ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ОЧИСТИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ОЧИСТИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
CENTRIFUGAL CLEANING INSTALLATION AND METHOD FOR OPERATING A CENTRIFUGAL CLEANING INSTALLATION

Данное изобретение касается центробежной очистительной установки, имеющей держатель для детали, который может соединяться с подлежащей центрифугированию деталью, изготовленной промышленным способом, и имеющей взаимодействующий с держателем для детали привод для вращения этого держателя для детали. Кроме того, данное изобретение касается способа эксплуатации центробежной очистительной установки для центрифугирования детали, изготовленной промышленным способом, при котором деталь транспортируется в центробежную очистительную установку, деталь удерживается с помощью держателя для детали, держатель для детали вращается с помощью привода, чтобы центрифугировать удерживаемую деталь, и после центрифугирования держатель для детали отсоединяется от детали, и центрифугированная деталь удаляется из центробежной очистительной установки.
Изготовленные промышленным способом детали, такие как, например, блоки двигателей, головки блоков цилиндров, блоки цилиндров, коленчатые валы и т.д., как правило, до окончательного изготовления проходят ряд последовательных обрабатывающих шагов. После или до определенных обрабатывающих шагов часто также предусмотрены или, соответственно, необходимы шаги очистки, чтобы очищать деталь от жидкостей, таких как, напр., масло или используемые в металлообрабатывающих станках смазочно-охлаждающие жидкости, и/или стружка. При этом один шаг очистки может также включать в себя несколько разных процессов очистки. Для изготовленных промышленным способом деталей стандартом являются моечные установки, в которых деталь моется моечной средой, часто также разными средами, часто также с применением разных процессов мойки. Такие моечные установки известны, напр., из DE 20 2013 100959 U1 или WO 2012/048921 A1.
Известны также так называемые центробежные очистительные установки, в которых деталь помещается в держатель и центрифугируется с целью удаления пристающей к ней жидкости и/или стружки действующими центробежными силами. Это обеспечивает возможность чистосортной регенерации жидкости, пристающей к детали, такой как, напр., масло или смазочно-охлаждающая жидкость. Такие центробежные очистительные установки находят применение не только до или после обрабатывающих шагов, но также часто применяются для предварительной очистки детали в шаге очистки перед моечной установкой чтобы предотвратить слишком большое поступление загрязнения в моечную установку, что могло бы повлечь за собой нежелательную частую смену моечной среды в моечной установке. Центробежная очистительная установка может при этом также использоваться для сушки детали после моечной установки. Шаг очистки с помощью центробежной очистительной установки описан, напр., в US 2006/0201536.
Одна из центробежных очистительных установок известна, напр., из EP 1 223 397 B1. При этом изготовленные промышленным способом детали посредством транспортирующей установки транспортируются в приемную раму, в которой деталь фиксируется посредством зажимов. После этого приемная рама вращается с помощью жестко соединенного с ней привода, вследствие чего деталь очищается или, соответственно, сушится. В принципе, эта приемная рама предназначена только для одного определенной детали, так как эта приемная рама должна иметь зажимные элементы, согласованные с этой деталью, и эта приемная рама вместе с деталью должны быть также соответственно сбалансирована, чтобы затем иметь возможность вращаться. Поэтому такая центробежная очистительная установка является очень негибкой, в частности, смена детали может осуществляться только с трудом. Для смены детали должны заменяться зажимные элементы на приемной раме. Кроме того, в нужных местах на приемной раме должны располагаться подходящие балансировочные грузы. Как правило, это выполняется вручную. Одной из возможных, очень трудоемких альтернатив было бы предусмотреть на приемной раме устройство для автоматической балансировки.
Итак, задачей данного изобретения является предложить гибко применяемую центробежную очистительную установку, которая, в частности, может простым образом адаптироваться к различным деталям.
