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Title:
WORKPIECE-HOLDING DEVICE FOR A BLASTING INSTALLATION FOR BLASTING WORKPIECES WITH BLASTING MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/027592
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a workpiece-holding device (1) for a blasting installation which operates by blasting workpieces (3) with blasting material in a blasting compartment (4), said blasting material being propelled into the blasting compartment (4) by means of at least one blasting material acceleration device (5). The workpiece-holding device (1) is also rotated about a main axis of rotation (8) by means of a driving element (7). According to the invention, at least one workpiece-receiving element (9) is provided. Said workpiece-receiving element (1) is mounted in the workpiece-holding device (1) in such a way that it can rotate about a secondary axis of rotation (10, 11, 12, 13) located outside the main axis of rotation (8). By using this workpiece-holding device, it is possible to obtain especially a better surface quality of workpieces and use the blasting installation more economically.

Inventors:
STERR ALOIS (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/003325
Publication Date:
May 18, 2000
Filing Date:
November 11, 1998
Export Citation:
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Assignee:
STERR ALOIS (DE)
International Classes:
B24C3/18; B24C3/24; (IPC1-7): B24C3/18; B24C3/24
Foreign References:
DE865513C1953-03-26
US4084357A1978-04-18
NL6707101A1968-01-02
DE31388C
DE3444743A11985-08-01
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Claims:
Patentansprüche
1. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) für eine Strahlanlage, bei deren Betrieb in einer Strahlkabine (4) Werkstücke (3) mit Strahlgut bestrahlt werden, das mittels mindestens einer Strahlgutbeschleunigungseinrichtung (5) in die Strahlkabine (4) geschleudert wird, und bei der die Werkstückhalterungsvorrichtung (1) mittels eines Antriebsmittel (7) um eine innerhalb der Strahlkabine (4) liegende Hauptdrehachse (8) drehbar ist, da du r ch ge kenn zei chne t, daß in der Werkstückhalte rungsvorrichtung (1) mindestens eine Drehlagereinrichtung fur ein Werkstückaufnahmeelement (9) mit einer außerhalb der Hauptdrehachse (8) und innerhalb der Strahlkabine (4) liegen den Nebendrehachse 13) vorgesehen ist, so daß das Werksückaufnahmeelement (9) innerhalb der Strahl kabine (4) um die Nebendrehachse (10,11,12,13) drehbar gela gert ist, und sich im Betrieb während des Bestrahlens der Werkstücke (3), die an dem Werkstückaufnahmeelement (9) ange bracht sind, innerhalb der Strahlkabine (4) sowohl um die Hauptdrehachse (8) als auch um die Nebendrehachse 13) dreht.
2. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzelehnet, daß sich im Betrieb das Werkstückaufnahmeelement (9) während des Bestrahlens der Werkstücke (3), die an dem Werkstückaufnah meelement (9) angebracht sind, innerhalb der Strahlkabine (4) gleichzeitig sowohl um die Hauptdrehachse (8) als auch um die Nebendrehachse (10,11,12,13) dreht.
3. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Drehlagereinrichtung eine freie Drehung des Werkstückauf nahmeelements (9) in eine oder in beide Drehrichtungen um die Nebendrehachse (10,11,12,13) erlaubt und daß das Werkstück aufnahmeelement (9) während des Bestrahlens der Werkstücke (3) vermittels Impulsübertragung vom beschleunigten Strahlgut auf die Werkstücke (3) in eine Drehbewegung um die Nebendreh achse (10,11,12,13) versetzt wird.
4. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehlagereinrichtung eine Drehung des Werkstückaufnahme elements (9) in eine oder in beide Drehrichtungen um die Ne bendrehachse (10,11,12,13) erlaubt und daß das Werkstückauf nahmeelement (9) KraftübertragungsmittelAnkoppelelemente aufweist und während des Bestrahlens der Werkstücke (3) in der Strahlkabine (4) durch an die Kraftübertragungsmittel Ankoppelelemente angekoppelte Kraftübertragungsmittel mit mindestens einer Antriebseinrichtung verbindbar ist, durch die es in eine Drehbewegung um die Nebendrehachse (10,11,12,13) versetzt wird.
5. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprü che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstückaufnahmeelement (9) als Einzelgehänge für minde stens ein Werkstück (3) ausgebildet ist, das an einer einzi gen Aufhängeeinheit (17) aufgehängt ist, und daß das Einzel gehänge mittels mindestens einer als Hängelager (18) ausge bildeten Drehlagereinrichtung an der Aufhängeeinheit (17) drehbar gelagert ist.
6. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprü che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Werkstückhalterungsvorrichtung (1) mindestens eine Drehlagereinrichtung l. Ordnung (52) mit einer zugehörigen Nebendrehachse l. Ordnung vorgesehen ist und daß an dieser Drehlagereinrichtung l. Ordnung (52) eine Aufhängevorrichtung (51) für mindestens eine Drehlagereinrichtung 2. Ordnung (53) mit einer zugehörigen Nebendrehachse 2. Ordnung vorgesehen ist, an dem ein Werkstückaufnahmeelement (9) eingehängt wer den kann.
7. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprü che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehlagereinrichtung als Hängelager (18,52,53) ausge bildet ist und eine Lagerdose (19) aufweist, in deren Boden wandung (20) eine Achsöffnung (21) vorgesehen ist, durch die eine Lagerachse (22) von unterhalb der Lagerdose (19) in die se hineingeführt ist, daß in der Lagerdose (19) um die Lagerachse (22) herum auf der Bodenwandung (20) Lagerkugeln (23) angeordnet sind, auf denen von oben her eine an der Lagerachse (22) befestigte Trägerscheibe (24) aufliegt, daß außerhalb der Lagerdose (19) an der Lagerachse (22) ein Befestigungsmittel (25) für ein Einzelgehänge vorgesehen ist.
8. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwandung (20) im Verlauf von der Seitenwandung (26) der Lagerdose (19) zur Achsöffnung (21) hin nach unten ge neigt ist und daß der kleinste Durchmesser der Achsöffnung (21) größer ist als der größte Durchmesser der Lagerachse (22) im Bereich der Achsöffnung (21) plus zwei mal der Durch messer der größten verwendeten Strahlgutkörner.
9. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche freien Flächen innerhalb der Lagerdose (19) derart geneigt sind, daß in die Lagerdose (19) eindringendes Strahl gut sofort wieder nach unten abund aus der Lagerdose (19) herausläuft.
10. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprü che 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Seitenwandung (26) der Lagerdose (19) über die Bo denwandung (20) hinaus nach unten in Richtung Befestigungs mittel (25) erstreckt, daß zwischen der Bodenwandung (20) der Lagerdose (19) und dem Befestigungsmittel (25) an der Lagerachse (22) innerhalb der Seitenwandung (26) ein Innenschutzring (27) vorgesehen ist, daß zwischen dem Innenschutzring (27) und dem Befestigungs mittel (25) an der Seitenwandung (26) ein Außenschutzring (28) vorgesehen ist, und daß der Außendurchmesser des Innenschutzringes (27) und der Innendurchmesser des AuBenschutzringes (28) so bemessen ist, daß der kleinste Abstand zwischen Innenschutzring (27) und der Seitenwandung (26) sowie der kleinste Abstand zwischen Außenschutzring (28) und Lagerachse (22) größer ist als der Durchmesser der größten verwendeten Strahlgutkörner und daß sich die Bodenwandung (20) und der Innenschutzring (27) sowie dieser und der Außenschutzring (28) gegenseitig uberlappen.
11. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprü che 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Lagerdose (22) seitlich von einem Gummischutzrohr (29) umschlossen ist.
12. Werkstückhalterungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprü che 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Deckenwandung (30) der Lagerdose (19) eine Deck kiesschicht (31) vorgesehen ist.
13. Verwendung einer Werkstückhalterungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 in einer Hängebahnstrahlanlage zur Oberflächenbearbeitung von MetallGußteilen.
14. Verfahren zum Bestrahlen von mindestens einem Werkstück (3) mit Strahlgut, bei dem mittels mindestens einer Strahl gutbeschleunigungseinrichtung (5) Strahlgut in eine Strahlka bine (4), in der sich das Werkstück (3) befindet, geschleu dert wird, und bei dem das Merkstück (3) um eine in der Strahlkabine (4) liegende Hauptdrehachse (8) gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (3) gleichzeitig um eine in der Strahlkabine (4) außerhalb der Hauptdrehachse (8) liegende Nebendrehachse gedreht wird.
Description:
Beschreibung Werkstückhalterungsvorrichtung für eine Strahlanlage zum Be- strahlen von Werkstücken mit Strahlgut Nerkstückhalterungsvorrichtung für eine Strahlanlage, -bei deren Betrieb in einer Strahlkammer Werkstücke mit Strahlgut bestrahlt werden, das mittels mindestens einer Strahlgutbeschleunigungseinrichtung in die Strahlkammer ge- schleudert wird, und -bei der die Werkstückhalterungsvorrichtung mittels eines Antriebsmittels um eine in der Strahlkammer liegende Haupt- drehachse gedreht wird.

