zugegeben wird, auf ihrem Weg vom Abschnitt mit der Tiefe F zum Abschnitt mit der Tiefe G über den Damm geleitet, über dem sich der .Abschnitt mit der kleinsten Querschnittsfläche befindet,

Beiia bekannten Typ 1 sind dagegen die Größen E, F und G gleich groß, während beim bekannten Typ 2 die Größen Fa, E, F und G unterschiedliche Werte entsprechend Fa;>E>F>'G besitzen, so daß die Größe E nicht der größten Querschnittsfläche der Vibrationsrinne entspricht, woraus der wesentliche Unterschied zu den erfindungsgemäßen Vorrichtungsarten resultierte Abgesehen davon sind die Konstruktion und die Funktion der bekannten Vorrichtungen auch nicht dazu geeignet, die transportierte Masse während des Bearbeitungs- oder Trennvorgangs zu verdichten. Hinzu kommt, daß die Innenwände am Innen- und üußenumfang der Vibrationsrinnen dieser Vorrichtungen erhöht werden müssen, um beim Trennvorgang ein Über-

3 09843/0511

laufen der transportierten Masse bei ihrem Hinaufgleiten auf den ortsfesten, mit der verschwenkbaren Klappe versehenen Damm zu verhindern. Hierbei tritt außerdem ein Rückfluß der Masse ein, was zu einem wesentlich schlechteren Trennungswirkungsgrad und häufig zu Beschädigungen durch Schlagwirkung führt« ... .

Im Gegensatz dazu kann die Masse dadurch, daß erfindungsgemäß die beiden Abschnitte eines Vibrationsrohrs vor und oberhalb des Damms unterschiedliche Querschnittsflächen entsprechend E>-!F;^G aufweisen, wobei die Verhältnisse zwischen E, F und G in geeigneter \7eise gewählt sind, während der Vibration bzw. während der Bearbeitung einem hohen Druck ausgesetzt werden,, Außerdem werden die Werkstücke bei -den erfindungsgemäßen Vorrichtungen gegen Beschädigungen geschützt, die aufgrund ihrer Schlagwirkung auftreten könnten» Schließlich ist die Lärmentwicklung beim Betrieb minimal, weil das Vibrationsrohr verschlossen ist»

Es wurden mit allen vier Typen unter etwa gleichen Bearbeitungsbedingungen Versuche durchgeführt, wobei drei Proben aus Messing, Eisen und rostfreiem Stahl eingesetzt wurden. Anschließend wurden Vergleiche bezüglich des Gewichtes der zu bearbeitenden Werkstücke und der Glätte ihrer Oberflächen nach der Bearbeitung vorgenommen, und zwar auf der Grundlage der Möglichkeiten der bekannten Typen 1. und 2. Hierbei ergab sich, daß das Gewicht bei den erfindungsgemäßen Typen 3 und 4 Werte von 209 bis 153 % im Vergleich zu den bekannten Typen erreichte, wohingegen die Oberflächenrauhigkeit 1,5 bis 0,7 i<i im Vergleich zu 2,5 bis 1 ,5 u betrug. Der Typ 3 führt zu den besten Ergebnissen, da das Gewicht zwischen 209 und 153 % und die Oberflächenrauhigkeit zwischen 1,3 und 0,7 μ liegt.

3098 43/051 1

Die Tabelle 4 zeigt außerdem den erheblichen Unterschied des MahlWirkungsgrades bei den Typen 1 und 3» Bei Mahlversuchen mit Bauxiterz, das in Guinea abgebaut wurde, betrug die Mahldauer 48 Stunden und es"ergaben sich Abweichungen von 10 a bis 2 u. für 67 % bzw, von 60 /U bis 10 ii für 21 % der Gesamtmenge, wohingegen bei Verwendung des Typs 1 die Abweichungen lediglich in einem Bereich von 60 u. bis 10 u. für 47 % liegen*

Um die genannten Wirkungsgrade beim Polieren oder Mahlen oder für irgendeine im Vibrationsrohr verbleibende Masse am besten nutzbar zu machen, wird innerhalb des Vibrationsrohrs vorzugsweise eine Platte H (Fig. 3,6) angeordnet, die den Rückstrom der Masse verhindert„ V/enn die Masse nämlich den ansteigenden Teil 12 des Damms hinaufströmt, dann könnte ihr oberer Teil P, der auf der inneren peripheren Seite des Vibrationsrohrs bewegt wird, zurückströmen,, Da das Volumen der Masse bei weiterer Trennung immer kleiner wird, ist die verbleibende Masse außerdem stärker derartigen Rückströmungen ausgesetzt»

Das Verhältnis, in dem ein gegebenes Volumen der Werkstücke mit Abriebmittel gemischt wird, beträgt gewöhnlich 1:3 oder 1:2o Wenn die Werkstücke in diesem Verhältnis mit den Abriebmitteln vermischt sind, dann lassen sich die Bearbeitungsund Trennarbeiten mit den erfindungsgemäßen Vojrichtungen leicht durchführen» Bei Verwendung der oben erwähnten Platte H zur Vermeidung von Rückströmen ist es möglich, das Verhältnis V«erkstücke/Abriebmittel auf 2:1 oder 1:1 zu verbessern» Dies bedeutet eine nahezu 50 %ige Verbesserung bei der Bearbeitung und Trennung, ü_oh«, die zum Trennen erforderliche Zeit kann erheblich reduziert werden=

