CH638414A5

CH638414A5 - Method and apparatus for emptying workpieces containing cavities, in particular castings

Info

Publication number: CH638414A5
Application number: CH312579A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Walter
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1979-04-04
Publication date: 1983-09-30
Also published as: DE3010964C2; FR2452979A1; FR2452979B1; DE3010964A1

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, mittels Bewegungen des Werkstückes. The invention relates to a method and a device required for carrying out the method for emptying workpieces having cavities, in particular castings with cavities and channels arranged in different directions, which are filled with blasting agent, sand or similar material, by means of movements of the workpiece.

Es ist bekannt, das sich in Hohlräumen von Werkstük-ken befindliche Strahlmittel mittels Rotation um eine Achse innerhalb der Strahlkammer zu entfernen (z. B. CH-PS 462 659). Im weiteren ist es bekannt, Gussstücke in einer Aufspannlage mittels Vibrationseinrichtungen (z.B. US-PS I 768 428) zu reinigen bzw. zu entleeren. It is known to remove the blasting medium located in the cavities of workpieces by rotating about an axis within the blasting chamber (e.g. CH-PS 462 659). Furthermore, it is known to clean or empty castings in a clamping position by means of vibrating devices (e.g. US Pat. No. I 768 428).

Beide Verfahren sind jedoch nicht für Werkstücke mit in mehreren Richtungen verlaufenden gekrümmten Hohlräumen und Kanälen geeignet, wie dies z.B. bei den heutigen Motorblöcken oder Zylinderköpfen der Fall ist, da ein Ab-fliessen des in den Hohlräumen befindlichen Materials nicht nach allen Richtungen möglich ist. However, both methods are not suitable for workpieces with curved cavities and channels running in several directions, as is the case e.g. This is the case with today's engine blocks or cylinder heads, since the material in the cavities cannot flow off in all directions.

Es hat sich auch in der Praxis gezeigt, dass derartige Werkstücke mittels Druckflüssigkeit oder Druckluft nicht einwandfrei geleert bzw. gereinigt werden konnten. Ausserdem sind diese Verfahren im Betrieb sehr teuer, umweltschädlich und erfordern zusätzliche Reinigungsanlagen für die verwendete Flüssigkeit bzw. die Druckluft. It has also been shown in practice that such workpieces could not be properly emptied or cleaned using hydraulic fluid or compressed air. In addition, these processes are very expensive to operate, environmentally harmful and require additional cleaning systems for the liquid or compressed air used.

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. The object of the present invention is to provide a method of the type mentioned at the outset and a robust and simple device necessary for this, by means of which workpieces with complicatedly extending cavities and channels can be emptied by their movement without additional liquid or pneumatic flushing processes.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmale vorgesehen. To achieve this object, the method features specified in claim 1 are provided.

Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung weist einen an einem Grundsupport schwenkbar gelagerten Zwischensupport auf, welcher mit einer mittels eines Drehantriebes rotierbaren Aufspannvorrichtung für mindestens ein Werkstück versehen ist, an welcher erfindungsge-mäss mindestens ein Vibrator angeordnet ist. The device required to carry out the method has an intermediate support pivotably mounted on a basic support, which is provided with a clamping device for at least one workpiece which can be rotated by means of a rotary drive and on which at least one vibrator is arranged according to the invention.

Vorrichtungen der obengenannten Art ohne dem erfin-dungsgemässen Merkmal sind unter dem Namen Manipulatoren bzw. Industrieroboter bekanntgeworden (z.B. CH-PS 592 505), jedoch sind diese durch die fehlende Möglichkeit der Vibration des Werkstückes für das erfindungsgemässe Verfahren nicht geeignet. Zudem ist entweder wie bei der genannten Vorrichtung der Schwenkbereich zu gering, oder die Industrieroboter sind für die schweren Werkstücke zu wenig robust und im Aufbau zu kompliziert und teuer. Devices of the above-mentioned type without the feature according to the invention have become known under the name manipulators or industrial robots (e.g. CH-PS 592 505), but they are not suitable for the method according to the invention due to the lack of possibility of vibration of the workpiece. In addition, either the swivel range is too small, as in the device mentioned, or the industrial robots are not robust enough for the heavy workpieces and their structure is too complicated and expensive.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden die Werkstücke räumlich der Reihenach 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 nur an einzelnen Positionen das kömige Material lockert und den Ausfluss gewährleistet. By means of the method according to the invention, the workpieces are brought into such positions spatially in a row so that the granular material flows out of the curved cavities or channels running in different directions up to their openings on the workpiece surface without backflow, the Vibration of the workpiece during these movements or only at individual positions loosens the granular material and ensures the outflow.

Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen: The invention is illustrated in the accompanying drawings, for example, and described below. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung und Fig. 1 is a side view of the device according to the invention and

Fig. 2 eine Ansicht von vorn. Fig. 2 is a front view.