Derartige Werkstückhalterungsvorrichtungen sind bekannt und werden beispielsweise bevorzugt in sogenannten Hängebahn- strahlanlagen verwendet, in denen beispielsweise die Oberflä- chen von Metall-Gußteilen oder von Werkstücken aus einem an- deren Material mit Stahlkugeln als Strahlgut bearbeitet wer- den.

Eine derartige Hängebahnstrahlanlage 2, die schematisch in den Figuren 6 (Seitenansicht) und 7 (Draufsicht) dargestellt ist, besteht im Wesentlichen aus -einer Strahlkammer 4 mit mindestens einer angebauten Strahlgutbeschleunigungseinrichtung 5, z. B. ein Schleuderag- gregat, -einem Strahlgutbunker 33, -einem Becherwerk 32, mit dem im Betrieb das bereits ver- brauchte Strahlgut in den Strahlgutbunker 33 zurücktranspor- tiert wird, -einer Hängebahn 34, auf der die Werkstückhalterungsvorrich- tung 1 mit den angehängten zu bearbeitenden Werkstücken 3 in die Strahlkammer 4 eingefahren wird und -einem Antriebsmittel 7, mittels dem im Betrieb die Werk- stückhalterungsvorrichtung 1 um ihre Hauptdrehachse 8 gedreht wird.

Die Arbeitsweise einer derartigen Anlage ist folgende : i) Die zu bearbeitenden Werkstücke 3 werden außerhalb der Strahlkammer 4 auf die Werkstückhalterungsvorrichtung 1 auf- gegeben ; ii) Nachfolgend wird dieses Gehänge aus Werkstückhalterungs- vorrichtung 1 und Werkstücken 3 in die Strahlkammer 4 einge- fahren ; iii) Der Strahlvorgang wird in Gang gesetzt-dazu wird dem Schleuderaggregat 5 aus dem Strahlgutbunker 33 Strahlgut, z.

