DE3604619A1 - Fliehkraftbearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftbearbeitungsmaschine für mechanische Bearbeitung, z. B. Schleifen, Polieren, Reinigen und Entgraten von Werkstücken mit einem Werkstückaufnahmebehälter, der einen im wesentlichen zylindrischen Mantel und einen zu diesem koaxial gelagerten rotierenden Boden in Form eines Tellers od. dgl. hat, welcher mit seinem Umfangsrand an den zylindrischen Mantel heranragt, wobei der Mantel auf einer Trageinrichtung lösbar befestigt ist.

Derartige Fliehkraftbearbeitungsmaschinen sind bereits bekannt (z.B. DE-OS 31 82 868). Bei diesen bekannten Maschinen tritt ein relativ starker Abrieb an der Innenfläche des zylindri­ schen Mantels, insbesondere in dessen unteren Bereich knapp oberhalb des rotierenden Bodens ein. Denn durch die Fliehkraftwirkung werden die im Werkstückaufnahmebehälter zu bearbeitenden Werkstücke und Bearbeitungskörper mit relativ hoher Energie gegen diese Innenfläche im unteren Mantelbereich geschleudert, worauf sie an dieser Innenfläche entlang im Behälter nach oben steigen, um dann in den zentralen Bereich des Behälters zurückzufallen oder von den nachströmenden Werkstücken und Bearbeitungskörpern zurückgeschoben zu werden. Durch diesen stellenweisen Abrieb wird jedoch der gesamte Behältermantel relativ rasch unbrauchbar und muß gegen einen neuen ausgewechselt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bei den eingangs genannten Maschinen gegebene relativ geringe Einsatzzeit des Behältermantels wesentlich zu erhöhen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Mantel des Werkstückaufnahmebehälters auch umgestürzt mit seinem oberen Rand auf der Trageinrichtung befestigbar ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, den Behälter­ mantel nach Abrieb seiner Innenfläche im unteren Bereich in umgestürzter Lage weiter zu verwenden, wodurch die Einsatzzeit des Behältermantels verdoppelt oder nahezu verdoppelt wird.

Um den Mantel in gestürzter Lage mit seinem nach unten gekehrten oberen Rand in gleicher Weise wie mit seinem unteren Rand auf der Trageinrichtung befestigen zu können, müssen am oberen Rand des Mantels die gleichen Befestigungseinrichtungen wie am unteren Mantelrand vorgesehen sein. Zweckmäßig ist der obere Rand insgesamt, also nicht nur in seinen Befestigungsmitteln sondern auch in seinen Aufstandflächen ebenso ausgebildet wie der untere Rand. Um den Abrieb der Innenfläche des Mantels weiter zu vermindern und damit dessen Einsatzdauer noch weiter zu erhöhen, ist zweckmäßig die Innenfläche des Mantels im Axialschnitt an die Innenfläche des Behälterbodens herangewölbt oder herangeknickt. Vorteilhaft ist jedoch die Innenfläche knicklos gewölbt und zwar so, daß sie sich im wesentlichen knicklos an die Innenfläche des Behälterbodens anschließt. Hierdurch wird ein Hängenbleiben von zu bearbeitenden Werkstücken und Behandlungskörpern an Knicken der Innenfläche mit der Folge eines vermehrten Abriebes der Innenfläche im Bereich solcher Knicke vermieden. Außerdem wird dadurch eine gleichmäßigere Bearbeitung sämtlicher gleichzeitig im Behälter zu bearbeitender Werkstücke gewährleistet.

Um ein möglichst gleichmäßiges und abriebfreies Zurückführen der an der Innenfläche des Mantels hochsteigenden Werkstücke und Bearbeitungskörper in den zentralen Bereich des Werkstückaufnahmebehälters zu ermöglichen, ist die Innenfläche des Mantels im Axialschnitt des Behälters nicht nur an die Innenfläche des Bodens herangewölbt, sondern im oberen Mantelbereich auch in gleicher Weise nach einwärts gewölbt oder geknickt. Dabei ist eine knicklose Wölbung in Richtung des oberen und unteren Randes des Behältermantels besonders zweckmäßig, wobei die gesamte Innenfläche des Behältermantels Kugelsegmentform haben kann.

