DE102007022194A1

DE102007022194A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten der Kanten und Oberflächen flächiger Werkstücke

Info

Publication number: DE102007022194A1
Application number: DE102007022194A
Authority: DE
Inventors: Georg Weber
Original assignee: Hans Weber Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Weber Georg De
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2027-05-12
Also published as: NL2001514C2; CH701072B1; DE102007022194B4; US20080280545A1; ITMI20080608A1; NL2001514A1; DE102007022194C5; US7775858B2

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Bearbeiten der Kanten und Oberflächen flächiger Werkstücke, umfassend einen Maschinenrahmen mit einer Werkstückauflage (12) und mindestens einen Bearbeitungskopf (14) mit einem Werkzeugträger, der an dem Maschinenrahmen um eine zur Werkstückauflage (12) senkrechte erste Achse drehbar gelagert und mittels eines Antriebes antreibbar ist und der mindestens zwei Werkzeuge (32) trägt, die an dem Werkzeugträger exzentrisch zur ersten Achse jeweils um eine zur Werkstückauflagefläche (12) senkrechte zweite Achse drehbar gelagert und mit einem Planetenrad (44) verbunden sind, das mit einem rahmenfesten zur ersten Achse koaxialen Sonnenrad (26) in Getriebeeingriff steht, wobei der umlaufende Werkzeugträger einen Wirkungskreis (46) der Werkzeuge (32) definiert, sind mindestens zwei Bearbeitungsköpfe (14) so nebeneinander angeordnet, dass sich die Wirkungskreise (46) ihrer Werkzeuge (32) überschneiden, wobei die Bewegung der Werkzeugträger benachbarter Bearbeitungsköpfe (14) so gesteuert ist, dass die an ihnen angeordneten Werkzeuge (32) in Umlaufrichtung gegeneinander versetzt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Kanten und Oberflächen flächiger Werkstücke, umfassend einen Maschinenrahmen mit einer Werkstückauflage und mindestens einen Bearbeitungskopf mit einem Werkzeugträger, der an dem Maschinenrahmen um eine zur Werkstückauflage senkrechte erste Achse drehbar gelagert und mittels eines Antriebes antreibbar ist und der mindestens zwei Werkzeuge trägt, die an dem Werkzeugträger exzentrisch zur ersten Achse jeweils um eine zur Werkstückauflagefläche senkrechte zweite Achse drehbar gelagert und mit einem Planetenrad verbunden sind, das mit einem rahmenfesten zur ersten Achse koaxialen Sonnenrad in Getriebeeingriff steht, wobei der umlaufende Werkzeugträger einen Wirkungskreis der Werkzeuge definiert.
Eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art ist beispielsweise aus der DE 103 38 682 A1 bekannt. Die Überlagerung der Drehbewegung des Werkzeugträgers und der zwangsweisen Drehbewegung der Werkzeuge mit einer gegenüber der Drehzahl des Werkzeugträgers höheren Drehzahl ermöglicht bei dieser Vorrichtung eine hohe Zerspanungsleistung der Werkzeuge und damit eine effektive Bearbeitung der Werkstücke. Bei der aus der DE 103 38 682 A1 bekannten Vorrichtung sind mehrere scheibenförmige Schleif- oder Bearbeitungsköpfe vorgesehen, die in zwei quer zur Bewegungsrichtung des Werkstückes ausgerichteten, in Vorschubrichtung des Werkstückes aufeinanderfolgenden Reihen angeordnet sind, wobei die beiden Schleifkopfreihen quer zur Bewegungsrichtung des Werkstückes derart gegeneinander versetzt sind, dass die Schleifköpfe der einen Reihe – in Bewegungsrichtung des Werkstückes betrachtet – die Lücken zwischen den Schleifköpfen der anderen Reihe schließen. Damit wird zwar die gesamte Arbeitsbreite der Vorrichtung von den Schleifwerkzeugen abgedeckt, jedoch benötigt die Vorrichtung in Vorschubrichtung des Werkzeuges relativ viel Raum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der einerseits die gesamte Arbeitsbreite der Vorrichtung von den Werkzeugen überstrichen wird, die andererseits in Richtung des Werkstückvorschubes jedoch wenig Raum beansprucht.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens zwei Bearbeitungsköpfe so nebeneinander angeordnet sind, dass sich die Wirkungskreise ihrer Werkzeuge überschneiden, wobei die Bewegung der Werkzeugträger benachbarter Bearbeitungsköpfe so gesteuert ist, dass die Werkzeuge eines Bearbeitungskopfes gegenüber den Werkzeugen eines benachbarten Bearbeitungskopfes in Umlaufrichtung gegeneinander versetzt sind.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung greifen benachbarte Bearbeitungsköpfe so ineinander, dass sich die Bearbeitungsbahnen der Werkzeuge benachbarter Bearbeitungsköpfe überschneiden. Damit kann mit einer einzigen Reihe von nebeneinanderliegenden Bearbeitungsköpfen die gesamte Arbeitsbreite der Vorrichtung abgedeckt werden, so dass einerseits Werkstücke an beliebiger Stelle der Arbeitsbreite aufgegeben wer den können, andererseits die Vorrichtung in Transportrichtung der Werkstücke aber nur wenig Platz beansprucht.