Эта задача в соответствии с изобретением решается таким образом, что в центробежной очистительной установке предусмотрен зажимной узел для зажима и удерживания держателя для детали, и зажимной узел и привод разъемно соединены с держателем для детали, при этом держатель для детали с помощью предусмотренных на нем позиционирующих устройств и/или балансировочных грузов адаптирован к определенной детали. Задача решается также с помощью способа эксплуатации центробежной очистительной установки, при котором держатель для детали разъемно соединяется с зажимным узлом, и перед центрифугированием следующей детали соединенный с зажимным узлом держатель для детали отсоединяется от зажимного узла и заменяется другим держателем для детали, предназначенным для следующей детали. При этом проблема трудоемкой адаптации к различным деталям решается простым образом, когда держатель для детали предназначен для определенной детали, и на этом держателе для детали уже приняты все меры, которые необходимы для этой детали, в частности расположены подходящие к ней позиционирующие устройства и/или балансирные грузы. При этом центробежная очистительная установка может очень просто и быстро, а также автоматически, без трудоемкой манипуляции переоснащаться на новую деталь.
В этой связи предпочтительно, если в магазине держателей для детали в предусмотренных для этого гнездах расположено несколько держателей для детали для каждой определенной детали, и каждый держатель для детали с помощью позиционирующих устройств и/или балансирных грузов адаптирован к определенной детали. При этом нужный держатель для детали может просто выниматься из магазина держателей для детали или, соответственно, больше не нужный держатель для детали может убираться в магазин держателей для детали.
Особенно предпочтительно, если магазин держателей для детали расположен в центробежной очистительной установке таким образом, что гнездо магазина держателей для детали расположено, ориентируясь на зажимной узел. Это позволяет особенно просто зажимать держатель для детали посредством зажимного узла, который для этого должен только передвигаться к держателю для детали, предпочтительно путем простого линейного движения. Конструктивно это получается, напр., таким образом, что магазин держателей для детали выполнен в виде вращающегося диска, на котором расположено распределенное по периметру несколько гнезд держателей для детали, и что предусмотрен привод магазина для вращения вращающегося диска. Для этого магазин держателей для детали предпочтительно установлен на несущей конструкции, что также позволяет получить особенно компактную конструкцию центробежной очистительной установки.
Чтобы обеспечить хорошую фиксацию держателя для детали в гнезде магазина и правильное положение держателя для детали в магазине, на держателе для детали может быть предпочтительно установлена пиноль, на которой может быть предусмотрен осевой направляющий паз, взаимодействующий с направляющим элементом на гнезде.
Большие продолжительности цикла и простой рабочий процесс, в частности простая смена детали, может достигаться таким образом, что зажимной узел установлен на передвижных салазках, и путем передвижения салазок зажимной узел обладает возможностью возвратно-поступательного движения между положением центрифугирования и удаленным от него положением зажима.
Если при этом зажимной узел в положении зажима находится в зацеплении с держателем для детали, находящемся в магазине держателей для детали, держатель для детали может очень просто убираться в гнездо магазина держателей для детали или выниматься оттуда. Это еще больше упрощается, когда держатель для детали в положении зажима застопорен в гнезде магазина держателей для детали, благодаря чему держатель для детали в положении зажима уже надежно удерживается в магазине держателей для детали.
Захват детали с помощью держателя для детали облегчается, когда зажимной узел установлен на передвижных салазках, и зажимной узел вместе с удерживаемым им держателем для детали путем передвижения салазок в положение центрифугирования попадает в зацепление с деталью в центробежной очистительной установке. При этом также возможно достижение больших продолжительностей цикла и простого рабочего процесса, в частности простой смены детали, без необходимости передвижения при этом в положение зажима.
Смена держателя для детали упрощается, когда зажимной узел установлен на передвижных салазках, и зажимной узел вместе с удерживаемым им держателем для детали обладает возможностью передвижения в удаленное от детали положение смены.
Один из особенно простых вариантов осуществления получается, когда положение зажима расположено между положением смены и положением центрифугирования. При этом как смена детали, так и смена держателя для детали может выполняться путем только одного движения, предпочтительно линейного движения салазок.