B. Stahlkugeln, zugeführt und das Schleuderaggregat 5 schleu- dert dieses mit hoher Geschwindigkeit in das Kabineninnere und folglich auch auf die sich momentan im Strahlkegel 37 des Schleuderaggregats 5 befindenden Oberflächen der sich mit der Werkstückhalterungsvorrichtung 1 in der Strahlkabine drehen- den Werkstücke 3 (je nach Kompliziertheit und gewünschter Oberflächenbeschaffenheit der Werkstücke wird die Strahlzeit vorher eingestellt) ; iv) Nach Beendigung des Strahlvorganges wird das Gehänge aus der Strahlkammer 4 herausgefahren und die Werkstücke von der Werkstückhalterungsvorrichtung 1 genommen ; v) Die Werkstückhalterungsvorrichtung 1 wird nachfolgend wie- der mit ungestrahlten Werkstücken 3 behängt und der Vorgang beginnt von neuem.

Bei herkömmlichen Werkstückhalterungsvorrichtungen der ein- gangs genannten Art für derartige Strahlanlagen sind die zu bestrahlenden Werkstücke auf Werkstückhalterungen 44 angeord- net, die, wie in Figur 4 schematisch gezeigt, fest mit einer auf der Hauptdrehachse 8 liegenden zentralen Gehängeachse 36 verbunden sind und sich folglich im Betrieb um diese drehen.

Diese herkömmliche Ausführungsform der Werkstückhalterungs- vorrichtung 1 bringt folgenden besonderen Nachteil mit sich : Mit dem Ziel, aus Kosten-und Leistungsgründen eine möglichst gute Ausnutzung des Kabinenvolumens zu erreichen und damit bei einem einzigen Strahldurchgang möglichst viele Werkstücke

zu bearbeiten, wird die Werkstückhalterungsvorrichtung 1 mög- lichst dicht mit Werkstücken 3 behängt.

Die Form und Größe des Gehänges sowie die Anordnung der an der Werkstückhalterungsvorrichtung 1 angeordneten Werkstücke 3 beruht auf einem Kompromiß zwischen Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit des Strahlvorganges einerseites und zu er- zielender Oberflächengüten der Werkstücke 3 andererseits.

Dieser Kompromiß nimmt beispielsweise den besonderen Nachteil in Kauf, daß bestimmte Oberflächen der Werkstücke 3 bei der Durchquerung des Strahlkegels 37 immer nur in einem ganz be- stimmten Strahlgut-Einfallswinkelbereich und in einer ganz bestimmten Entfernung von der Strahlgutbeschleunigungsein- richtung 5 vom beschleunigten Strahlgut getroffen werden und daß manche Oberflächenbereiche von Werkstücken 3 durch andere auf dem Gehänge befindliche Werkstücke 3 derart abgeschattet sind, daß sie nur von von den Oberflächen anderer Werkstücke 3 abprallendem Strahlgut, also von sogenannten Querschlägern getroffen werden können.

Die einzustellende Strahlzeit richtet sich daher nach dem Zeitpunkt, zu dem die am schwächsten bestrahlten Oberflächen der Werkstücke 3 eine akzeptable Oberflächenbeschaffenheit aufweisen. Darüberhinaus muß bei der Konzeption der Gehänge immmer Rücksicht auf die oben beschriebenen nachteiligen Fak- toren genommen werden. Dies ist aus Gesichtspunkten der Wirt- schaftlichkeit des Betriebes der Strahlanlage sehr nachtei- lig.

In manchen Fällen können daher ausreichende Oberflächengüten auf für Strahlgut nur schwer zugänglichen Oberflächen nur auf Kosten von sogenannten Verstrahlungen (= Materialauswaschun- gen) auf den anderen Oberflächen (insbesondere auf den bei der Durchquerung des Strahlkegels dem Schleuderaggregat zuge- wandten Oberflächen) erreicht werden oder müssen mangelhaft

gestrahlte Oberflächen akzeptiert werden, um anderweitige Verstrahlungen zu vermeiden.

Der oben geschilderte Sachverhalt wird im Folgenden anhand von Figur 5 kurz erläutert.

Jedes auf dem Gehänge befindliche Werkstück 3 wird bei einer Drehung des Gehänges um 360° um die Hauptdrehachse 8 zweimal durch den Strahlkegel 37 bewegt. Dabei werden die verschiede- nen Seitenflächen jedes Werkstücks verschieden stark be- strahlt, da es einerseits Seitenflächen gibt, die bei gleich- zeitig steilem Strahlgut-Einfallswinkel des Strahlguts immer sehr nah am Schleuderaggregat vorbeigeführt werden (man vgl.

Seitenfläche 38), und andererseits bestimmte Seitenflächen nur in großer Entfernung dem Schleuderaggregat zugewandt sind und sich im Strahlkegel befinden (man vgl. Seitenfläche 39).

Bei einer zu dichten Anordnung der Werkstücke 3 auf der Werk- stückhalterungsvorrichtung 1 kommt es, wie in Figur 9 ge- zeigt, zu vielen Abschattungen (gepunktete Flächen 35) be- stimmter Werkstückoberflächen, die dann nur noch von quer- schlagendem und damit schon sehr stark abgebremstem Strahlgut getroffen werden können.