Die Innenfläche des Mantels des Werkstückaufnahmebehälters kann ebenso wie die Innenfläche von dessen Boden aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise Polyurethan, gebildet sein. Um die Herstellung im Gießverfahren und den Formenbau hierfür zu vereinfachen, ist es zweckmäßig, daß der Mantel des Werkstückaufnahmebehälters in seiner sich senkrecht zur Mantelachse erstreckenden Mittelebene in zwei gleiche Teile getrennt ist, die miteinander, z.B. durch Schrauben od. dgl. verbunden sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Fliehkraftbearbeitungsmaschine ergeben sich aus den Patentansprüchen.

In der Zeichnung sind drei vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Maschine dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden:

Fig. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel im Axialschnitt durch den Werkstückaufnahmebehälter und seine Trag- und Antriebseinrichtung.

Fig. 2 veranschaulicht das zweite Ausführungsbeispiel in gleicher Darstellungsweise wie dasjenige gemäß Fig. 1.

Bei den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Werkstückaufnahmebehälter von einem oberen zylindrischen Mantel 1 und einem unteren zu diesem koaxial gelagerten rotierenden tellerförmigen Boden 2 gebildet, der mit seinem Umfangsrand an den unteren Rand des Mantels heranragt. Der zylindrische Mantel 1 ruht an seinem unteren Rand auf dem oberen Mantelrand eines darunter befindlichen Tragbehälters 3, der undrehbar auf einem Träger 4 od. dgl. Basis gelagert ist. Der Boden 2 des Werkstückaufnahmebehälters sitzt auf einer senkrechten Welle 5, welche drehbar in der Lagerung 6 des Tragbehälters 3 sitzt. Über die Drehwelle wird der Boden 2 durch ein Antriebsrad 7 in Drehung versetzt.

Der zylindrische Behältermantel 1 ist mit einer Innenauskleidung 8 aus Kunststoff versehen, an deren verdicktem unteren Rand der ebenfalls aus Kunststoff bestehende Behälterboden 2 unter Bildung eines engen Spaltes 9 heranragt, der sich in einem Winkel von etwa 60° zur Achse 10 des Behälters und der Welle 5 erstreckt, um beiderseits des Spaltes keine spitzen Kanten an der Innenauskleidung des Mantels und dem Rand des Bodens zu erhalten. Die damit gegebene relativ geringe Neigung des Spaltes 9 gegenüber der Horizontalen ist für die nachstehend erläuterte Einstellung der Spaltweite, die durch Vertikalbewegung des Mantels 1 des Werkstückaufnahmebehälters gegenüber dessen Boden 2 erfolgt, zweckmäßig.

Am unteren Rand des Mantels 1 des Werkstückaufnahmebehälters ist ein radial über die Außenfläche des Mantels hinausragen­ der Flansch 11 befestigt, der sich um den gesamten Behälterumfang herumerstreckt. Mit diesem Flansch 11 ruht der Mantel 1 des Bearbeitungsbehälters auf einem Gegenflansch 13 auf, der am oberen Mantelrand des Tragbehälters festgeschweißt ist, und zwar über einen zwischen den beiden Flanschen befindlichen Ring 12 aus federelastischem Material. Zur Befestigung des Mantels 8 auf den Tragbehälter 3 sind in den Flanschen Befestigungsschrauben 14 vorgesehen. Durch stärkeres oder schwächeres Anziehen der Befestigungsschrau­ ben 14 kann unter Zusammendrückung oder Aufweitung des Ringes 12 eine Einstellung der Weite des Spaltes 9 erfolgen. Diese Einstellmöglichkeit ist auch im Hinblick auf die in gewissen Toleranzen unvermeidlichen Fertigungs­ ungenauigkeiten an den beiden Rändern des Mantels 8 zweckmäßig. Da der Werkstückaufnahmebehälter zur Bearbeitung der in ihn einzugebenden Werkstücke in der Regel mit einer Behandlungsflüssigkeit gefüllt wird, kann der Ring 12 auch zur dabei notwendigen Abdichtung zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Flanschen 11 und 13 dienen.