Если привод установлен на передвижных салазках, этот привод может взаимодействовать с зажимным узлом для опосредствованного приведения в движение держателя для детали, что упрощает конструкцию.
Данное изобретение ниже поясняется подробнее со ссылкой на фигуры 1-9, на которых в качестве примеров, схематично и не ограничивающим образом показаны предпочтительные варианты осуществления изобретения. При этом показано:
фиг.1: один из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемой изобретением центробежной очистительной установки;
фиг.2: держатель для детали в гнезде магазина держателей для детали;
фиг.3: держатель для детали, имеющий пиноль и концевой конус для зажима держателя для детали с помощью зажимного узла;
фиг.46 держатель для детали, имеющий адаптированные позиционирующие устройства и балансирные грузы;
фиг.5-7: одна из предпочтительных последовательностей осуществления способа в центробежной очистительной установке;
фиг.8: брызговик и
фиг.9: один из альтернативных вариантов осуществления брызговика.
Предлагаемая изобретением центробежная очистительная установка 1 ниже поясняется более подробно со ссылкой на фиг.1 на конкретном, предпочтительном примере осуществления, особенно компактной конструкции. Центробежная очистительная установка 1 состоит в этом случае из стационарной несущей конструкции 2, на которой расположены находящиеся друг напротив друга магазины 3a, 3b держателей для детали с удерживаемыми в них держателями 4a, 4b, 5a-5d для детали и привод 6 для держателя 4 для детали. Кроме того, центробежная очистительная установка 1 включает в себя находящиеся друг напротив друга зажимные устройства 14, с помощью которых могут захватываться, зажиматься и удерживаться держатели 4a, 4b, 5a-5d для детали. В показанном примере осуществления деталь 7 должна удерживаться между двумя находящимися друг напротив друга, составляющими пару держателями 4c, 5c для детали, как еще подробнее описывается ниже. Поэтому на фиг.1 предусмотрены также два расположенных в осевом направлении удаленно друг от друга магазина 3a, 3b держателей для детали. Но, разумеется, деталь 7 может также удерживаться в центробежной очистительной установке 1 только с одной стороны с помощью держателя 4a, 4b для детали. В этом случае можно было бы также обойтись без второго магазина 3b держателей для детали. Привод 6 разъемно соединен с держателем 4a, 4b, 5a-5d для детали, как еще подробнее поясняется ниже.
Магазин 3a, 3b держателей для детали включает в себя в этом случае опертый с возможностью вращения вращающийся диск 8a, 8b, имеющий несколько расположенных распределено по периметру вращающегося диска 8a, 8b гнезд 13 под держатели 4a, 4b, 5a-5d для детали, как еще подробнее поясняется ниже со ссылкой на фиг.2 и 3. Посредством привода 9 магазина, который соединен с опертым с возможностью вращения вращающимся диском 8b, вращающиеся диски 8a, 8b, которые для этого соединены между собой соединительным валом 10, могут вращаться. Альтернативно привод двух вращающихся дисков 8a, 8b мог бы осуществляться посредством отдельных приводов 9 магазина.
Магазин 3a, 3b держателей для детали может быть также, конечно, выполнен любым другим образом, а также он не обязательно должен быть установлен на несущей конструкции 2 центробежной очистительной установки 1, а может быть также, напр., установлен рядом с несущей конструкцией. В принципе, возможно было бы даже, чтобы в центробежной очистительной установке 1 вообще не было магазина 3a, 3b держателей для детали, в частности тогда, когда смена держателя для детали необходима только очень редко.
Посредством транспортирующего устройства 11, в этом случае роликового транспортера, расположенного под держателями 4a, 4b, 5a-5d для детали, деталь 7 может транспортироваться в центробежную очистительную установку 1. В положении P передачи в области транспортирующего устройства 11 предусмотрено подъемное устройство 12, напр., простой подъемный стол, посредством которого деталь 7 может сниматься с транспортирующего устройства 11 и транспортироваться в центробежную очистительную установку 1 в положение A удерживания. Конечно, транспортирующее устройство 11 может быть при этом расположено как угодно, то есть, напр., также над, поперек или рядом с центробежной очистительной установкой 1, а также может быть выполнено как угодно, то есть, напр., также в виде подвесной дороги или же в виде робота.
