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Dokumentenidentifikation DE19546193C2 15.01.1998
Titel Gleitschleifmaschine für die Oberflächenbearbeitung von Werkstücken aus festen Materialien
Anmelder Terschluse, Reinhold, 48703 Stadtlohn, DE
Erfinder Terschluse, Reinhold, 48703 Stadtlohn, DE
Vertreter Hoffmeister, H., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 48147 Münster
DE-Anmeldedatum 11.12.1995
DE-Aktenzeichen 19546193
Offenlegungstag 12.06.1997
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.01.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.01.1998
IPC-Hauptklasse B24B 31/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Gleitschleifmaschine für die Oberflächenbearbeitung von Werkstücken aus festen Materialien, mit einer drehbar angetriebenen, horizontal ausgerichteten und verschließbaren Außentrommel, die mit einem Gleitschleiffluid befüllbar ist und in der eine verschließbare, zur Aufnahme der zu bearbeitenden Werkstücke dienende Innentrommel, deren Mantel perforiert ist, im wesentlichen achsparallel eingelegt ist.

Unter Gleitschleifen wird ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken verstanden, bei dem durch Gleitreibung zwischen den Werkstücken selbst und einem Wirkmedium, üblicherweise einem Gleitschleiffluid, die Oberfläche entfettet, entzundert, entrostet, entgratet und geschliffen wird. Dabei ist das "Gleitschleiffluid" eine komplex zusammengesetzte Flüssigkeit oder rieselfähige Trockensubstanz, die nach den Anforderungen zusammengestellt wird. Derartige Flüssigkeiten sind an sich bekannt. Sie bestehen beispielsweise aus einer Grundsubstanz, nämlich einem relativ dünnflüssigen mineralischen Öl, in das Schleifkörper, Schleifmehle und inhibierende Substanzen zugemischt sind. Es gibt jedoch auch Gleitschleiffluide auf wäßriger Grundlage oder auch solche, die nur aus einem Gemisch von Trockensubstanzen bestehen, das bei entsprechender Rieselfähigkeit wie eine Flüssigkeit wirkt.

Aus der US-PS 16 02 660 ist eine Gleitschleifmaschine für die Flächenbearbeitung von Werkstücken bekannt, die eine perforierte Innentrommel und eine sie umfassende, nicht perforierte Außentrommel aufweist. Die beiden Trommeln sind miteinander koaxial verbunden und gegenläufig angetrieben.

Eine der in US-PS 16 02 660 gezeigten Konfiguration ähnliche Konstruktion ist dem Abstrakt der JP 5-228826 A zu entnehmen, wobei in der dichten Außentrommel auch mehrere, planetenartig laufende Innentrommeln untergebracht werden können. Nachteilig ist, daß das Entfernen des bereits verschmutzten Reinigungsmittels aus der Außentrommel sehr umständlich ist, insbesondere dann, wenn das Reinigungsmittel eine trockene oder viskose Substanz ist.

Ferner ist in DE 35 45 450 A1 eine Vorrichtung zum Polieren von Gegenständen, beispielsweise Schuhen, dargestellt, bei der die zu behandelnden Gegenstände in ein Behältnis eingebracht werden, das in eine leere Drehtrommel einzulegen ist. Das Behältnis übt in der Drehtrommel Trudelbewegungen aus, die für den Erfindungszweck besonders günstig sind. Allerdings eignet sich das Prinzip nicht für das Gleitschleifen von schwereren festen, insbesondere metallenen Werkstücken.

Es stellt sich die Aufgabe, eine Gleitschleifmaschine anzugeben, bei der ein Gleitschleiffluid in besonders intensiver und trotzdem schonender Weise an die Werkstücke herangebracht und nach dem Bearbeitungsprozeß problemlos abgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einer Gleitschleifmaschine der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Außentrommel einen mit Perforationen versehenen Mantel aufweist und mit einer Wanne unterlegt ist, die die Außentrommel wenigstens teilweise umgibt, und daß der Durchmesser der Innentrommel mindestens etwa 10% kleiner ist als der Durchmesser der Außentrommel.

Bei der hier genannten Gleitschleifmaschine hat man demnach eine Innentrommel, die "lose" in der Außentrommel rotiert, und zwar unter Antrieb durch das Gleitschleiffluid und die Reibung zwischen Innentrommel und Außentrommel. Die Innentrommel nimmt bei ihren Umdrehungen das Gleitschleiffluid auf.

Dabei ist vorteilhaft, wenn das Verhältnis der Durchmesser von Innentrommel zur Außentrommel zwischen 1 : 1,1 bis 1 : 3 liegt.