Ahnliche Werkstückhalterungsvorrichtungen sind aus DE-PS 865 513 und US 4 519 171-bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkstückhalterungsvorrichtung zu entwickeln, durch die bei gleichzeitig möglichst hoher Ausnutzung des Strahlkabinenvo- lumens eine möglichst gleichmäßige Bestrahlung sämtlicher Oberflächen. aller an ihr angeordneter Werkstücke gewährlei- stet wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Werkstückhalterungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Wei-

terbildungen der erfindungsgemäßen Werkstückhalterungsvor- richtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 12. Eine bevorzugte Verwendung der Werkstückhalterungsvorrichtung ist Gegenstand des Anspruches 13. Ein Verfahren zum Bestrahlen von mindestens einem Werkstück mit Strahlgut mittels der Werkstückhalterungsvorrichtung ist Gegenstand des Anspruches 14.

Erfindungsgem§5 ist bei der Werkstückhalterungsvorrichtung der eingangs genannten Art mindestens ein Werkstückaufnahme- element vorgesehen, das in der Werkstückhalterungsvorrichtung um eine außerhalb der Hauptdrehachse liegende Nebendrehachse einer Drehlagereinrichtung drehbar gelagert ist. Folglich drehen sich im Betrieb das Werkstückaufnahmeelement und damit die Werkstücke in ein und derselben Strahlkammer sowohl um die Hauptdrehachse der Werkstückhalterungsvorrichtung als auch um die Nebendrehachse des Werkstückaufnahmeelements, was zur Folge hat, daß sämtliche äußeren Oberflächen der Werk- stücke sehr gleichmäßig, d. h. im Mittel im Wesentlichen mit derselben Strahlgutmenge und derselben Strahlgutgeschwindig- keit pro Flächeneinheit, bearbeitet werden. Jedes Werkstück wird in der Strahlkammer nämlich derart gedreht, daß ver- schiedene Oberflächen dieses Werkstücks abwechselnd zur Strahlgutbeschleunigungseinrichtung hingewandt sind, wenn das Werkstück in minimalem Abstand an dieser vorbeigeführt wird.

Besonders bevorzugt dreht sich im Betrieb das Werkstückauf- nahmeelement wahrend des Bestrahlens der Werkstücke, die an dem Werkstückaufnahmeelement angebracht sind, innerhalb der Strahlkammer gleichzeitig um die Hauptdrehachse und um die Nebendrehachse.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Werkstückhalterungsvorrichtung ist vorgesehen, daß das Werkstückaufnahmeelement in eine oder in beide Dreh- richtungen um die Nebendrehachse drehbar ist und während des Bestrahlens der Werkstücke vermittels einer Impulsübertragung

vom beschleunigten Strahlgut auf die Werkstücke in eine Dreh- bewegung um die jeweilige Nebendrehachse versetzt wird. Dies hat den besonderen Vorteil, daß keine zusätzliche Antriebs- einrichtung für das Werkstückaufnahmeelement notwendig ist, die einen zusätzlichen Wartungsaufwand und eine erhöhte Störanfälligkeit der Anlage mit sich bringen würden. Als Drehlagereinrichtung zur drehbaren Lagerung des Werkstückauf- nahmeelements ist bevorzugt ein Hängelager verwendet, in das das Werkstückaufnameelement eingehängt wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungs- gemäßen Werkstückhalterungsvorrichtung, die sich besonders bei im Vergleich zur Größe der Strahlkammer sehr kleinen Werkstücken sehr vorteilhaft für eine verbesserte Raumausnut- zung in der Strahlkammer auswirkt, sind an der Werkstückhal- terungsvorrichtung zunächst eine Mehrzahl von Hängelagern 1.

Ordnung mit zugehörigen Nebendrehachsen l. Ordnung befestigt.

An diesen Hängelagern 1. Ordnung ist je eine Aufhängevorrich- tung für Hängelager 2. Ordnung mit zugehörigen Nebendrehach- sen 2. Ordnung vorgesehen, an denen dann jeweils ein Werk- stückaufnahmeelement eingehängt ist. Im Betrieb der Anlage dreht sich dann die Werkstückhalterungsvorrichtung um die Hauptdrehachse, die Aufhängevorrichtungen mit den Hängelagern 2. Ordnung um die zugehörigen Nebendrehachsen 1. Ordnung und die Werstückaufnahmeelemente um die zugehörigen Nebendrehach- sen 2. Ordnung. Nach diesem Prinzip können bei Bedarf natür- lich auch Werkstückhalterungsvorrichtungen mit Hängelagern 3., 4.,... n-ter Ordnung aufgebaut werden. Selbstverständli- cherweise können an einer Werkstückhalterungsvorrichtung ver- schiedenartige Aufhängevorrichtungen angebracht sein, die dann je nach Größe in Hängelager 1. Ordnung oder in Hängela- ger 2., 3,... oder n-ter Ordnung eingehängt werden können und so eine optimale Raumausnutzung ermöglichen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Werkstückhalterungsvorrichtung ergeben