Vorzugsweise sind die Werkzeugträger balkenförmig ausgebildet und tragen jeweils zwei Werkzeuge, wobei die Werkzeugträger benachbarter Bearbeitungsköpfe um 90° gegeneinander versetzt sind.
Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Bearbeitung der Kanten von Werkstücken, beispielsweise von ausgeschnittenen flächigen Stahlteilen mit Hilfe von an sich bekannten Werkzeugen, die beispielsweise von zylindrischen Schleifkörpern gebildet sind, die jeweils eine Vielzahl von Schleifblättern umfassen, die in die Zylinder- oder Drehachse der Werkzeuge enthaltenen radialen Ebenen angeordnet sind. Grundsätzlich können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung aber auch andere Werkzeuge eingesetzt werden, z. B. Bürsten, die dann drehrichtungsunabhängig sind.
Bei gegebenem gegenseitigen Abstand der Werkzeugachsen an dem Werkzeugträger und bei gegebenem Durchmesser der Werkzeuge lässt sich der Mindestachsabstand benachbarter Bearbeitungsköpfe auf einfache Weise ermitteln. Eine besonders kompakte Anordnung ist möglich, wenn die Werkzeugträger zweier jeweils benachbarter Bearbeitungsköpfe mit gegenläufigem Drehsinn angetrieben sind. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Drehrichtung der Werkzeuge benachbarter Werkzeugträger stets gleich ist. Das bedeutet, dass die Drehrichtung der Werkzeuge der einen Bearbeitungsköpfe gleich der Drehrichtung ihres jeweiligen Werkzeugträgers ist, während die Drehrichtung der Werkzeuge der anderen Bearbeitungsköpfe entgegengesetzt zur Drehrichtung ihres jeweiligen Werkzeugträgers ist.
Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf eine Reihe von Bearbeitungsköpfen, die sich quer zur Vorschubrichtung der Werkstücke über die Breite einer Werkstückauflage erstreckt,
2 einen die Achse eines Werkzeugträgers enthaltenden Schnitt durch einen ersten Bearbeitungskopf und
3 einen der 2 entsprechenden Teilschnitt durch einen zweiten Bearbeitungskopf.
In 2 ist mit 10 ein Träger eines im übrigen nicht dargestellten Maschinenrahmens einer Schleifvorrichtung bezeichnet, deren Werkstückauflagefläche für ein Werkstück 11 durch eine strichpunktierte Linie 12 angedeutet ist. An dem Träger 10 ist ein allgemein mit 14 bezeichneter Bearbeitungskopf angeordnet. Dieser umfasst einen Werkzeugträger 16, der mit einer Welle 18 über Lager 20 in einer Lagerbuchse 22 drehbar gelagert ist, die mit Schrauben 24 an dem Träger 10 befestigt ist. Die Lagerbuchse 22 trägt an ihrem dem Werkzeugträger 16 zugewandten Ende ein Sonnenrad 26, das koaxial zur Achse 28 der Welle 18 mit Hilfe von Schrauben 30 an der Lagerbuchse 22 angeschraubt ist.