Die Perforationen des Innenmantels sollten einen mittleren Durchmesser von 10 bis 50 mm, vorzugsweise von 20 bis 40 mm haben. Vorzugsweise kann die Innentrommel mit einer abrasiven und/oder elastomeren Innenbeschichtung versehen sein, um auch den Kontakt der Werkstücke mit dem Innenmantel noch zu dem Gleitschleifprozeß auszunutzen.

Als besonders vorteilhaft wird angesehen, daß die Gleitschleiffluidmenge in der Gleitschleifmaschine nach Bedarf ergänzt oder teilweise zur Reinigung abgeführt werden kann.

Schließlich ist noch vorgesehen, daß die Außentrommel und die Wanne in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, das eine Spülkammer für das Spülen der bearbeiteten oder unbearbeiteten Werkstücke umfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von Außen- und Innentrommel in der Phase kurz nach Beginn der Bearbeitung;

Fig. 2 schematisiert die Außentrommel mit der sich in Spülposition befindlichen Innentrommel in einem gemeinsamen Gehäuse;

Fig. 3 die Gleitschleifmaschine gemäß Fig. 2 in Draufsicht;

Fig. 4 den Schnitt A-B gemäß Fig. 3.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Gleitschleifmaschine 100 besitzt eine rechte Spülkammer 9 und eine linke Arbeitskammer 9&min;. Beide Kammern 9 und 9&min; sind so groß dimensioniert, daß sich die nachfolgend beschriebenen Trommeln entsprechend ihren Zweckbestimmungen darin rotierend bewegen können. Die Rotation wird angetrieben durch einen Elektromotor 5, der sich zwischen den beiden Kammern 9 und 9&min; im oberen Teil des Gehäuses 9, 9&min; befindet. Die beiden Kammern 9 und 9&min; sind durch eine Zwischenwand 19 getrennt.

In der linken Arbeitskammer 9&min; befindet sich eine Außentrommel 2, die beispielsweise aus korrosionsfestem Stahl besteht und einen Durchmesser hat von etwa 800 mm. Die Außentrommel 2 ist horizontal ausgerichtet, wobei dies bedeutet, daß die Trommel 2 auch um einen gewissen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt sein kann, solange dies die nachfolgend beschriebene Wirkungsweise nicht beeinträchtigt.

Die drehbare Außentrommel 2 ist, ähnlich wie dies bei Waschmaschinen-Trommeln bekannt ist, mit einem gekrümmten, der zylindrischen Kontur angepaßten Deckel 17 versehen, der mithilfe von Verschraubungen 17&min; sicher verschlossen werden kann. Die Sehnen-Abmessung des Deckels 17 ist so bemessen, daß in die bei aufgeklapptem Deckel 17 entstandene Öffnung eine Innentrommel 1 eingesetzt werden kann. Diese Innentrommel 1 dient zur Aufnahme der zu bearbeitenden Werkstücke 25 und ist in gleicher Achsenausrichtung wie die Außentrommel 2 in diese entnehmbar eingelegt. Bei der durch einen Treibriemen über eine Antriebsscheibe bewirkten Rotationsbewegung der Außentrommel 2 wird demnach die Innentrommel 1 mitgenommen, so daß sie ebenfalls rotiert.

Die Außentrommel 2 ist mit einer Wanne 6 unterlegt, die die Peripherie der Außentrommel 2 wenigstens im unteren Bereich umgibt. In die Wanne 6 kann das Gleitschleiffluid 3 zurückströmen, wenn die Außentrommel 2 bei ihrer Umdrehung in den Bereich der Wanne 6 gelangt und wenn ihr Mantel 22 mit zahlreichen Perforationen 20 versehen ist. Damit ergibt sich die Möglichkeit, daß das sich verschmutzende Gleitschleiffluid 3 immer wieder ergänzt wird und eintretendes, sauberes Fluid von den Werkstücken abgespült wird und in die Wanne 6 zurückbefördert wird. Zusätzlich kann die Wanne 6 daher auch an eine Gleitschleiffluid-Regenerationsvorrichtung mit einer entsprechenden Zuführungsleitung angeschlossen sein (nicht dargestellt).

Die Innentrommel 1 hat einen Durchmesser, der etwa um 12% geringer ist als der der Außentrommel 2. Sie besteht ebenfalls in ihrem Mantel 11 aus korrosionsfestem Stahl und ist an ihrer Innenseite mit einer Innenbeschichtung 21 versehen, beispielsweise mit Elastomer, in den abrasives Pulver eingearbeitet ist.

Die stückigen Werkstücke 25, beispielsweise Zylinderköpfe, Schleifringe, Kolben und dergleichen stückiges Gut, werden lose geschichtet in die Innentrommel 1 eingelegt. Der Mantel 11 der Innentrommel 1 weist ebenso zahlreiche Perforationen 13 auf.