Как изображено на фиг.2 и 3, на держателе 4a, 4b, 5a-5d для детали в показанном примере осуществления предусмотрена пиноль 20, имеющая стандартизированный концевой конус 21 (который может также выполняться в виде полого концевого конуса), как обычно у металлообрабатывающих станков в качестве держателя для инструмента. Держатель 4a, 4b, 5a-5d для детали расположен в магазине 3a, 3b держателей для детали в гнезде 13, предусмотренном на вращающемся диске 8a, 8b. Для этого, напр., на пиноли 21 может быть предусмотрен направляющий паз 22, который взаимодействует с направляющим элементом 23, напр., шариком, на гнезде 13. В конце направляющего паза 22 может быть также предусмотрено застопоривающее углубление 24, в котором застопоривается направляющий элемент 23. Таким образом держатель 4a, 4b, 5a-5d для детали может надежно удерживаться в гнезде 13 во вращающемся диске 8a, 8b, и одновременно с помощью направляющего паза 22 также обеспечивается заданное угловое положение держателя 4a, 4b, 5a-5d для детали на вращающемся диске 8a, 8b. Концевой конус 21 может захватываться и зажиматься с помощью достаточно известного (в частности, из металлообрабатывающих станков) и коммерчески доступного зажимного узла 14, напр., зажимного узла SK.
С помощью зажимного узла 14 зажатый в нем держатель 4a, 4b, 5a-5d для детали может вращаться. Для этого привод 6, например, посредством ремня 18 соединен с зажимным узлом 14, как обозначено на фиг.1. Поэтому «зажать» в этой связи означает, что держатель 4a, 4b, 5a-5d для детали удерживается в зажимном узле 14, чтобы иметь возможность вращаться с помощью зажимного узла 14 или с помощью частей зажимного узла 14. Разумеется, осуществимы и возможны также другие разъемные системы зажима и привода для соединения держателя 4a, 4b, 5a-5d для детали с зажимным узлом 14 или с приводом 6. Было бы возможно, напр., чтобы привод держателя 4a, 4b, 5a-5d для детали осуществлялся непосредственно приводом 6, напр., в виде передвижных или наклоняемых зубчатых колес или фрикционных колес, которые взаимодействуют с надлежащими элементами зацепления, предусмотренными на держателе 4a, 4b, 5a-5d для детали. В этой связи важно, чтобы зажимной узел 14 и привод 6, по отдельности или вместе, могли отделяться от держателя 4a, 4b, 5a-5d для детали. При этом привод 6 может опосредствованно отделяться от держателя 4a, 4b, 5a-5d для детали, если привод 6 осуществляет привод некоторой части зажимного узла 14 (как на фиг.1). Привод 6 может также непосредственно отделяться от держателя 4a, 4b, 5a-5d для детали, если привод 6 непосредственно осуществляет привод держателя 4a, 4b, 5a-5d для детали.
Каждый держатель 4a, 4b, 5a-5d для детали, или, соответственно, составляющие пару держатели 4a, 5a или 4b, 5b и пр. для детали, подготовлены для определенной детали 7, как изображено на фиг.4. Для этого на держателе 4a, 4b, 5a-5d для детали предусмотрены необходимые позиционирующие устройства 25, напр., посадочные штифты или позиционирующие отверстия, которые при применении взаимодействуют с ответными позиционирующими устройствами на детали 7, чтоб обеспечивать заданное положение детали 7 на держателе 4a, 4b, 5a-5d для детали. Кроме того, держатель 4a, 4b, 5a-5d для детали подготовлен к определенной детали 7 также благодаря расположению балансировочных грузов 26.