Die hl den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zum Entleeren von Hohlräume aufweisenden Werkstücken weist einen Grundsupport 1, einen daran schwenkbar gelagerten Zwischensupport 2 und eine rotierbare Aufspannvonich-tung 3 auf. The device for emptying workpieces shown in FIGS. 1 and 2 has a basic support 1, an intermediate support 2 pivotally mounted thereon and a rotatable clamping device 3.

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 Lagerarm 6 und 7, in welchen der Zwischensupport 2 um The basic support 1 consists of two feet 4 firmly connected to the floor, which are connected to one another by means of a cross strut 5, and a right and left bearing arms 6 and 7, in which the intermediate support 2

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eine horizontal verlaufende Schwenkachse 8 drehbar gelagert ist. An dem Grundsupport 1 ist ein an einer Haltevorrichtung 9 befestigter Auffangbehälter 10 angeordnet, dessen Ausflussöffnung 11 über einer weiter nichtdargestellten Transporteinrichtung liegt. Am linken Lagerarm 7 ist 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 befestigten Gehäuse 16 untergebracht, an welchem auch der Antriebsmotor 13 angeflanscht ist. In diesem Gehäuse 16 ist auch ein durch die Welle 15 direkt angetriebener Drehmelder 17 untergebracht. a horizontally extending pivot axis 8 is rotatably mounted. Arranged on the basic support 1 is a collecting container 10 fastened to a holding device 9, the outflow opening 11 of which lies over a transport device (not shown). A swivel drive 12 is arranged on the left bearing arm 7, which consists of a drive motor 13, which is preferably designed as an electric motor, and an angular gear 14 which reduces the speed. The angular gear 14 driving a shaft 15 is accommodated in a housing 16 fastened to the bearing arm 7, to which the drive motor 13 is also flanged. In this housing 16 is also a resolver 17 directly driven by the shaft 15.

An der Welle 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 Gummielemente, 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 Grundplatte 27 gegenüberliegend der Auflageplatte 28 befestigt sind. A rotary drive 18 is fastened to the shaft 15 and consists of a worm gear 20 arranged in a housing 19 and a preferably electric drive motor 21 flanged to the housing 19. The rotary drive 18 provided with a resolver 26 has an output shaft 22, the center of which forms an axis of rotation 23 for the clamping device 3 attached to it. This is attached to a turntable 25 of the output shaft 22 by means of elastic elements 24, preferably rubber elements. The clamping device 3 consists of a base plate 27, a support plate 28 fastened to it by means of brackets 36 with a vibrator 29 attached to it and tensioning cylinders 31 provided with clamping pieces 30, which are fastened by means of supports 32 to the base plate 27 opposite the support plate 28.

Für jedes aufzuspannende Werkstück 33 ist ein Spannzylinder 31 vorgesehen, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Werkstücke 33 nebeneinander liegend aufspannbar sind. A clamping cylinder 31 is provided for each workpiece 33 to be clamped, wherein in the exemplary embodiment shown two workpieces 33 can be clamped side by side.

Am Gehäuse 19 ist ein an Armen 34 befestigtes veränderbares Gegengewicht 35 angeordnet. Zur Veränderung des Gewichtsausgleiches 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. A changeable counterweight 35 fastened to arms 34 is arranged on the housing 19. To change the weight balance, the counterweight 35 is either slidably attached to the arms 34, it is designed as a hollow body and can be filled with different amounts of a liquid or a granular material, or counterweights 35 of different weights can be attached to the arms 34 by their easy interchangeability. This is necessary if differently heavy or different numbers of workpieces 33 are to be emptied with the device.

Die Antriebe 12 und 18, der Vibrator 29 und die Drehmelder 17 und 26 sind mit einer weiter nichtdargestellten Programmsteuerung wirkverbunden, wobei der gewünschte Bewegungsablauf der zu entleerenden Werkstücke mittels z.B. auf Lochkarten, Lochbändern, Magnetbändern oder ähnlichen Datenspeichern festgehalten und in die Steuerung eingegeben wird. Die teilweise komplizierten Bewegungsab- The drives 12 and 18, the vibrator 29 and the resolvers 17 and 26 are operatively connected to a program control (not shown), the desired movement sequence of the workpieces to be emptied using e.g. on punch cards, punched tapes, magnetic tapes or similar data storage and entered into the control. The sometimes complicated movement