Bei Verwendung der Platte H gemäß Pig» 3 und 6 wird die Masse M durch ihren oberen Teil M¹ außerdem gezwungen, im unteren

3098 43/0511

Strom der Platte H zu bleiben (Seite G- der Fig. 3), wodurch die Masse den Raum zwischen B und G ausfüllt, bis ihr oberer Teil M¹ zu einem Niveau N¹ im oberen Strom (Seite F der ' Fig. 5) der Platte H herabströmt, wodurch'die Masse wirk*- sam in Werkstücke und Abriebmittel getrennt werden kann. Bei dieser Verfahrensstufe werden allein die Werkstücke aus dem Vibrationsrohr herausgeführt.,

Das Volumen Έ der Masse, das nach Abschluß des Trennvor-gangs im oberen Strom und unteren Strom der Platte H verbleibt, ist M/2 äquivalente Hieraus folgt, daß das maximale Trennvolumen der bekannten Vorrichtjungen von M/5 um nahezu 50 % übertroffen wirda

Größe, Form und Befestigungsstelle der Platte H werden der«· art gewählt, daß sie im Raum zwischen E und G- naher an der Stelle E liegt, von der oberen "Ümfangswand des Vibrationsrohrs radial nach unten ragt (vgl» insbesondere flg. 3) und eine Breite von etwa K/4- sowie" eine Höhe von K besitzt, wobei K die Breite des Vibrationsrohrs ist, während ihr unteres Ende in einem Winkel θ von ungefähr 60° geneigt ist, wobei θ durch den Schnitt einer durch das Zentrum 0 eines Kreises K verlaufenden Linie und einer Senkrechten U (Figo 6) entsteht,. Die Platte H sollte außerdem derart beschaffen sein, daß der größere Teil des.gekrümmten Bodens des Vibrationsrohrs nicht verschlossen, sondern offen ist, damit die Masse nach oben zum unteren Ström der Platte· H gedrückt und verhindert wird, daß sie. vom unteren Strom zum oberen Strom zurückströmte

Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die ein nach unten geneigtes kreisförmiges Vibrationsrohr mit einer beim Betrieb verschlossenen Öffnung am oberen Ende enthalten, ist das Sieb 15 am oberen Ende des oberen Abschnitts vorgesehen (Figo 1 und 3), Der Abstand zwischen dem Sieb 15. und dem Boden des Vibrationsrohrs ist kleiner als die Breite des

309843/0511

2319H6

Vibrationsrohrs und daher im wesentlichen gleich dem halben Abstand zwischen dem Sieb 15 (Figo 7 und 8) und dem Boden der Vibrationsrinnen bei den bekannten Vorrichtungen,, Hierdurch werden Beschädigungen der Werkstücke vermieden, die durch Schlagwirkung entstehen können, so daß sich ein hoher Bearbeitungswirkungsgrad auch für Werkstücke aus Weichmetallen wie Zinkspritzgußteile oder Aluminiumbronzeteile ergibto

309843/0511

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung mit einer Vibrationsrinne zum Bearbeiten von Werkstücken mit Abriebmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsrinne als kreisförmiges Vibrationsrohr (l) ausgebildet ist, das eine beim Betrieb verschließbare Einfüllöffnung (16) aufweist, und daß das Vibrationsrohr (l) in einem mittleren Abschnitt, die relativ größte Querschnittsfläche(EE¹) und zu den beiden Enden hin zwecks starker Verdichtung der bei der Vibration durch das Vibrationsrohr strömenden, aus Werkstücken und Abriebmitteln bestehenden Masse eine stetig kleiner werdende Querschnittsfläche , GG¹) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des einen Endes des Vibrationsrohrs (l) ein Damm (12, 12a) vorgesehen ist, über dem sieh die kleinste Querschnittsfläche des Vibrationsrohrs befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vibrationsrohr (l) geneigt oder horizontal angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am einen Ende des Vibrationsrohrs (χ) eine Trenneinrichtung (15) für die Masse vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Rückströmen der Masse vor dem Damm (12,12a) eine vertikal, angeordnete Platte (H) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Abschnitt des Vibrationsrohrs (l), der .die größte Querschnittsfläche (EE') aufweist, vor dem Damm (I2,12a) angeordnet ist.

3098 A3/051 1
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 6, dadurch gekennzeichnet, daü die übrigen Abschnitte des Vibrationsrohrs, ausgenommen der Trennabschnitt, dieselbe Breite (P',G·'), gedoch eine kleinere !Tiefe (P_?G) besitzen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für E=I die Ungleichungen 1> P>0,8 und 0,9> G>0,5 bzw. Ev

G- gelten (Pig. I und 4).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Damms (12,12a) eine verschwenkbare Klappe (13) vorgesehen ist, die in ihrer einen Schwenkstellung einen Durchgang für die Masse freigibt und in ihrer anderen Schwenkstellung die Masse zu einem im !rennabschnitt vorgesehenen Sieb (.15) leitet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Damm (12,12a) als Winkel ausgebildet ist und einen ansteigenden (12) und einen abfallenden (12a) Abschnitt, aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Sieb (15) enthaltende Trenneinrichtung im oberen Teil des nach unten geneigten Vibrationsrohrs derart angeordnet ist, daß der Abstand zwischen dem Sieb und dem Boden des oberen Teils kleiner als die Breite des Vibrationsrohrs, (l) ist. .
12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (H) eine Breite von K/4 und eine Höhe von K aufweist, wenn K die Breite des Vibrationsrohrs (l) ist.

309843/05 11

Lee rs eile