СПОСОБ ЦИКЛИЧЕСКОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ ОТВЕРСТИЯ РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ, А ТАКЖЕ ЭКРАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА
METHOD OF CYCLIC SCREENING OF WORK CHAMBER HOLE AND SCREENING DEVICE FOR THIS METHOD IMPLEMENTATION

Изобретение касается способа циклического экранирования отверстия рабочей камеры при вводе или выводе заготовок, а также экранирующего устройства для осуществления этого способа.
Для обработки заготовок, в частности для обработки поверхности абразивными или уплотняющими поверхности частицами, применяются рабочие камеры для защиты окружающей среды от разлетающегося дробеструйного средства. Заготовки через отверстие в стенке рабочей камеры транспортируются внутрь рабочей камеры. Отверстие после этого закрывается, дробеструйное средство посредством дробеметных колес или пневматических форсунок для дробеструйного средства подается на заготовку. Недостатком при таком прерывистом способе является необходимое подготовительное время для остановки подачи дробеструйного средства, открытия отверстия рабочей камеры, ввода заготовки, закрытия отверстия рабочей камеры и повторного пуска подачи дробеструйного средства и обрабатывающего процесса. Именно при больших количествах мелких заготовок такой способ неэкономичен.
Наряду с этим известно размещение заготовок на циклически перемещаемом, в частности, круглом подающем устройстве, которое вводит заготовку в рабочую камеру через первое отверстие и через другое отверстие снова выводит из нее. Преимущество заключается в том, что заготовка уже вне рабочей камеры может размещаться на находящихся снаружи частях подающего устройства, в то время как внутри рабочей камеры еще производится обработка других заготовок. В это время также ранее выведенные из рабочей камеры заготовки могут сниматься с подающего устройства. То есть для зажатия следующих необработанных заготовок и извлечения окончательно обработанной ранее заготовки имеется в распоряжении, по меньшей мере, все время цикла, которое требуется внутри рабочей камеры для обработки дробеструйным средством. Такой способ позволяет осуществлять как бы непрерывный, хотя и циклический ввод и вывод заготовок из рабочей камеры.
В качестве подающего устройства применяются, например, называемые сателлитные вращающиеся столы, которые одной частью своей периферийной периметрической области выдаются из рабочей камеры и имеют несколько зажимных устройств для заготовок. Сателлитный вращающийся стол циклически поворачивается всегда на один угловой шаг, так что новая заготовка попадает в рабочую камеру и одновременно другая при вращении выходит из рабочей камеры. После ее извлечения снова имеется по меньшей мере одно место для нового комплектования следующей необработанной заготовкой. Однако здесь проблематичным является экранирование отверстий рабочей камеры, предусмотренных для ввода и вывода заготовок, от разлетающегося в рабочей камере дробеструйного средства. Если отверстия не уплотняются, дробеструйное средство может беспрепятственно выходить из рабочей камеры и вследствие своей высокой кинетической энергии представляет опасность для людей и предметов в непосредственном окружении.
Если в одной партии всегда используются однотипные заготовки, то частичное уплотнение возле отверстий может осуществляться посредством так называемых шаблонных уплотнений, которые имеют выемку, точно адаптированную к проецированному контуру заготовки, через которую может проходить заготовка при циклическом продвижении. Однако при шаблонном уплотнении контур отверстия, предусмотренный для прохода заготовки, остается полностью свободным и позволяет дробеструйному средству беспрепятственно выходить из рабочей камеры.
Известны, кроме того, завесы из дробеструйного средства. При этом дробеструйное средство загружается в линейную воронку над отверстием рабочей камеры. Дробеструйное средство выходит из устья воронки и покрывает при этом всю область отверстия. Масса сыплющейся вниз завесы из дробеструйного средства так велика, что импульс частиц дробеструйного средства, поступающих от дробеметных колес или дробеструйных форсунок в рабочей камере, может компенсироваться, так что они вместе с завесой из дробеструйного средства опускаются вниз, где дробеструйное средство собирается и снова вводится в цикл. Постоянная циркуляция дробеструйного средства для поддержания завесы требует высоких конструктивных затрат и из-за больших циркулирующих масс нуждается также в высокой приводной энергии применяемых подающих устройств. Недостатком при этом является, кроме того, что выступающие наружу контуры заготовки действуют как зонт, так что под ними имеются промежутки в завесе из дробеструйного средства, через которые, в свою очередь, дробеструйное средство может выходить в окружающую среду.
