DE3010964C2

DE3010964C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Entleeren von Hohlräume aufweisenden Werkstücken

Info

Publication number: DE3010964C2
Application number: DE19803010964
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hallau Walter
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1984-03-01
Also published as: FR2452979A1; CH638414A5; DE3010964A1; FR2452979B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung zum Entleeren von Hohlräume aufweisenden Werkstücken, insbesondere Gußstücken mit in unterschiedlicher Richtung angeordneten Hohlräumen und Kanälen, die mit Strahlmittel. Sand oder ähnlichem Material gefüllt sind, durch Bewegungen der Werkstükke unter Rotation derselben um eine Drehachse.

Bekannt ist eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der eingangs genannten Art (OE-OS 19 56 590), bei welchem die Werkstücke während einer kreisförmigen Transportbewegung um eine Achse gleichzeitig um eine zweite Achse gedreht werden, während die zweite Achse während der Transportbewegung immer horizontal verläuft Es I .'innen somit nur die im Werkstück vorhandenen Hohlräume entleert werden, welche radial oder annähernd radial zu dieser Achse verlaufen. Kanäle im Werkstück mit räumlich verlaufenden Krümmungen, wie sie z. B. in Motorblöcken vorkommen, können mit dieser vorbekannten Verrichtung nicht entleert werden.

Die DE-OS 26 07 736 zeigt eine Schleuderstrahlmaschine zum Reinigen von Gußstücken mittels Schleuderstrahlen, wobei die Gußstücke gleichzeitig einer Vibration während der Vorwärtsbewegung durch einen durch Stäbe gebildeten Tunnel ausgesetzt werden. Durch unterschiedliche Tunnelausbildungen können die Werkstücke in unterschiedliche Winkelstellungen bezüglich nur der Längsachse gebracht werden, womit zwar eine allseitige Strahlbehandlung erreicht werden kann, jedoch die Entleerung der in unterschiedlichen Richtungen und mit Krümmungen versehenen Hohlräume nach der Strahlbehandlung nicht ι löglich ist.

Außerdem ist es bekannt, das sich in Hohlräumen von Werkstücken befindliche Strahlmittel mittels Rotation um eine Achse innerhalb der Strahlkammer zu entfernen (z. B. CH-PS 4 62 659 oder DE-OS 22 51 570). im weiteren isi es bekannt, GuSsiücke in einer Aufspannlage mittels Vibrationseinrichtungen (z. B. US-PS i 7 68 428) zu reinigen bzw. zu entleeren.

Beide Verfahren sind ebenfalls nicht für Werkstücke mit in mehreren Richtungen verlaufenden gekrümmten Hohlräumen und Kanälen geeignet, v»ie dies z. B. bei den heutigen Motorblöcken oder Zylinderköpfen der Fall ist da ein Abfließen des in den Hohlräumen befindlichen Materials nicht nach allen Richtungen möglich ist.

Es hat sich auch in der Praxis gezeigt, daß derartige

•n Yv'erksiüukc mine» Diuikiiussigkcii laici Diuv-kiuii nicht einwandfrei geleert bzw. gereinigt werden konnier.. Außerdem sind diese Verfahren im Betrieb sehr teutr, umweltschädlich und erfordern zusätzliche Reinigungsanlagen für die verwendete Flüssigkeit bzw.

so die Druckluft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine dafür notwendige robuste und einfache Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher Werkstücke mit kompliziert verlaufenden Hohlräumen und Kanälen durch deren Bewegung ohne zusätzliche flüssige bzw. pneumatische Spülvorgänge entleert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Anspruch 1

angegebenen Verfahrensmerkmale vorgesehen.

Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung weist einen an einem Grundsupport schwenkbar gelagerten Zwischensupport auf, der eine mittels eines Drehantriebes rotierbare Aufspannvorrichtung für mindestens ein Werkstück aufweist, deren Drehachse in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist, an welcher erfind-ingsgemäß mindestens ein Vibrator an der Aufspannvorrichtung angeordnet ist, der zusammen mit dem Drehantrieb und dem Schwenkantrieb mit einer Programmsteuerung, vorzugsweise einer numerischen Steuerung wirkverbunden ist.

Vorrichtungen der obengenannter Art . '■ dem erfindungsgemäßen Merkmal sind un;.r <ki. Namen Manipulatoren bzw. Industrieroboter bekanntgeworden ι ί (z.B. CH-PS 5 92 505). jedoch sind diese durch die fehlende Möglichkeit der Vibration ,es Werkstückes für das erfindungsgemäße Verfemen nicht geeignet Zudem ist entweder wie bei der gen?· men Vorrichtung der Schwenkbereich zu gering, oder die Industrieroboter sind für die schweren Werkstücke zu wenig robust und im Aufbau zu kompliziert und teuer.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Werkstücke räumlich der Reihe nach in derartige Positionen gebracht, so daß ein Abfließen des körnigen Materials aus den gekrümmten, in verschiedenen Richtungen laufenden Hohlräumen, bzw. Kanälen bis zu deren Öffnungen an der Werkstückoberfläche ohne ein Zurückfließen gewährleistet ist, wobei die Vibration des Werkstückes während diesen Bewegungen oder entsprechend einer Verfahrensvariante nur an einzelnen Positionen das körnige Material lockert und den Ausfluß gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein umweltfreundli- }■> ches und kostengünstiges Entleeren von Werkstücken mit komplizierten und vielfältigen Hohlräumen, wobei das aus den Werkstücken ausfallende körnige Material, wie z. B. Strahlmittel, aufgefangen wird und direkt einer Wiederverwertung zugeführt werden kann.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitens "sieht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 2 eine Ansicht von vorn.

Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zum Entleeren von Hohlräume aufweisenden Werkstücken weist einen Grundsupport 1. einen daran schwenkbar gelagerten Zwischensupport 2 und eine rotierbare Aufspannvorrichtung 3 auf. in

Der Grundsupport 1 besteht aus zwei fest mit dem Boden verbundenen Füßen 4. welche mittels einer Querstrebe 5 miteinander verbunden sind und einem rechten und linken (.agerarm 6 und 7, in welchen der /wischensupport ζ um eine horizontal veriauienoe v> Schwenkachse 8 drehbar gelagert ist. An dem Gnindsupport 1 ist ein an einer Haltevorrichtung 9 befestigter Auffangbehälter 10 angeordnet, dessen Abflußöffnung 11 über ejner weiter nichi dargestellten Transporteinrichtung liegt. Am linken Lagerarm 7 ist bO ein Schwenkantrieb 12 angeordnet, welcher aus einem vorzugsweise als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 13 und einem die Drehzahl untersetzenden Winkelgetriebe 14 besteht. Das, eine Welle 15 antreibende. Winkelgetriebe 14 ist in einem am Lagerarm 7 befestigter. Gehäuse i6 untergebracht, an welchem auch der Antriebsmotor 13 angeflanscht ist. In diesem Gehäuse 16 ist auch ein durch die Weile 15 direkt angetriebener Drehmelder 17 untergebracht

An der Welie 15 ist ein Drehantrieb 18 befestigt, welcher aus einem, in einem Gehäuse 19 angeordneten Schnecken-Getriebe 20 und einem am Gehäuse 19 angeflanschten, vorzugsweise elektrischen Antriebsmotor 21 besteht. Der mit einem Drehmelder 26 versehene Drehantrieb 18 weist eine Ausgangswelle 22 auf, deren Mitte eine Drehachse 23 für die daran befestigte Aufspannvorrichtung 3 bildet. Diese ist mittels elastischer Elemente 24, vorzugsweise Gummielemenie, an einer Drehscheibe 25 der Ausgangswelle 22 befestigt. Die Aufspannvorrichtung 3 besteht aus einer Grundplatte 27. einer mittels Konsolen 36 daran befestigten Auflageplatte 28 mit einem daran befestigten Vibrator 29 und aus mit Spannstücken 30 versehenen Spannzylindern 31, welche mittels Trägern 32 an der Grundplane 27 gegenüberliegend der AuflagepliLte 28 befestie' sind.

Für jedes aufzuspannende Werkstück 33 ist ein Spannzylinder· 31 vorgesehen, wob-ji in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Werkstück 13 nebeneinander liegend aufspannbar sind.

Am Gehäuse 19 ist ein an Armen 34 befestigtes veränderbares Gegengewicht 35 angeordnet. Zur Veränderung des Gewichtsaus-gleiches ist das Gegengewicht 35 entweder an den Armen 34 verschiebbar befestigt, es ist als Hohlkörper ausgebildet und mit unterschiedlichen Mengen einer Flüssigkeit oder eines körnigen Materials füllbar oder es können verschieden schwere Gegengewichte 35 durch deren leichte Auswechselbarkeit an den Armen 34 befestigt werden. Dies ist erforderlich, wenn unterschiedlich schwere oder jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Werkstücken 33 mit der Vorrichtung entleert werden sollen.

Die Antriebe 12 und 18, der Vibrator 29 und die Drehmelder 17 und 26 sind mit einer weiter nicht dargestellten Programmsteuerung wirkverbunden, wobei der gewünschte Bewegungsablauf der zu entleerenden Werkstücke mittels z. B. auf Lochkarten. Lochbändern. Magnetbändern oder ähnlichen Datenspeichern fe.igehalten und in die Steuerung eingegeben wird. Die teilweise komplizierten Bewegungsabläufe können durch Eingabe Jer geometrischen Lage der Hohlräume und Kanäle mittels eines in der Steuerung integrierten oder eines externen Rechners ermiceit und in die Steuerung eingegeben werden. Der Bewegungsablauf wird dabei so gesteuert, daß ausgehend von den am Ende von Kanälen liegenden Hohlräumen ein Entleeren der Hohlräume von dem körnigen Material durch Abfließen in Richtung der Öffnung ohne ein Zurückfließen gewährleistet .st. ^md die Hohlräume bis zur Öffnung voll Material, muß vorangehend ein Ausfließen des Materials ausgehend von der Öffnung erfolgen, wodurch einzelne Bewegungsabläufe mehrmals wiederholt werden mir.sen. Zur Lockerung Jes körnigen iviateriais werden die Werkstücke während dem gain-ci Bewegungsablauf oder nur an einzelnen programmierten Positionen einer Vibration ausgesetzt Der Bewegungsablauf des Werkstückes 33 setzt sich aus einer Rotation um die l>>:hachse 23 entsprechend dem Pfeil 37, einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse 8 entsprechend dem Pfeil 38 und aus der Vibration entsprechend dem Pfeil 39 zusammen.