sich aus den im folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren 1 bis 9. Es zeigen : Figur 1 eine schematische Darstellung eines senkrechten Schnittes durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkstückhalterungsvorrichtung, Figur 2 eine schematische Darstellung eines waagrechten Schnittes durch eine Strahlanlage mit der Werkstückhalte- rungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel von Figur 1, Figur 3 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Ausführungsbeispiels von Fi- gur 1, Figur 4 eine schematische Darstellung eines senkrechten Schnittes durch eine herkömmliche Werkstückhalterungsvorrich- tung, Figur 5 eine schematische Darstellung eines waagrechten Schnittes durch eine Strahlanlage mit einer herkömmlichen Werkstückhalterungsvorrichtung, Figur 6 eine schematische Darstellung einer Seitenansicht ei- ner Hängebahnstrahlanlage, Figur 7 eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer Hängebahnstrahlanlage, Figur 8 eine schematische Darstellung eines senkrechten Schnittes durch eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Lagerdose zur drehbaren Lagerung eines Werkstückaufnahmeele- ments, Figur 9 eine schematische Darstellung eines senkrechten Schnittes durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer Lagerdose zur drehbaren Lagerung eines Werkstückaufnahmeele- ments, Figur 10 eine schematische Darstellung eines senkrechten Schnittes durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkstückhalterungsvorrichtung, das nur ein Werstückaufnah- meelement aufweist und Figur 11 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkstückhalte- rungsvorrichtung, das Hängelager l. und zweiter 2. Ordnung aufweist.

In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile immer mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Werkstückhalterungsvorrichtung 1 von Figur 1 ist für eine Hängebahnstrahlanlage vorgesehen und weist eine Aufhängeein- heit 17 mit einer zentralen, senkrecht stehenden Mittelstange 40 auf, an deren oberem Ende ein Einhakring 41 zum Einhaken in eine Hängebahn 34 angeordnet ist. Unterhalb des Einhakrin- ges 41 erstrecken sich vom oberen Endbereich der Mittelstange 40 ausgehend mindestens zwei Haltestangen 42 in verschiedene Richtungen radial (z. B. waagrecht) nach außen, an deren äu- ßeren Enden jeweils eine als Hängelager 18 ausgebildete Drehlagereinrichtung befestigt ist.

An jedem Hängelager 18 ist ein Werkstückaufnahmeelement 9 vorgesehen, das im Wesentlichen aus einer am Hängelager 18 befestigten senkrecht stehenden Achstange 43 und mehreren sich von dieser im Wesentlichen radial (z. B. waagrecht) nach außen erstreckenden Werkstückhalterungen 44 besteht, an denen Werkstücke 3 befestigt werden können.

Jede der Achstangen 43 ist mit ihrem unteren Ende in einem Haltering 45 fixiert, der am äußeren Ende einer von der Mit- telstange 40 ausgehenden, sich im Wesentlichen waagrecht nach außen erstreckenden Lagerstange 46 angeordnet ist. Diese Fi- xierung verhindert, daß die Werkstückaufnahmeelemente 9 im Betrieb der Strahlanlage seitlich zu schwingen beginnen.

Die oben beschriebene Werkstückhalterungsvorrichtung 1 wird, wie in Figur 2 angedeutet, in der Strahlkabine 4 mittels der Antriebseinrichtung 7 um eine im Wesentlichen in der Mittel- stange 40 verlaufenden Hauptdrehachse 8 beispielsweise in der durch den Pfeil 47 angegebenen Richtung gedreht. Durch Im- pulsübertragung von von der Strahlgutbeschleunigungseinrich- tung 5 in die Strahlkabine 4 auf die Werkstücke 3 geschleu- dertem Strahlgut wird jedes Werkstückaufnahmeelement 9 in

Drehbewegung (angedeutet durch die Pfeile 14) um eine im We- sentlichen in der zugehörigen Achsstange 43 liegenden Neben- drehachse 10,11,12,13 gebracht. Die Drehrichtungen der Werk- stückaufnahmeelemente 9 (angedeutet durch die Pfeile 14) sind, vorausgesetzt die Hängelager sind entsprechend freidre- hend ausgebildet, beliebig und zufällig und können voneinan- der verschieden sein.

Ebenso ist es aber auch möglich, daß die Werkstückaufnahmee- lemente 9 Kraftübertragungsmittel-Ankoppelelemente aufweisen und im Betrieb der Strahlanlage über an diese angekoppelte Kraftübertragungsmittel mit mindestens einer Antriebseinrich- tung verbunden sind, durch die sie in eine definierte Drehbe- wegung um die jeweilige Nebendrehachse 10,11,12,13 versetzt werden.

Die in Figur 1 gezeigte Werkstückhalterungsvorrichtung 1 kann, wie in Figur 2 gezeigt, mit vier, wie in Figur 3 ge- zeigt, mit drei oder mit einer beliebigen anderen Zahl von Werkstückaufnahmeelementen 9 ausgestattet sein. Es muß ledig- lich gewährleistet sein, daß sich die Werkstückaufnahmeele- mente 9 mit den eingehängten Werkstücken 3 in ihrer Drehung nicht gegenseitig behindern. Die Zahl der Werkstückaufnahme- elemente 9 ist somit lediglich der Größe und Form der zu be- arbeitenden Werkstücke 3 und der Baugröße der Strahlkabine 4 bzw. der Größe des zur Verfügung stehenden Strahlraumes anzu- passen.

In Figur 10 ist ein Ausführungsbeispiel einer Werkstückhalte- rungsvorrichtung 1 dargstellt, die im Prinzip der von Figur 1 entspricht. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß hier nur ein einziges Werkstückaufnahmeelement 9 vorgesehen ist.

Um einen"runden"Lauf der Werkstückhalterungsvorrichtung 1 zu gewährleisten, ist in dieser gegenüber dem Werkstückauf- nahmeelement 9 ein Gegengewicht 50 befestigt.

Die Werkstückhalterungsvorrichtung 1 von Figur 11 weist eine Mehrzahl von an Haltestangen 42 befestigten Hängelagern 1.