Der Mantel 1 des Werkstückaufnahmebehälters ist in bezug auf seine sich senkrecht zur Achse 10 erstreckende Mittel­ ebene 16 symmetrisch ausgebildet und geformt. Seine Innenauskleidung 8 verdickt sich gleichermaßen zu seinem oberen Rand und zu seinem unteren Rand, wie auch der obere Rand mit Flansch 11 und Bohrungen für die Aufnahme von Schrauben 17 ausgebildet ist wie der untere Rand. Mittels der Schrauben 17 ist auf dem oberen Mantelrand ein Schutzring 18 befestigt, der beim Ein- und Ausbringen von Werkstücken, Bearbeitungskörpern u. dgl. in bzw. aus dem Werkstückaufnahmebehälter eine Beschädigung der oberen Kante der Innenauskleidung 8 verhindern soll.

Zur Vereinfachung der Herstellung des Mantels 1 des Werkstückaufnahmebehälters in der genannten symmetrischen Form ist dieser Mantel in seiner sich senkrecht zur Mantelachse 10 erstreckenden Mittelebene 16 in zwei gleiche Teile 18, 19 getrennt, die miteinander über radial abstehende Flansche 20, 21 durch Schrauben 22 aneinander befestigt sind. Zum Umstürzen des zweiteilig ausgebildeten Mantels 1 des Werkstückaufnahmebehälters bedarf es lediglich der Entfernung des Schutzringes 18 mit den Befestigungsschrau­ ben 17 am oberen Mantelrand und des Lösens bzw. Entfernens der Befestigungsschrauben 14 am unteren Mantelrand. Hierauf kann der Mantel gestürzt mit seinem vorherigen oberen Mantelrand nach unten gekehrt auf den Flansch 13 des Tragbehälters 3 aufgesetzt und mit den Befestigungsschrauben 14 am Tragbehälter befestigt werden.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Innenauskleidung 8 so gestaltet, daß sie sich von der Mittelebene 16 des Mantels ausgehend in dem in Fig. 1 gezeigten Axialschnitt durch den Mantel mit ihrer Innen­ fläche zunächst geradlinig, parallel zur Außenfläche des Mantels 1 erstreckt, um unter Bildung einer Randverdickung unter Abknickung in eine Schräge überzugehen, wodurch sich die Innenauskleidung zu den Mantelrändern hin verdickt. Hierdurch wird erreicht, daß die an den Spalt 9 angrenzen­ de Schräge der Innenfläche des Mantels 1 etwa im gleichen Winkel zur Spalttiefe sich erstreckt wie die Innenfläche des Bodens 2.

Da an jeder Knickung der Innenfläche von Mantel und Boden des Werkstückaufnahmebehälters ein erhöhter Abrieb entsteht und der Werkstückfluß innerhalb des Behälters bei Betrieb der Maschine beeinträchtigt wird, ist es zweckmäßig, die Innenauskleidung von Mantel und Boden möglichst knicklos auszu­ bilden und auch die Innenfläche des Mantels knicklos an die Innenfläche des Bodens im Bereich des Spaltes 9 anzuschließen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies in optimaler Weise der Fall. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 1 nur durch die Form der Innenauskleidung des Mantels 1 und der Innenfläche des Bodens 2. Alle Teile gleicher Gestalt sind daher mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 versehen. Die Innenfläche der Innenauskleidung 8 des Werkstückaufnahmebehälters besitzt bei diesem Ausführungsbeispiel Kugelsegmentform, wobei sich diese Innenfläche knicklos an die Innenfläche des Bodens 2 im Bereich des Spaltes 9 anschließt. Hierdurch ergibt sich mit Ausnahme des zentralen Bodenbereichs eine Innenfläche von Mantel und Boden des Werkstückaufnahmebehälters, die keinerlei Knicke hat, welche den Bewegungsablauf der Werkstücke und Behandlungskörper im Werkstückaufnahmebehälter behindern und zu stellenweise erhöhtem Abrieb der Innenflächen führen könnten. Dabei ist ebenso wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ein Überhängen der Innenauskleidung 8 im Bereich des oberen Randes des Mantels 1 gegeben, der das Zurückführen des an der Mantelauskleidung hochwandernden Behälterinhalts in den zentralen Bereich des Behälters fördert.