An dem Werkzeugträger sind in einem radialen Abstand von der Achse 28 zwei zylindrische Werkzeuge 32 in Lagern 34 jeweils um eine Achse 36 drehbar gelagert, die ebenso wie die Achse 28 der Welle 18 senkrecht zur Werkstückauflage 12 gerichtet ist. Bei den Werkzeugen handelt es sich im dargestellten Beispiel um zylindrische Schleifkörper, die eine Vielzahl von Schleifblättern 38 haben (1), die in die Achse 36 enthaltenden radialen Ebenen der Werkzeuge 32 angeordnet und an einer Trägerplatte 40 des Werkzeuges 32 befestigt sind. Der Abstand der Werkzeuge 32 von der Werkstückauflagefläche 12 wird so eingestellt, dass er geringer ist als die senkrecht zur Werkstückauflagefläche 12 gemessene Dicke eines Werkstückes 11. Beim Durchlauf des Werkstückes 11 durch die Bearbeitungsvorrichtung treffen die Werkzeuge 32 auf die Randflächen des Werkstückes 11, wobei die Schleifblätter oder Borsten der Werkzeuge 32 ausgelenkt und über die Kante und die Oberfläche des Werkstückes 11 gezogen werden.
Der an der Trägerplatte 40 befestigte Wellenzapfen 42 des jeweiligen Werkzeuges 32, mit dem dieses in dem Werkzeugträger 16 drehbar gelagert ist, trägt jeweils ein mit ihm drehfestes Ritzel 44, das mit dem Sonnenrad 26 in Eingriff steht. Eine Drehung des Werkzeugträgers 16 um die Achse 28 führt somit dazu, dass die Werkzeuge 32 durch die auf dem maschinenrahmenfesten Sonnenrad 26 abrollenden Ritzel oder Planetenräder 44 um ihre Achse 36 gedreht werden. Der Antrieb des Werkzeugträgers 16 um die Achse 28 erfolgt mit Hilfe eines nicht dargestellten herkömmlichen Antriebes, z. B. Elektromotors.
In der 1 erkennt man eine Reihe von Bearbeitungsköpfen 14, die sich quer über die Werkstückauflage 12 der Vorrichtung erstreckt, wobei die Vorschubrichtung der Werkstücke durch den Pfeil A angegeben ist. Der Abstand der Drehachsen 28 der Werkstückträger 16 jeweils benachbarter Bearbeitungsköpfe 14 ist so gewählt, dass sich die Wirkungskreise 46 der Werkzeuge 32 benachbarter Bearbeitungsköpfe 14 überschneiden. Um sicherzustellen, dass sich die Werkzeuge 32 benachbarter Bearbeitungsköpfe 14 nicht behindern, sind die Werkzeugträger 16 benachbarter Bearbeitungsköpfe jeweils um 90° gegeneinander versetzt, wie dies die 1 zeigt. Um sicherzustellen, dass dieser Versatz der Werkzeuge benachbarter Bearbeitungsköpfe auch unter Last exakt erhalten bleibt, werden die Werkzeugträger zweckmäßigerweise über nicht dargestellte Zahnräder von einem gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben. Grundsätzlich kann der Antrieb der Werkzeugträger 16 der Bearbeitungsköpfe 14 so gewählt werden, dass sich sämtliche Werkzeugträger 16 gleichsinnig drehen. Vorzugsweise werden jeweils benachbarte Werkzeugträger 16 jedoch mit entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben, wie dies in 1 durch die Pfeile B angedeutet ist, da auf diese Weise der Achsabstand benachbarter Bearbeitungsköpfe 14 verringert werden kann.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel drehen sich sämtliche Werkzeuge der Bearbeitungsköpfe 14 in der gleichen Drehrichtung, wie dies durch die Pfeile C angedeutet wird. Dies ist bei drehrichtungsabhängigen Werkzeugen wie den oben beschriebenen Schleifkörpern notwendig, um eine Schleifwirkung zu erzielen. Das bedeutet, dass sich die Werkzeuge 32 in den einen Bearbeitungsköpfen entgegengesetzt zur Drehrichtung des Werkzeugträgers 16 drehen, während sie in den anderen Bearbeitungsköpfen gleichsinnig mit den Werkzeugträgern umlaufen. Bei dem in 2 dargestellten Bearbeitungskopf ist die Drehrichtung der Werkzeuge 32 entgegengesetzt der Umlaufrichtung des Werkzeugträgers 16. Ein solcher Bearbeitungskopf ist in der 1 an den Positionen 1, 3 und 5 in der Reihe von Bearbeitungsköpfen dargestellt. in den Bearbeitungsköpfen an den Positionen 2 und 4 dagegen erfolgt der Antrieb der Werkzeuge 32 nicht durch direkten Eingriff zwischen dem Planetenrad 44 und dem Sonnenrad 26, sondern über ein Zwischenzahnrad 48, das in dem Werkzeugträger 16 auf einer Welle 50 frei drehbar gelagert ist und in Eingriff mit dem Sonnenrad 26 einerseits und dem Planetenrad 44 andererseits steht.