Ordnung (Bezugszeichen 52) mit zugehörigen Nebendrehachsen l.

Ordnung auf. An den Hängelagern l. Ordnung ist jeweils eine Aufhängevorrichtung 51 für Hängelager 2. Ordnung (Bezugszeichen 53) mit zugehörigen Nebendrehachsen 2. Ordnung vorgesehen, an denen dann jeweils ein Werkstückaufnahmeele- ment 9 eingehängt ist. Darüberhinaus sind jeweils zwischen zwei Hängelagern 1. Ordnung an Haltestangen 42 weitere Hänge- lager 18 angeordnet, an denen dann jeweils direkt ein Werk- stückaufnahmeelement 9 eingehängt ist. Im Betrieb der Anlage dreht sich dann die Werkstückhalterungsvorrichtung 1 um deren Hauptdrehachse, die Aufhängevorrichtungen 51 mit den Hängela- gern 2. Ordnung um die zugehörigen Nebendrehachsen l. Ordnung und die Werstückaufnahmeelemente 9 um die zugehörigen Neben- drehachsen 2. Ordnung. Ebenso drehen sich die zwischen den Aufhängevorrichtungen 51 an den Hängerlagern 18 angeordneten Werkstückaufnahmelemente 9 um deren Nebendrehachsen. Wie wei- ter oben bereits erwähnt, können nach diesem Prinzip bei Be- darf natürlich auch Werkstückhalterungsvorrichtungen 1 mit Hängelagern 3., 4.,... und n-ter Ordnung aufgebaut werden.

Ebenso können an einer Werkstückhalterungsvorrichtung 1 ver- schiedene Werkstückaufnahmeelemente 9 angebracht sein, die dann je nach Größe direkt in Hängelager 1. Ordnung oder in Hängelager 2., 3,... oder n-ter Ordnung eingehängt werden können und so eine optimale Raumausnutzung ermöglichen. Die- ses Bauprinzip ist besonders bei im Vergleich zur Größe der Strahlkabine sehr kleinen Werkstücken vorteilhaft und erlaubt eine verbesserte Raumausnutzung in der Strahlkabine.

Das in Figur 8 gezeigte, für die oben beschriebenen Werk- stückhalterungsvorrichtungen 1 bevorzugt verwendete Hängela- ger 18 weist eine Lagerdose 19 auf, die beispielsweise am En- de einer Haltestange 42 befestigt werden kann. In der Boden- wandung 20 der Lagerdose 19 ist eine Achsöffnung 21 vorgese- hen, durch die eine Lagerachse 22 von unterhalb der Lagerdose 19 in diese hineingeführt ist. In der Lagerdose 19 sind um

die Lagerachse 22 herum auf der Bodenwandung 20 Lagerkugeln 23 angeordnet, auf denen von oben her eine an der Lagerachse 22 befestigte Trägerscheibe 24 aufliegt. Die Trägerscheibe 24 ist beispielsweise auf die Lagerachse 22 aufgesteckt und mit- tels einer Sicherheitsmutter 48, die auf einem Gewinde 49 an der Lagerachse 22 aufgeschraubt ist, fixiert. Außerhalb der Lagerdose 19 ist an der Lagerachse 22 ein Befestigungsmittel 25 in Form eines Einhakringes für das Werkstückaufnahmeele- ment 9 (Einzelgehange) vorgesehen.

Die gesamte Lagerdose 19 ist seitlich von einem Gummischutz- rohr 29 umschlossen, das sich nach unten über den Einhakring hinweg erstreckt. Dieses Gummischutzrohr 29 schützt das Hän- gelager 18 vor übermäßigem Verschleiß durch Strahlguteinwir- kung.

Die Lagerdose 19 ist von oben mit einer abziehbaren Ver- schlußkappe als Deckenwandung 30 verschlossen, die beispiels- weise aus Kunststoff besteht und mit einer Deckkies-Schicht 31 als Verschleißschutz abgedeckt ist.

Damit Strahlgut, das in die Lagerdose 19 eingedrungen ist, ungehindert wieder ablaufen kann, ist die Bodenwandung 20 im Verlauf von der Seitenwandung 26 der Lagerdose 19 zur Achsöffnung 21 hin nach unten geneigt und ist der kleinste Durchmesser der Achsöffnung 21 größer als der gröbte Durch- messer der Lagerachse 22 im Bereich der Achsöffnung 21 plus 2 mal der Durchmesser der größten verwendeten Strahlgutkörner.

Bei einem weiter verbesserten Hängelager 18 (man vgl. Figur 9) erstreckt sich die Seitenwandung 26 der Lagerdose 19 über die Bodenwandung 20 hinaus nach unten in Richtung Befesti- gungsmittel 25. Desweiteren ist zwischen der Bodenwandung 20 der Lagerdose 19 und dem Befestigungsmittel 25 an der La- gerachse 22 innerhalb der Seitenwandung 26 ein Innenschutz- ring 27 und zwischen dem Innenschutzring 27 und dem Befesti- gungsmittel 25 an der Seitenwandung 26 ein Außenschutzring 28

vorgesehen. Der Außendurchmesser des Innenschutzringes 27 und der Innendurchmesser des Außenschutzringes 28 sind dabei so bemessen, daß der kleinste Abstand zwischen Innenschutzring 27 und Seitenwandung 26 sowie der kleinste Abstand zwischen Außenschutzring 28 und Lagerachse 22 größer ist als der Durchmesser der größten verwendeten Strahlgutkörner und daß sich die Bodenwandung 20 und der Innenschutzring 27 sowie dieser und der Außenschutzring 28 gegenseitig überlappen.