Из JP 10328964 известна система рабочей камеры, снабженная смещаемой перегородкой. Перегородка закрывает отверстие в целях безопасности, но затем для следующего углового шага вращающегося стола должна отодвигаться в сторону. В изложенном здесь случае применения в тот момент, в который плита движется, отверстие открывалось бы и дробеструйное средство выходило бы. Квазинепрерывная эксплуатация без прерывания подачи дробеструйного средства, таким образом, невозможна.
DE 19828074 C1 заявителя раскрывает систему рабочей камеры, включающую рабочую камеру, имеющую уплотненный посредством дверей ввод и вывод в кольцевой системе. Предусмотрены отдельные вращающиеся подающие рычаги для каждого места загрузки заготовки. Так как подающие рычаги могут двигаться по отдельности, заготовки через промежуточные шлюзы могут вводиться в рабочую камеру и выводиться из нее, при этом, хотя с помощью дверей и достигается хорошее уплотнение возле промежуточных шлюзов, но, с другой стороны, должны затрачиваться высокие усилия, чтобы можно было приводить в движение отдельные подающие рычаги независимо друг от друга и уплотнять их в направляющей в стенке рабочей камеры.
Поэтому задачей настоящего изобретения является указать способ циклического экранирования отверстия рабочей камеры, а также надлежащее экранирующее устройство.
Эта задача решается сначала для ввода заготовок с помощью способа с признаками п. 1 формулы изобретения, а для вывода заготовок с помощью способа с признаками п. 2 формулы изобретения.
Кроме того, задача решается с помощью экранирующего устройства с признаками п. 9 формулы изобретения.
Существенным для изобретения является, таким образом, что осуществляется поочередное применение экранирующих элементов машинным способом.
При вводе заготовка предпочтительно из положения загрузки заготовки, которое должно быть удобно досягаемым для рабочего, сначала перемещается на подающем устройстве в подготовительное положение, которое может находиться во входном шлюзе перед собственно отверстием рабочей камеры. В нем на подающем элементе размещается, в частности, пластинчатый экранирующий элемент на обращенной к отверстию рабочей камеры стороне заготовки.
Затем подающее устройство на заданный путь транспортировки, в частности, в случае применения сателлитного вращающегося стола, на определенный угловой шаг, перемещается в направлении подачи, при этом в предпочтительном варианте способа заготовка вдвигается в рабочую камеру, а экранирующий элемент, находящийся позади нее в направлении подачи, размещен непосредственно перед отверстием рабочей камеры или внутри него и закрывает отверстие.
На задней, если смотреть в направлении подачи, стороне этого первого экранирующего элемента уже может размещаться заготовка. В свою очередь, позади нее размещается идентичный второй экранирующий элемент. При следующем рабочем шаге сначала находящийся возле отверстия рабочей камеры экранирующий элемент поднимается вверх и, минуя находящийся в готовности второй экранирующий элемент, приводится назад в следующее положение установки. После этого подающее устройство перемещается на один следующий шаг, вследствие чего новая заготовка вдвигается в рабочую камеру и находящийся позади нее экранирующий элемент закрывает отверстие.
После этого цикл постоянно повторяется в отношении поочередной смены первого и второго экранирующего элемента.
Экранирование в смысле изобретения означает только, что перед отверстием рабочей камеры размещается отражающая поверхность, что вылетающие из камеры частицы могут отскакивать от нее и отводиться в сторону или, соответственно, вверх или вниз. Герметичное уплотнение отверстия рабочей камеры не является обязательно необходимым для решения задачи изобретения.
Именно поэтому экранирующие элементы при надлежащей адаптации формы экранирующих элементов и рамы отверстия рабочей камеры могут размещаться непосредственно в отверстии рабочей камеры или на стенке рабочей камеры, прилегая снаружи.