Ein Gleitschleiffluid 3 wird in das unteren Drittel der Außentrommel 2 in den Zwischenraum zwischen den Mänteln 11; 22 von Innen- und Außentrommel 1 bzw. 2 eingefüllt. Das Gleitschleiffluid 3 besteht aus einer inerten Flüssigkeit, beispielsweise Mineralöl, in das Schleifkörper und Schleifmehle in an sich bekannter Art zugemischt und suspendiert werden. Es handelt sich bei diesen Gleitschleiffluiden um aus der Praxis entwickelte Flüssig- und Pulvercompounds, die noch mit zusätzlichen Chemikalien gemischt werden können, die das Gleitschleifen chemisch beschleunigen und die Oberflächen gegen erneute Korrosion schützen.

Die Außentrommel 2 rotiert mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von etwa 45 bis 50 Umdrehungen pro Minute, so daß die Werkstücke 25 lose in der Innentrommel 1 taumeln. Durch die Perforationen 13 im Mantel 11 der Innentrommel 1, die für das Gleitschleiffluid 3 durchlässig sind, gelangt das Gleitschleiffluid 3 an jede Stelle der Werkstücke 25. Es wird eine gleichmäßige und qualitativ optimale Bearbeitung der Werkstückoberflächen gewährleistet. Die Bearbeitungsdauer beträgt je nach Verschmutzungs- und Korrosionsgrad der Werkstücke 25 zwischen 40 und 100 Minuten.

Nach Beendigung des Gleitschleifens wird die Innentrommel 1 aus der zu öffnenden Außentrommel 2 herausgehoben und nochmals 4 bis 6 Umdrehungen manuell gedreht. Hierdurch werden Reste des Gleitschleiffluids 3 in die Außentrommel 2 zurückgeführt. Danach wird die noch gefüllte Innentrommel 1 zum Abspülen der Werkstücke 25 in die Spülkammer 9 überführt. Die Spülkammer 9 ist über den Scheitel der gefüllten Innentrommel 1 mit einer Reinigungsflüssigkeit gefüllt. Bei langsamem Rotieren der Innentrommel 1 gelangt die Spülflüssigkeit an alle Werkstückteile und nimmt Reste des Gleitschleiffluids mit.

Die Zusammensetzung des Gleitschleiffluids 3 wird entsprechend Werkstückform und -material festgelegt und definiert. Damit können folgende Arbeiten gleichzeitig in einem Arbeitsgang durchgeführt werden:

Entfetten, Entgraten, Entrosten, Entzundern, Entoxydieren, Entlacken, Polieren, Schleifen und oberflächiges Verdichten.

Letzteres wird dann erreicht, wenn entsprechend gehärtete und schwere Schleifkörper 3&min; auf die Werkstücke in Verbindung mit einer Trägerflüssigkeit auftreffen. Hierdurch wird die Werkstoffoberfläche verdichtet.


Anspruch[de]
  1. 1. Gleitschleifmaschine (100) für die Oberflächenbearbeitung von Werkstücken (25) aus festen Materialien, mit einer drehbar angetriebenen, horizontal ausgerichteten und verschließbaren Außentrommel (2), die mit einem Gleitschleiffluid (3) befüllbar ist und in der eine verschließbare, zur Aufnahme der zu bearbeitenden Werkstücke dienende Innentrommel (1), deren Mantel (11) perforiert ist, im wesentlichen achsparallel eingelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außentrommel (2) einen mit Perforationen (20) versehenen Mantel (22) aufweist und mit einer Wanne (6) unterlegt ist, die die Außentrommel (2) wenigstens teilweise umgibt, und daß der Durchmesser der Innentrommel (1) mindestens etwa 10% kleiner ist als der Durchmesser der Außentrommel (2).
  2. 2. Gleitschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außentrommel (2) und die Wanne (6) in einem Gehäuse (9, 9&min;) angeordnet sind, welches eine Spülkammer (9) für das Spülen der bearbeiteten oder unbearbeiteten Werkstücke (25) umfaßt.
  3. 3. Gleitschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Durchmesser von Innentrommel (1) zu Außentrommel (2) zwischen 1 : 1,1 bis 1 : 3 liegt.
  4. 4. Gleitschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnete daß die Perforationen (13) des Mantels (11) der Innentrommel (1) einen mittleren Durchmesser von 10 bis 50 mm, vorzugsweise von 20 bis 40 mm haben.
  5. 5. Gleitschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innentrommel (1) mit einer abrasiven und/oder elastomeren Innenbeschichtung (21) versehen ist.






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