Diese Anordnung aus Innenschutzring 27 und Außenschutzring 28 dient als Barriere für Strahlgut.

Zum Schutz vor übermäßigem Verschleiß durch in die Lagerdose eindringendes Strahlgut sind bei dem Hängelager 18 von Figur 9 sämtliche freien Flächen innerhalb der Lagerdose 19, z. B. die Oberseiten der Trägerscheibe 24, der Sicherheitsmutter 48, des Innenschutzringes 27 und des Außenschutzringes 28, derart geneigt, daß in die Lagerdose 19 eindringendes Strahl- gut sofort wieder ab-und nach unten aus der Lagerdose 19 herausläuft.

Der grundsätzliche vorteilhafte Unterschied zwischen der Werkstückhalterungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin- dung zu den bekannten herkömmlichen Werkstückhalterungsvor- richtungen besteht darin, dass irgendwann alle Seitenflächen der an dieser angebrachten Werkstücke"vorne", d. h. in dem Bereich, in welchem die Werkstücke den Strahlkegel nahe der Strahlgutbeschleunigungseinrichtung schneiden, gestrahlt wer- den. Hier kann die größte Strahlenergie aufgenommen werden und folglich ist hier die Bearbeitungseffektivität am größ- ten. Es können im Vergleich zu den herkömmlichen Vorrichtun- gen deutlich mehr Bereiche der Seitenflächen in diesem Be- reich von Strahlgut erreicht werden. Die Strahlenergie wird im Mittel sehr gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche der Werkstücke verteilt, was zu einem von vorneherein berechenba- ren und gleichmäßigen Oberflächenbild führt.

Besonders bei sehr kompliziert gestalteten Werkstücken, wie zum Beispiel stark zerklüfteten, mit Hohlräumen und Verrip- pungen versehenen Werkstücken, ist die erfindungsgemäße Werk- stückhalterungsvorrichtung von besonderem Vorteil. Durch die ständigen Drehbewegungen der einzelnen Werkstückaufnahmeele- mente, insbesondere bei freier Lagerung ohne externen Antrieb mit verschiedenen zufälligen Drehgeschwindigkeiten und Dreh- richtungen, werden die auftreffenden Strahlgutkörner in ver- schiedene Richtungen abgelenkt, so dass auch für Strahlgut von der Strahlgutbeschleunigungseinrichtung aus auf direktem Weg nur schwer oder überhaupt nicht zugängliche Flächen von Strahlgut erreicht werden können.

Darüberhinaus ist besonders vorteilhaft, dass aufgrund der zusätzlichen indirekten Bestrahlung durch Abpraller und Quer- schläger bei dem erfindungsgemäßen System eine gegenüber dem herkömmlichen System erhöhte Anzahl von Werkstücken bearbei- tet werden können, da auch die Abpraller und Querschläger we- sentlich zur Bearbeitung der Seitenflächen beitragen.

Die erfindungsgemäße Werkstückhalterungsvorrichtung kann im Vergleich zu herkömmlichen auch deshalb wesentlich dichter mit Werkstücken behängt werden, weil es nicht mehr notwendig ist, dass einzelne Oberflächen der Werkstücke bei von der Strahlgutbeschleunigungseinrichtung entferntem Durchtritt durch den Strahlkegel gestrahlt werden müssen. Abschattungen der einzelnen Bauteile gegeneinander spielen von daher hier eine deutlich geringere Rolle als bei den bekannten herkömm- lichen Werkstückhalterungsvorrichtungen.

Unter Verwendung der neuartigen Werkstückhalterungsvorrich- tung kann daher ein deutlich größeres Volumen des vorgegebe- nen Drehzylinders (maximales Gehängevolumen) ausgenutzt wer- den. Einzige Voraussetzung ist, daß sich Werkstücke verschie- dener Werkstückaufnahmeelemente in ihrer Drehbewegung nicht gegenseitig behindern. Dadurch können im Vergleich zu den

herkömmlichen Werkstückhalterungsvorrichtungen mehr Teile pro Strahlgang bearbeitet werden.

Durch die effektivere Nutzung der Strahlenergie zur Oberflä- chenbearbeitung der Werkstücke stellen sich folgende weitere entscheidende Vorteile ein : * Durch die mögliche dichtere Bepackung der Werkstückhalte- rungsvorrichtung mit Werkstücken verringert sich der Ver- schleiß der Werkstückhalterungsvorrichtung selbst sowie von Material der Strahlkabinenauskleidung, da das in die Strahlkabine geschleuderte Strahlgut in höherem Maße auf die Werkstücke selbst trifft.

* Die Strahlzeiten können im Vergleich zum herkömmlichen Ver- fahren nach unten korrigiert werden, wodurch in Verbindung mit dem höheren Befüllungsgrad der Strahlkabine eine Ver- ringerung des Strahlgutverschleißes erreicht wird.

* Darüber hinaus führt die erfindungsgemäße Werkstückhalte- rungsvorrichtung dazu, dass Umrüstzeiten durch bequeme Handhabung beim Wechseln der Werkstückaufnahmeelemente er- niedrigt werden können. Da die Aufhängeeinheit (Grundgehänge) ständige Verwendung findet und bei Bauteil- wechsel nur die Werkstückaufnahmeelemente (Einzelgehänge) auszuwechseln sind, ist im Verhältnis zum herkömmlichen Verfahren weniger Gehängevorhalteraum nötig.