Однако в большинстве случаев применения достаточно разместить экранирующие элементы на расстоянии от них, так чтобы прерывалась прямая траектория полета частиц от источника дробеструйного средства внутри через отверстие рабочей камеры в окружающую среду.
Альтернативно пластинчатым экранирующим элементам, которые ставятся между местами загрузки заготовок подающего устройства и размещенными там заготовками, могут применяться экранирующие элементы в виде стакана или в форме коробки, которые своим направленным вниз отверстием надеваются на заготовку. Они перемещаются к отверстию рабочей камеры или внутрь него точно так же, как описанные выше пластинчатые экранирующие элементы.
Предпочтительно этот порядок действий одновременно применяется у входного, а также у выходного отверстия рабочей камеры, то есть при вводе заготовок в рабочую камеру, а также при выводе из нее.
Предпочтительно заграждение осуществляется таким образом, что экранирующие элементы вставляются в соответствующие крепления подающего элемента, в частности, сателлитного вращающегося стола, при этом вверх выдается захватный элемент из рабочей камеры или установленного на нее шлюзового кожуха, который установлен в крыше в кулисной направляющей, так что захватный элемент при циклическом перемещении подающего устройства в верхней области совершает заданный путь.
Кулисная направляющая не обязательно должна осуществлять ведение захватного элемента. Более того, достаточно, чтобы кулисной направляющей обеспечивалась возможность беспрепятственного движения выдающегося вверх захватного элемента.
При достижении каждого следующего положения захватный элемент может захватываться снаружи, чтобы при начале нового цикла тянуть вверх соответствующий находящийся впереди в направлении движения экранирующий элемент и снова опускать его в заднем положении. Этот порядок действий с вставленными в подающее устройство экранирующими элементами имеет то преимущество, что продвижение экранирующих элементов в одном направлении осуществляется самим подающим устройством, и необходимо только одно единственное транспортировочное устройство для экранирующих элементов, чтобы, в частности, отводить экранирующие элементы назад против направления подачи. Таким образом, не требуются никакие сложные множественные транспортировочные устройства для экранирующих элементов, которые должны были бы быть сконструированы так, чтобы они при продвижении одного транспортировочного устройства и одновременном отведении назад другого транспортировочного устройства вместе с висящими на них в каждом случае экранирующими элементами взаимно не мешали бы друг другу.
При выводе направление движения подающего устройства в отношении направления подачи почти одинаково, однако относительно отверстия рабочей камеры противоположно, и при этом изменяется также манипулирование экранирующими элементами.
Например, подающее устройство в этом случае при своем движении осуществляет отведение соответствующего экранирующего элемента от отверстия рабочей камеры, в отличие от чего транспортировочное устройство должно подводить соответствующий другой экранирующий элемент против направления подачи к отверстию рабочей камеры.
Пригодное для осуществления предлагаемого изобретением способа устройство описано в п. 9 формулы изобретения. Оно пригодно как для варианта ввода, так и вывода, при этом только должно соответственно адаптироваться управление, чтобы воспроизводить различные направления движения.
Предпочтительно предусмотренные штыревые элементы на нижней кромке экранирующих элементов входят в зацепление в отверстия подающего устройства, которое, в частности, представляет собой круглый сателлитный вращающийся стол.
Во избежание заклинивания вставленных во вращающийся стол штырей, и именно когда поступает дробеструйное средство, между гнездами во вращающемся столе и штырями должен предусматриваться достаточный зазор. Это влечет за собой, в первую очередь, тот недостаток, что вставленные во вращающийся стол экранирующие элементы не ориентированы точно вертикально, а вследствие большого зазора могут опрокидываться, как только захватный элемент был отпущен транспортировочным устройством. Кулисная направляющая, правда, ограничивает это возможное шатающееся движение опрокидывания в одном направлении, которое тангенциально к направлению транспортировки. Но выдающийся вверх захватный элемент в находящемся впереди положении извлечения не в каждом случае находится в воспроизводимом месте.