Durch den an der Aufspannvorrichtung 3 angeordneten Vibrator 29 und die elastische Aufhängung mittels elastischer Elemente 24 an der Drehscheibe 25 wird die ganze Aufspannvorrichtung 3 mit Werkstücken 33 in Schwingung versetzt.
Es ist auch möglich, jedem Werkstück 33 einen

Vibrator 29 mit einer getrennt beweglichen Auflageplatte 28 zuzuordnen, Wobei dieser dann gegen ein elastisches Glied des Spannstückes 30, z. B. eine Feder oder gegen einen pneumatisch beaufschlagten Spannzylinder 31 arbeitet Hierbei wird nicht die gesamte Aufspannvorrichtung 3 in Vibration versetzt und die elastischen Elemente 24 können entfallen oder sind so ausgelegt, daß keine Schwingungen auf den Drehantrieb 13 übertragen werden,
Durch die einseitige Spannung der Werkstücke

kommen die Öffnungen der Hohlräume frei über den Auffangbehälter 10 zu liegen, was ein direktes Entleeren des körnigen Materials in den Auffangbehälter erleichtert.

Erfolgt das Entleeren direkt anschließend an eine Strahlbehandlung der Werkstücke, so kann das im Auffangbehälter gesammelte Strahlmittel und die abgestrahlten Teilchen direkt mittels einer Transporteinrichtung in den Strahlmittelkreislauf der Strahlmaschine zurückgeführt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entleeren von Hohlräume aufweisenden Werkstücken, insbesondere Gußstükken mit in unterschiedlicher Richtung angeordneten Hohlräumen und Kanälen, die mit Strahlmittel, Sand oder ähnlichem Material gefüllt sind, durch Bewegungen der Werkstücke unter Rotation derselben um eine Drehachse, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse und das oder die Werkstücke gleichzeitig in einer vertikalen Ebene geschwenkt und dabei die Bewegungsabläufe individuell dem Verlauf der Hohlräume in den Werkstükken angepaßt und zeitlich gezielt derart gesteuert werden, daß letztere in einer bestimmten Zeitfolge in eine Vielzahl gewünschter räumlicher Positionen gebracht werden, in denen das oder die Werkstücke einer Vibration ausgesetzt werden und das in allen Hohlräumen der Werkstücke befindliche Material ausfließt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Werkstücke nur in bestimmten räumlichen Positionen einer Vibration ausgesetzt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einem ^:n einem Grundsupport schwenkbar gelagerten Zwischensupport, der eine mittels eines Drehantriebes rotierbare Aufspannvorrichtung für mindestens ein Werkstück aufweist, d-^en Drehachse in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist, gekennzeichnet durch wenigstens einen an der Aufspannvorrichtung (3) angeordneten Vibrator (29), der zusammen nut dem Drehantrieb (18) und dem Schwenksntiieb (12) mit einer Programmsteuerung, vorzugsweise einer numerischen Steuerung, wirkverbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischensupport (2) um eine horizontale, in senkrechter Richtung zur Drehachse (23) der Aufspannvorrichtung (3) verlaufend und unterhalb dieser versetzt angeordnete Schwenkachse (8) mittels eines am Grundsupport (1) angeordneten Schwenkantriebes (12) mindestens um 200° und maximal um 270" schwenkbar ist.

5. Vorrichtung .nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannvorrichtung (3) am Drehantrieb (18) mittels elastischer Elemente (24), vorzugsweise Gummielemente, befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannvorrichtung (3) eine Auflageplatte (28) und für jedes zu spannende Werkstück (33) einen Spannzylinder (31) mit Spannstück (30) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (25) an der Unterseite der Auflageplatte (28) angeordnet ist

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Grundsupport (1) unterhalb des Zwischensupports (2) ein Auffangbehälter (10) für das aus dem bzw. den Werkstücken (33) ausfließende Material angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Zwischensupport (2) auf der der Aufspannvorrichtung (3) gegenüberliegenden Seite der Schwenkachse (8) ein veränderbares Gegengewicht (35) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (J8) und der Schwenkantrieb (12) je einen Drehmelder (17,26) aufweisen.