* Werkstücke, die nach dem Strahlvorgang auf der Werkstück- halterungsvorrichtung die Strahlkabine verlassen, tragen gleichzeitig auf oder in ihnen liegengebliebenes Strahlgut aus der Strahlanlage aus. Dieses Strahlgut muss vom Bedien- personal von und aus den Teilen entfernt und in die Anlage zurückgebracht werden. Der Aufwand hierfür verringert sich bei der erfindungsgemäßen Werkstückhalterungsvorrichtung dadurch, dass durch die ständige schnelle Drehbewegung der Teile an den Werkstückaufnahmeelementen ein Großteil des Strahlguts noch bereits in der Strahlkabine abgeworfen wird. Dies ist besonders bei komplizierten und zerklüfteten Werkstücken von besonderer Bedeutung.

Die oben beschriebenen bevorzugten Hängelager weisen vorteil- hafterweise eine offene Lagerung auf, weil eine geschlossene Lagerung den Einwirkungen des aggressiven Strahlgutes nicht standhalten würde. Die offene Lagerung gewährleistet, dass während des Strahlvorganges in die Lagerdose eindringendes Strahlgut sofort wieder möglichst ungehindert entweichen kann. Um einen möglichst geringen Verschleiß des Hängelagers zu erreichen, bestehen der Einhakring, die Trägerscheibe und die Lagerkugeln vorzugsweise aus gehärtetem Stahl. Das Hänge- lager soll dem eingehängten und durch die Energie des auf die angehängten Werkstücke auftreffenden Strahlgutes in Bewegung versetzten Werkstückaufnahmeelement eine möglichst reibungs- lose und durch verirrtes Strahlgut nicht oder wenig gestörte Drehbewegung ermöglichen. Um Leichtläufigkeit zu erreichen, werden für die Lagerung möglichst große Lagerkugeln verwen- det, wodurch auch ihre Anzahl gering gehalten wird.

Um die Menge an in die Lagerdose eindringendem Strahlgut ge- ring zu halten, sowie den Verschleiß an der Aufhängung (z. B.

Einhakring +-haken) des Werkstückaufnahmeelements zu mini- mieren, ist das Gummischutzrohr bis über diese heruntergezo- gen.

Dennoch in die Lagerdose eindringende Strahlgutkörper stören den Bewegungsablauf aufgrund der sehr groß gewählten Lagerku- geln (diese müssen so groß sein, daß Zwischenräume verblei- ben, durch die die größten Strahlgutkörner hindurchpassen) nur wenig und nur kurzzeitig, da sie den Lagerdoseninnenraum aufgrund der schräg nach unten gezogenen Lagerkugel- Laufflächen (= Bodenwandung der Lagerdose) in Richtung der Lagerachse durch die der Strahlgutkorngröße angepasste Achsöffnung verlassen.

Das Maß der freibleibenden ringförmigen Achsöffnung an der Lagerdosenunterseite ist so gewählt, dass der Zwischenraum zwischen Lagerachse und Bodenwandungskante in jedem Fall grö-

ßer als der Durchmesser der größten verwendeten Strahlgutkör- nung ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Bauprinzip der Werkstückhalterungs- vorrichtung mit leichtläufig gelagerten, freidrehenden Werk- stückaufnahmeelementen werden diese mit den angehängten Werk- stücken bei erstmaligem Eintritt in den Strahlkegel durch die Impulsübertragung von dem auftreffenden Strahlgut auf die Werkstücke in eine Drehbewegung versetzt, welche während des Strahlvorganges unter ständigem Beschleunigen und Abbremsen aufrechterhalten wird. Diese ungleichförmigen Kreisbewegungen lassen die Werkstücke jeweils in unterschiedlichem Strahlwin- kel, unterschiedlicher Geschwindigkeit und unterschiedlicher Drehrichtung den Strahlkegel betreten und verlassen. Dadurch wird vorteilhafterweise eine besonders gleichmäßige Oberflä- chenbeschaffenheit der Werkstücke erreicht.

Bezugszeichenliste 1 Werkstückhalterungsvorrichtung 2 Strahlanlage 3 Werkstück 4 Strahlkabine 5 Strahlgutbeschleunigungseinrichtung 7 Antriebsmittel 8 Hauptdrehachse 9 Werkstückaufnahmeelement 10,11,12,13 Nebendrehachse 14 Drehrichtung 17 Aufhängeeinheit 18 Hängelager 19 Lagerdose 20 Bodenwandung 21 Achsöffnung 22 Lagerachse 23 Lagerkugel 24 Tragerscheibe 25 Befestigungsmittel 26 Seitenwandung 27 Innenschutzring 28 Außenschutzring 29 Gummischutzrohr 30 Deckenwandung 31 Deckkies-Schicht 32 Becherwerk 33 Strahlgutbunker 34 Hangebahn 35 Abschattung 36 zentrale Gehangeachse 37 Strahlkegel 38 stark gestrahlte Seitenfläche 39 schwach gestrahlte Seitenfläche

40 Mittelstange 41 Einhakring 42 Haltestange 43 Achsstange 44 Werkstückhalterung 45 Haltering 46 Lagerstange 47 Drehrichtung 48 Sicherheitsmutter 49 Gewinde 50 Gegengewicht 51 AuShängevorrichtung 52 Hängelager 1. Ordnung 53 Hangelager 2. Ordnung