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läufe können durch Eingabe der geometrischen Lage der Hohlräume und Kanäle mittels eines in der Steuerung integrierten oder eines externen Rechners ermittelt 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 ist. Sind die Hohlräume bis zur Öffnung voll Material, muss vorangehend ein Ausfliessen des Materials ausgehend von der Öffnung erfolgen, wodurch einzelne Bewegungsabläufe mehrmals wiederholt werden müssen. Zur Lockerung des körnigen Materials werden die Werkstücke während dem ganzen Bewegungsablauf oder nur an einzelnen programmierten Positionen einer Vibration ausgesetzt. Der Bewegungsablauf des Werkstückes 33 setzt sich aus einer Rotation um die Drehachse 23 entsprechend dem Pfeil 37, einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse 8 entsprechend dem Pfeil 38 und aus der Vibration entsprechend dem Pfeil 39 zusammen. Runs can be determined by entering the geometrical position of the cavities and channels using an integrated computer or an external computer and entered into the control. The sequence of movements is controlled in such a way that, starting from the cavities at the end of channels, emptying of the cavities from the granular material is ensured by flowing away in the direction of the opening without flowing back. If the cavities are full of material up to the opening, the material must first flow out of the opening, as a result of which individual movements must be repeated several times. To loosen the granular material, the workpieces are exposed to vibration during the entire movement sequence or only at individual programmed positions. The movement sequence of the workpiece 33 is composed of a rotation about the axis of rotation 23 according to the arrow 37, a pivoting movement about the pivot axis 8 according to the arrow 38 and the vibration according to the arrow 39.

Durch den an der Aufspannvorrichtung 3 angeordneten Vibrator 29 und der elastischen Aufhängung mittels elastischer Elemente 24 an der Drehscheibe 25 wird die ganze Aufspannvorrichtung 3 mit Werkstücken 33 in Schwingung versetzt. Due to the vibrator 29 arranged on the clamping device 3 and the elastic suspension by means of elastic elements 24 on the turntable 25, the whole clamping device 3 is set in motion with workpieces 33.

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 18 übertragen werden. It is also possible to assign a vibrator 29 with a separately movable support plate 28 to each workpiece 33, this then against an elastic member of the clamping piece 30, e.g. a spring or against a pneumatically actuated clamping cylinder 31. In this case, the entire clamping device 3 is not set in vibration and the elastic elements 24 can be omitted or are designed so that no vibrations are transmitted to the rotary drive 18.

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. Due to the one-sided clamping of the workpieces, the openings of the cavities come to lie freely over the collecting container 10, which facilitates a direct emptying of the granular material into the collecting container.

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. If the emptying is carried out directly after a blasting treatment of the workpieces, the blasting medium collected in the collecting container and the blasted particles can be returned directly to the blasting medium circuit of the blasting machine by means of a transport device.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht mit der er-findungsgemässen Vorrichtung ein umweltfreundliches und kostengünstiges Entleeren von Werkstücken mit komplizierten und vielfaltigen Hohlräumen, wobei das aus den Werkstücken ausfallende körnige Material wie z.B. Strahlmittel aufgefangen wird und direkt einer Wiederverwertung zugeführt werden kann. With the device according to the invention, the method according to the invention enables workpieces with complicated and diverse cavities to be emptied in an environmentally friendly and cost-effective manner, the granular material which precipitates from the workpieces, e.g. Abrasive is collected and can be directly recycled.

3 3rd

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10 10th

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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1. Method for emptying workpieces having cavities, in particular castings with cavities and channels arranged in different directions, which are filled with blasting agent, sand or similar material, by means of movements of the workpiece, characterized in that the workpieces simultaneously rotate about an axis in order to swivel another axis and are exposed to vibration, the movement sequences being controlled in a timed manner in order to obtain a large number of desired spatial positions in a specific time sequence, so that an outflow of the material located in all cavities is achieved.

2. The method according to claim 1, characterized in that the workpiece is exposed to vibration only in certain spatial positions.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Device for carrying out the method according to claim 1 with an intermediate support pivotally mounted in a basic support, which has a clamping device rotatable by means of a rotary drive for at least one workpiece, characterized by at least one vibrator (29) arranged on the clamping device (3).

4. The device according to claim 3, characterized in that the intermediate support (2) about a horizontal, perpendicular to the axis of rotation (23) of the clamping device (3) and below this offset pivot axis (8) by means of a base support (1) arranged swivel drive (12) min. 200 ° and max. Is pivotable by 270 °.

5. The device according to claim 3, characterized in that the clamping device (3) on the rotary drive (18) by means of elastic elements (24), preferably rubber elements, is attached.

6. The device according to claim 3 or one of claims 4 and 5, characterized in that the clamping device (3) has a support plate (28) and for each workpiece to be clamped (33) a clamping cylinder (31) with clamping piece (30).

7. Device according to claims 3 and 6, characterized in that the vibrator (29) is arranged on the underside of the support plate (28).

8. The device according to claim 3 or one of claims 4 to 7, characterized in that on the basic support (1) below the intermediate support (2) a collecting container (10) for the material flowing out of the workpiece (s) (33) is arranged.

9. The device according to claim 3 or one of claims 4 to 8, characterized in that a changeable counterweight (35) is arranged on the intermediate support (2) on the side of the clamping device (3) opposite the clamping device (3).

10. The device according to claim 3 or one of claims 4 to 9, characterized in that the rotary drive (18) and the swivel drive (12) each have a resolver (17,26), which with one of the drives (18,12) and program control controlling the vibrator (29) are operatively connected.