Чтобы все же обеспечить возможность надежного захватывания транспортировочным устройством с целью подъема, в частности, предусмотрено, что у захватного элемента на его конце установлен соединительный элемент в виде поперечного ригеля, который с верхней стороны выполнен некруглым, а с нижней стороны выполнен круглым. Одновременно на опорном элементе транспортировочного устройства выполнена ответная часть к некруглой верхней части ригельного элемента.
Например, верхняя часть ригельного элемента может быть выполнена призматической с направленной вверх кромкой. Гнездовой элемент транспортировочного устройства имеет тогда совместимый с этой кромкой V-образный паз. Когда ригельный элемент своей верхней стороной вдавливается в гнездовой элемент, происходит принудительная ориентация и центрирование вместе с висящим на нем экранирующим устройством посредством геометрического замыкания. Чтобы можно было захватить ригельный элемент и вставить в гнездовой элемент, нижняя сторона ригельного элемента выполнена закругленной, так что также выполненная закругленной вилка посредством движения, аналогичного ковшу экскаватора, может подхватывать ригельный элемент, при этом круглое исполнение позволяет зубцу соскальзывать по ригельному элементу.
На верхней стороне устройства имеется кулисная направляющая, которая имеет форму буквы «H», а именно две параллельные или в случае вращающегося стола ориентированные по той же самой делительной окружности радиальные прорези, соответственно положению вставления и извлечения экранирующих элементов, а также имеет по меньшей мере один проходящий между ними канал, который проходит параллельно направлению движения вставленного захватного элемента. При круговом движении этот канал имеет форму дуги окружности.
H-образная кулиса предпочтительно является частью дополнительного экранирующего шлюза перед рабочей камерой, посредством которого приводы подъема и опускания, а также обратной транспортировки экранирующих элементов экранированы от траектории подачи и отверстий рабочей камеры. Тем самым приводы защищены от утечек дробеструйного средства. Только захватный элемент выдается наружу через H-образную кулисную направляющую, которая, например, уплотняется посредством щеточных уплотнений, позволяющих как вдвигать, так и выдвигать экранирующие элементы в предусмотренных положениях, а также перемещать из положения вставления в положение извлечения с помощью выдающегося вверх захватного элемента.
Другой предпочтительный вариант осуществления предусматривает, что при однотипных подлежащих обработке заготовках собственно известное из уровня техники шаблонное уплотнение размещается в отверстии рабочей камеры или непосредственно возле него. Благодаря этому уплотнению площадь раскрытия отверстия рабочей камеры ограничивается необходимым минимумом.
Ниже изобретение поясняется подробнее со ссылкой на чертежи. На фигурах, в частности, показано:
фиг. 1: экранирующее устройство на виде в перспективе;
фиг. 2: части экранирующего устройства на виде в перспективе;
фиг. 3: части экранирующего устройства на виде в перспективе;
фиг. 4: экранирующий элемент на виде в перспективе;
фиг. 5a-5d: экранирующее устройство на виде в перспективе сверху.
На фиг. 1 показано экранирующее устройство 100 в левой области рабочей камеры 20. Оно включает дополнительный шлюз 23, который установлен перед собственно отверстием рабочей камеры, здесь не видимым. Он имеет отверстие 24 шлюза, которое позволяет получить беспрепятственный доступ к заготовкам, размещенным на подающем устройстве 10.
Позади стенки 20, которая видна на фиг. 1, в правой верхней области изображения находится собственно рабочая камера, в то время как область на нижнем крае изображения свободно доступна. Там на подающем устройстве свободно доступны несколько мест 11.1 загрузки заготовок, так что там могут подготавливаться заготовки.
Другое экранирующее устройство выполнено зеркально симметрично и в показанном на фиг. 1 положении рабочей камеры размещено в правой области.
Подающее устройство 10, как известно, выполнено в виде сателлитного вращающегося стола, который в кольцевой наружной области имеет множество мест 11.1, 11.2, …, 11.m загрузки заготовок (сравн. фиг. 2). Верхняя сторона выполнена плоской и движется непосредственно по нижним кромкам стенок рабочей камеры 20. Дробеструйное средство, которое поступает через отверстия в подающем устройстве 10, в нижней области собирается и удаляется из рабочей камеры.