Со ссылкой на фиг.5-7 теперь описывается характерная последовательность действий в центробежной очистительной установке 1 в соответствии с фиг.1. При этом одинаковые ссылочные обозначения относятся к одинаковым частям.
На фиг.5 деталь 7 посредством транспортирующего устройства 11 и подъемного устройства 12 транспортируется в центробежной очистительной установке 1, так что деталь 7 находится теперь в положении A удерживания. Одновременно также приводятся в правильное положение нужные держатели 4c, 5c для детали в магазинах 3a, 3b держателей для детали. Теперь зажимные узлы 14 на двух осевых концах центробежной очистительной установки 1 из положения W смены в стороне от магазинов 3a, 3b держателей для детали передвигаются в направлении обращенных к ним пинолей 20 держателей 4c, 5c для детали в гнездах 13 вращающихся дисков 8a, 8b. Для этого гнезда 13 или, соответственно, установленные в них держатели 4c, 5c для детали и зажимные узлы 14 расположены, соответственно ориентируясь друг на друга, предпочтительно с находящимися на одной прямой продольными осями. Для этого зажимные узлы 14 установлены каждый на собственных передвижных салазках 15a, 15b. Передвижные салазки 15a, 15b установлены на несущей конструкции 2, будучи оперты на направляющих, напр., на направляющих рельсах 16 на несущей конструкции 2. Привод салазок 15a, 15b может быть выполнен любым образом, напр., в виде установленного на салазках 15a, 15b линейного привода 17, который опирается на неподвижную точку несущей конструкции 2, как обозначено на фиг.1. На салазках 15a установлен также привод 6 для держателей 4c, 5c для детали.
-1
-1
Конец этого движения подачи изображен на фиг.6. Зажимные узлы 14 в этом положении С зажима теперь находятся в зацеплении с концевыми конусами 21 держателей 4c, 5c для детали и зажимают держатели 4c, 5c для детали. И те, и другие салазки 15a, 15b теперь передвигаются еще дальше друг к другу, вследствие чего держатели 4c, 5c для детали высвобождаются из гнезд 13 вращающихся дисков 8a, 8b магазинов 3a, 3b держателей для детали и в положении S центрифугирования посредством позиционирующих устройств 25 приходят в зацепление с деталью 7 (фиг.7). При этом деталь 7 зажимается и удерживается между держателями 4c, 5c для детали в определенном положении. Теперь подъемное устройство 12 может передвигаться вниз. Теперь деталь 7 может вращаться с помощью привода 6 для очищения и/или сушки этой детали 7 путем центрифугирования. При этом обычно достигаются частоты вращения больше 400 мин., обычно до 600 мин..
Таким образом, вегетационным элементом случае центрифугирование осуществляется вокруг горизонтальной оси вращения. С помощью адаптированных к детали 7 держателей 4c, 5c для детали с самого начала обеспечена достаточная балансировка (как статическая, так и динамическая).
После центрифугирования деталь 7 на подъемном устройстве 12, которое было снова передвинуто вверх, убирается, при этом салазки 15a, 15b снова раздвигаются, вследствие чего держатели 4c, 5c для детали отсоединяются от детали 7. Предпочтительно салазки 15a, 15b раздвигаются настолько, что держатели 4c, 5c для детали в положении С зажима снова застопориваются в свободных гнездах 13 на вращающихся дисках 8a, 8b. При этом перед каждым процессом центрифугирования обеспечивается заданное угловое положение держателей 4c, 5c для детали. Теперь новая деталь 7 может помещаться в центробежную очистительную установку 1, и процесс центрифугирования может повторяться с новой деталью 7.
Когда последовательно центрифугируется ряд одинаковых деталей 7, собственно, не обязательно, но можно, оттягивать салазки 15a, 15b назад до положения W смены (фиг.5). Но если за одной деталью 7 следует другая деталь 7, то предварительно должна выполняться смена держателя для детали, как описано ниже.