Claims (18)

1. Fliehkraftbearbeitungsmaschine für mechanische Bearbeitung, z.B. Schleifen, Polieren, Reinigen und Entgraten von Werkstücken mit einem Werkstückaufnahmebehälter, der einen im wesentlichen zylindrischen Mantel und einen zu diesem koaxial gelagerten rotierenden Boden in Form eines Tellers od.dgl. hat, welcher mit seinem Umfangs­ rand an den zylindrischen Mantel heranragt, wobei der Mantel auf einer Trageinrichtung lösbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) des Werkstückaufnahmebehälters auch umgestürzt mit seinem oberen Rand auf der Trageinrich­ tung (3) befestigbar ausgebildet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand des Mantels (1) des Werkstückaufnahme­ behälters ebenso ausgebildet ist wie der untere Rand des Mantels.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand des Bodens an den unteren Rand des Mantels heranragt.

4. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gesamte Mantel (1) des Werkstückauf­ nahmebehälters in bezug auf seine sich senkrecht zur Mantelachse (10) erstreckende Mittelebene symmetrisch ausgebildet ist.

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Mantels (1) des Werkstückaufnahme­ behälters im Axialschnitt durch den Behälter an die Innenfläche des Bodens (2) des Behälters herangewölbt oder herangeknickt ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Innenfläche des Mantels knicklos gewölbt ist.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Mantels des Werkstückaufnahmebehälters kugelsegmentförmig geformt ist.

8. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenfläche des Mantels im wesentlichen knicklos an die Innenfläche des Bodens (2) anschließt.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Umfangsrand des Bodens (2) und dem Mantel (1) des Werkstückaufnahmebehälters gebildete Spalt (9) sich im Winkel zur Achse des Werkstückaufnahmebehälters, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 30° und 90° erstreckt.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenflächen von Mantel (1) und Boden (2) des Werkstückaufnahmebehälters in Nachbarschaft des Spaltes (9) angenähert senkrecht zu dessen Spalttiefe erstrecken.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) in seiner sich senkrecht zur Mantelachse (10) erstreckenden Mittel­ ebene (16) in zwei gleiche Teile (18, 19) getrennt ist, die miteinander z.B. durch Schrauben (22) verbunden sind.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (18, 19) des Mantels (1) behälterauswärts abstehende Verbindungsflansche (20, 21) haben, über welche sie aneinander befestigt ist.

13. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung von dem Mantel eines Behälters (3) gebildet ist, der sich unter dem Werkstückaufnahme­ behälter befindet und mit seinem oberen Rand dicht an den Mantel (1) dieses Werkstückaufnahmebehälters angeschlossen ist.

14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) des Werkstückaufnahmebehälters mit dem Mantel des Tragbehälters (3) über von den Rändern beider Behältermäntel abstehende Flansche (11, 13) verbunden ist, zwischen welchen sich eine elastische Dichtung (12) befindet.

15. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand des Mantels (1) des Werkstückauf­ nahmebehälters durch einen Schutzring (18) abgedeckt ist, der an dem Rand des Mantels lösbar befestigt ist.

16. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Umfangsrand des Bodens (2) und dem Mantel (1) des Werkstückaufnahmebehälters be­ findliche schmale Spalt (9) in seiner Weite über den gesamten Behälterumfang durch Heben und Senken des Mantels gegenüber der Trageinrichtung (3) gleich­ mäßig einstellbar ist.

17. Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung ein elastisches Dichtelement (12) dient, das sich zwischen Mantel (1) und Trageinrich­ tung (3) abstützt und dessen Zusammendrückung durch Spannelemente, wie Schrauben (14) od.dgl. erfolgt.

18. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) und bzw. oder Boden (2) des Werkstück­ aufnahmebehälters bzw. deren Innenauskleidung aus ab­ riebfestem Material, z.B. Keramik, bestehen.