Собственно экранирующее устройство 100 включает по существу два пластинчатых экранирующих элемента 21, 22 и одно транспортировочное устройство для их перестановки. Транспортировочное устройство подразделяется на подъемное устройство и перестановочное устройство.
Экранирующие элементы 21, 22 на своей верхней стороне имеют каждый по меньшей мере один стержневой захватный элемент 21.2, 22.2, на котором установлен по меньшей мере один соединительный элемент 21.1, 22.1. На своей нижней стороне они имеют каждый по меньшей мере один штырь 21.3, 22.3, который может вставляться в гнездовую выемку в подающем устройстве 10.
Подъемное устройство 30 включает линейный привод или пневматический цилиндр, который навешен на портале 31. С его помощью может подниматься и опускаться захватывающее устройство 32. Захватывающее устройство 32 открывает и закрывает зубчатый захват 33, с помощью которого может захватываться соединительный элемент 21.1, 22.1 на конце захватного элемента 21.2, 22.2.
Перестановочное устройство включает дугообразную направляющую шину 35 и привод 34, включающий двигатель и редуктор. На направляющей шине 35 оперты салазки, на которых смонтировано все подъемное устройство 30. Благодаря этому подъемное устройство 30 может перемещаться параллельно проходящему по дуге окружности направлению движения экранирующих элементов 21, 22, размещенных на подающем устройстве 10.
На фиг. 2 показаны части экранирующего устройства 100 в радиальном направлении взгляда из рабочей камеры, при этом основные части облицовки не изображены. От рабочей камеры видны только части дополнительного шлюза 23 с отверстием 24 шлюза слева и стенка 20 рабочей камеры с отверстием 25 рабочей камеры.
Под этими ограждениями вращается подающее устройство 10. Оно имеет на своей верхней стороне градуировку на несколько сегментов, которые образуют отдельные места 11.1, 11.2, …, 11.m загрузки заготовок. Зажимные устройства для заготовок варьируются в зависимости от вида заготовки и здесь не показаны.
На фиг. 2 между местами 11.1, 11.2 загрузки заготовок вставлен первый экранирующий элемент 21. Его стержневой захватный элемент распространяется вверх через неподвижную кулисную направляющую 36. Второй экранирующий элемент 22 захвачен захватом 33 и поднят подъемным устройством 30. Перестановочное устройство передвинуло подъемное устройство 30 на направляющей шине 35 против направления подачи, которое обозначено стрелками, влево. Там подъемное устройство 30 теперь находится в готовности к опусканию второго экранирующего элемента 22 через кулисную направляющую 36 на вращающийся стол.
Кулисная направляющая 36 выполнена H-образно с двумя ориентированными поперек направления подачи поперечными прорезями, через которые могут вдвигаться и выдвигаться экранирующие элементы 21, 22, и с впадающей в эти поперечные прорези продольной прорезью, через которую может перемещаться захватный элемент 21.2, 22.2 в направлении подачи.
На фиг. 3 показаны в перспективе снаружи снизу основные части экранирующего устройства 100 в том же положении, что и на фиг. 1 и 2.
Отчетливо видны штыри 21.3, которые проходят, начинаясь с нижней стороны экранирующего элемента 21, где они вставлены в выемки в подающем устройстве 10. Посредством этого соединения с геометрическим замыканием экранирующие элементы зафиксированы на подающем устройстве 10 и могут каждый посредством шагового движения подающего устройства 10 приводиться в следующее положение.
На верхней стороне, как, в частности, видно на фиг. 4, захватный элемент 21.2 заканчивается в соединительном элементе 21.1, который вверху выполнен призматическим и поэтому имеет направленную вверх кромку. Совместимым с ним образом выполнен гнездовой элемент 34 на захватывающем устройстве. С нижней стороны соединительный элемент 21.1 закруглен, а захватывающее устройство имеет дугообразно выполненные зубцы, которые справа и слева, минуя захватный элемент, подхватывают соединительный элемент 21.1.
Благодаря описанному исполнению достигается, что весь экранирующий элемент 21 центрируется относительно захватывающего устройства, когда зубцы 33 смыкаются. Закругленные зубцы 33 скользят сначала за закругленную нижнюю сторону соединительного элемента 21.1 и одновременно втягивают верхнюю призматическую область в гнездовой элемент 34, так что достигается фиксация с геометрическим замыканием в нескольких направлениях.