Die vorstehende Anordnung zeigt, dass sich mit der erfindungsgemäßen Lösung eine sehr kompakte Anordnung der Schleifwerkzeuge realisieren lässt. Die Bahnen der Schleifwerkzeuge überlappen sich derart, dass die gesamte Arbeitsbreite der Werkstückauflagefläche 12 von den umlaufenden und sich selbst drehenden Werkzeugen überstrichen wird. Daher können Werkstücke an beliebiger Stelle der Werkstückauflage 12 in die Vorrichtung zur Bearbeitung eingegeben werden. Gleichzeitig benötigt die Bearbeitungsvorrichtung in Vorschubrichtung des Werkzeuges nur wenig Platz.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10338682 A1 [0002, 0002]

Claims

Vorrichtung zum Bearbeiten der Kanten und Oberflächen flächiger Werkstücke, umfassend einen Maschinenrahmen (10) mit einer Werkstückauflage (12) und mindestens einen Bearbeitungskopf (14) mit einem Werkzeugträger (16), der an dem Maschinenrahmen (10) um eine zur Werkstückauflage (12) senkrechte erste Achse (28) drehbar gelagert und mittels eines Antriebes antreibbar ist und der mindestens zwei Werkzeuge (32) trägt, die an dem Werkzeugträger (16) exzentrisch zur ersten Achse (28) jeweils um eine zur Werkstückauflagefläche (12) senkrechte zweite Achse (36) drehbar gelagert und mit einem Planetenrad (44) verbunden sind, das mit einem rahmenfesten zur ersten Achse koaxialen Sonnenrad (26) in Getriebeeingriff steht, wobei der umlaufende Werkzeugträger (16) einen Wirkungskreis (46) der Werkzeuge (32) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bearbeitungsköpfe (14) so nebeneinander angeordnet sind, dass sich die Wirkungskreise (46) ihrer Werkzeuge (32) überschneiden, wobei die Bewegung der Werkzeugträger (16) benachbarter Bearbeitungsköpfe (14) so gesteuert ist, dass die an ihnen angeordneten Werkzeuge in Umlaufrichtung gegeneinander versetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Werkzeugträger (16) balkenförmig ausgebildet ist und zwei Werkzeuge (32) trägt und dass die Werkzeugträger (16) benachbarter Bearbeitungsköpfe (14) um 90° gegeneinander versetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (32) von im Wesentlichen zylindrischen Schleifkörpern gebildet sind, die jeweils eine Vielzahl von Schleifblättern (38) umfassen, die in die Zylinder- und Drehachse (36) der Schleifkörper enthaltenden radialen Ebenen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugträger (16) zweier jeweils benachbarter Bearbeitungsköpfe (14) mit gegenläufigem Drehsinn angetrieben sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung der Werkzeuge (32) gleich der Drehrichtung ihres jeweiligen Werkzeugträgers (16) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung der Werkzeuge (32) entgegengesetzt zur Drehrichtung ihres jeweiligen Werkzeugträgers (16) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung der Werkzeuge (32) aller Werkzeugträger (16) gleich ist.