Для этого салазки 15a, 15b по окончании центрифугирования сначала передвигаются до положения W смены (фиг.5), вследствие чего держатели 4c, 5c для детали отсоединяются от зажимных узлов 14 и вместе с тем также от привода 6. Теперь магазины 3a, 3b держателей для детали могут вращаться с помощью привода 9 магазинов, так что держатели 4c, 5c для детали, предусмотренные для ожидаемой детали 7, оказываются в положении A удерживания, то есть в правильном положении, чтобы иметь возможность захватываться и зажиматься зажимными узлами 14. При этом может повторяться описанная выше последовательность действий.
Совсем особо предпочтительно положение S центрифугирования и положение C зажима и при необходимости также положение W смены ориентированы друг относительно друга, например, вдоль некоторого направляющего участка, чтобы можно было попадать в отдельные положения путем простого движения вдоль направляющего участка, напр., с помощью салазок 15a, 15b по прямой направляющей 16.
Конечно, возможны разные альтернативные варианты осуществления. Например, вместо вращающихся дисков 8a, 8b могли бы быть также предусмотрены другие формы магазинов. Также возможно, чтобы смена держателя для детали осуществлялась вручную или посредством робота. Для этого магазин 3a, 3b держателей для детали может быть также расположен в другом месте, напр., рядом с транспортирующим устройством 11, или можно обойтись совсем без собственного магазина 3a, 3b держателей для детали в центробежной очистительной установке 1. Также возможно, чтобы деталь 7 захватывалась и удерживалась только с одной стороны, для чего тогда на держателе 4 для детали предусмотрено зажимное устройство для удерживания детали 7.
В простейшем случае, в частности, когда не предусмотрен магазин 3a, 3b держателей для детали или магазин 3a, 3b держателей для детали отдельно от несущей конструкции 2, не требуется даже установка зажимного узла 14 с возможностью передвижения, благодаря чему положение W смены, положение C зажима и положение S центрифугирования совпадают. Тогда смена держателя 4c, 5c для детали может выполняться до того, как новая деталь 7, напр., посредством робота, будет транспортирована в центробежную очистительную установку 1. При необходимости может быть также предусмотрено только движение между положением C зажима и положением S центрифугирования.
При центрифугировании деталь 7 для достижения коротких продолжительностей технологического процесса ускоряется до желаемой скорости и после центрифугирования быстро затормаживается до останова. При затормаживании энергия торможения может регенерироваться с помощью традиционной, доступной преобразовательной технологии в электрическую энергию, что делает центробежную очистительную установку 1 более энергоэффективной.
Могут быть также реализованы функции безопасности. Например, посредством сенсоров ускорения на держателях 4a, 4b, 5a-5d для детали, на зажимном узле 14 или несущей конструкции 2 может обнаруживаться недопустимый дисбаланс, который может вызывать отключение центробежной очистительной установки 1.
Чтобы при центрифугировании предотвращать разбрызгивание пристающей к детали 7 жидкости в окружающую среду, может быть также предусмотрен брызговик 30, который также может быть выполнен в виде ограничительной скобы для детали 7, чтобы в случае ошибки препятствовать выбрасыванию детали 7 из центробежной очистительной установки 1. Такой брызговик 30 изображен, напр., на фиг.8. На фиг.9a и 9b изображен альтернативный, цилиндрический брызговик 30. Здесь верхняя половина цилиндрической боковой поверхности 32 охватывает деталь 7, как на фиг.8. Нижняя половина цилиндрической боковой поверхности 33 посредством привода 31 брызговика может смещаться в окружном направлении. После того, как деталь 7 была введена в центробежную очистительную установку 1 и захвачена и зажата с помощью держателей 4c, 5c для детали, и после того, как подъемное устройство 12 было опущено, нижняя половина цилиндрической боковой поверхности может вращаться под деталью 7 для получения цилиндрической замкнутой камеры для детали 7.
Под транспортирующим устройством 11 может быть также предусмотрен поддон для сбора жидкости (не изображено), чтобы собирать и отводить стекающую каплями жидкость.