Экранирующий элемент 21, который вследствие большого зазора между штырями 21.3 и выемками в подающем устройстве 10, в которые вставляются эти штыри 21.3, располагается, возможно, наискосок к горизонтальной плоскости движения подающего устройства 10, при захватывании приводится, таким образом, снова в заданное положение.
Последовательность движений в предлагаемом изобретением способе поясняется подробнее с помощью следующих фиг. 5a-5d.
Показаны соответственно экранирующие устройства 100 у закрытой рабочей камеры 20. Направление вращения подающего устройства 10 здесь в направлении часовой стрелки, так что ввод осуществляется у отверстия 25 рабочей камеры в левой области изображения, а вывод у отверстия 27 рабочей камеры в правой области изображения. Нижняя область изображения находится вне рабочей камеры 20. Там свободно доступны несколько мест 11.1 … 11.5 загрузки заготовок для комплектации заготовками 201 … 204 и их извлечения.
На фиг. 5a показана ситуация, в которой две заготовки 203, 204 уже находятся внутри рабочей камеры 20. Вне рабочей камеры 20 в местах 11.1, 11.2 загрузки заготовок две заготовки 201, 202 установлены на подающее устройство 10. Отверстие 25 рабочей камеры в предыдущем шаге производства было закрыто первым экранирующим элементом 21, который теперь поднят, как обозначено штриховой линией, которая символизирует экранирующий элемент 21. Позади него, в направлении подачи, проходящем в направлении часовой стрелки, размещен второй экранирующий элемент 22.
Как только подающее устройство 10 поворачивается на следующий угловой шаг в направлении часовой стрелки, соответственно фиг. 5b второй экранирующий элемент 22 оказывается возле отверстия 25 рабочей камеры или внутри него.
Первое место 11.1 загрузки заготовок с первой заготовкой 201 находится теперь в шлюзе между отверстием 25 рабочей камеры и отверстием 27 в наружном кожухе шлюза.
Между первым местом 11.1 загрузки заготовок и вторым местом 11.2 загрузки заготовок в подающее устройство 10 уже вставлен другой экранирующий элемент 21. Но он мог бы также еще пребывать в поднятом над ним положении.
Еще при ситуации в соответствии с фиг. 5b со стороны вывода заготовка 204 попадает в шлюз между отверстиями 27 и 26. Заготовка 203 находится еще внутри рабочей камеры 20.
Отверстие 27 рабочей камеры для вывода закрыто экранирующим элементом 22. Другой экранирующий элемент 21 находится вне рабочей камеры 20 и уже может подниматься.
На фиг. 5c показан следующий шаг этой последовательности. Подающее устройство 10 находится еще в прежнем положении, так что также положение заготовок 201 … 204 прежнее. Находящийся возле отверстия 25 рабочей камеры экранирующий элемент 22 поднимается и соответственно направлению стрелки, эскизно показанному во внутренней окружности, смещается против направления вращения подающего устройства 10 через одно положение. Затем подающее устройство 10 поворачивается вперед на один угловой шаг, как изображено стрелкой с наружной стороны.
Затем достигается положение, показанное на фиг. 5d. Со стороны ввода теперь заготовка 201 находится внутри рабочей камеры 20. Отверстие 25 рабочей камеры закрыто экранирующим элементом 21. Другой экранирующий элемент 22 находится в готовности позади второй заготовки 202.
Со стороны вывода заготовка 204 полностью вышла из рабочей камеры 20 и также из шлюза позади отверстия 27 рабочей камеры. При этом одновременно произошла транспортировка экранирующего элемента 22 с помощью подающего устройства. При этом для поочередной смены другой экранирующий элемент 21 был из положения в соответствии с фиг. 2с переставлен к отверстию 27 рабочей камеры.
С другими заготовками, которые расположены в следующих местах 11.3, … загрузки заготовок, цикл смены экранирующих элементов 21, 22 со стороны ввода и со стороны вывода соответственно повторяется в соответствии с фиг. 5b-5d.