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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bürste, insbesondere eine Bürste für die mechanische Oberflächenbearbeitung
von metallischen Werkstücken,
mit einer Vielzahl von einzelnen und/oder gebündelten Bürstenfasern zur Ausbildung
eines Bürstenbesatzes,
wobei die Bürstenfasern
in einem Bürstenkorpus
befestigt sind und an einem dem Bürstenkorpus gegenüberliegenden
Ende eine Bürstfläche ausbilden.
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Bürsten der
eingangs genannten Art sind in einer großen Vielzahl bekannt. Die Ausgestaltung
der jeweiligen Bürste
wird dabei insbesondere durch ihren Einsatzzweck bestimmt. Je nach
Anforderungen an Arbeitsbedingungen können z. B. das Material der Bürstenfasern,
der Bürstendurchmesser
oder die Besatzlänge
variiert werden. Auch die Größe und Form der
Bürstenfläche, durch
welche die Arbeitsbreite der Bürste,
nämlich
die Kontaktfläche
der Bürste
auf dem zu bearbeitenden Werkstück
definiert wird, ist variabel. Nachteilig an den bisher bekannten
Bürsten
ist jedoch, dass für
nahezu jede Anwendungsmöglichkeit
eine unterschiedlich ausgebildete Bürste verwendet werden muss.
Um eine Verzögerung
im Herstellungsprozess von Werkstücken zu vermeiden muss daher
jeweils eine große
Anzahl unterschiedlicher Bürsten
auf Vorrat gehalten werden.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gattungsgemäße Bürste der
eingangs genannten Art bereitzustellen, die für eine Vielzahl von unterschiedlichsten
Anwendungsmöglichkeiten
einsetzbar ist.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Bürste gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.
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Eine
erfindungsgemäße Bürste, insbesondere
eine Bürste
für die
mechanische Oberflächenbearbeitung
von metallischen Werkstücken
umfasst eine Vielzahl von einzelnen und/oder gebündelten Bürstenfasern zur Ausbildung
eines Bürstenbesatzes, wobei
die Bürstenfasern
in einem Bürstenkorpus
befestigt sind und an einem dem Bürstenkorpus gegenüberliegenden
Ende eine Bürstfläche ausbilden.
Dabei ist der Bürstenbesatz
zumindest teilweise teil- oder vollumfänglich von mindestens einer
seitlichen Führung
umge ben. Durch die Ausgestaltung der mindestens einen an den Bürstenbesatz
angreifenden Führung
lässt sich
vorteilhafterweise z. B. die Wirkbreite der Bürste genau definieren. Des
Weiteren ist die Leistung der Bürste
steuerbar. Auch schwer zugängliche
Stellen an einem Werkstück
können
durch die Ausbildung der Führung
vorteilhafterweise einem Bürstprozess
unterzogen werden. Zudem ist es möglich, die Arbeitsbreite bzw.
Bearbeitungszone der Bürste
definiert zu erreichen, ohne dass angrenzende Zonen des Werkstückes beschädigt werden.
Der Bürstenbesatz
wird durch die Führung
vorteilhafterweise bezüglich
seiner Wirkbreite und Wirkrichtung gelenkt. Eine weitere vorteilhafte
Möglichkeit
der Anwendung der Führung
besteht darin, dass sich ein Bürstenbesatz
mit in der Wirkbreite unterschiedlichem Eigenschaftsprofil realisieren
lässt.
Ist die Führung
abnehmbar ausgebildet, so kann diese mit unterschiedlichen Bürsten verwendet
werden. Zudem ist es möglich,
die Führung
bei einem Auswechseln der Bürste
z. B. nach einer entsprechenden Abnutzung des Bürstenbesatzes wieder zu verwenden.
Die erfindungsgemäße Bürste ist
daher vielfältig
für unterschiedlichste
Anwendungsmöglichkeiten
verwendbar.
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In
vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bürste kann die Führung elastisch und/oder
starr ausgebildet sein. Dabei kann die Führung z. B. im Querschnitt
kreisförmig,
halbkreisförmig,
oval, halboval, dreieckig, vieleckig oder L-förmig ausgebildet sein. Auch
eine trichterförmige,
rinförmige
oder scheibenförmige
Führung
ist denkbar. In weiteren Ausführungsmöglichkeiten
der erfindungsgemäßen Bürste ist
mindestens eine an dem Bürstenbesatz
anliegende Innenseite der Führung
profiliert ausgebildet. Die Innenseite kann dabei wellenförmig ausgebildet
sein oder mindestens einen in den Bürstenbesatz ragenden Vorsprung
aufweisen. Durch die Vielzahl der Ausgestaltungsmöglichkeiten
der Führung
wie der Größe, der
Form und der Beschaffenheit der Führung sowie der Breite, Länge und
Ausrichtung relativ zum Bürstenbesatz
können
die Einsatzparameter der Bürste
auf den jeweiligen Bürstprozess
exakt angepasst werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bürste ist
die Führung
relativ zum Bürstenbesatz
beweglich ausgebildet. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich die
Eigenschaften der Bürste
während
des Bürstvorgangs
zu verändern.
So kann sich z. B. die Besatzdichte des Bürstenbesatzes ändern. Eine
zumindest zeitweise Fixierung der Führung an der Bürste bzw.
dem Bürstenbesatz,
d. h. ein Einsatz der Führung
ohne eine Relativbewegung zur Bürste
bzw. dem Bürstenbesatz
ist jedoch ebenso möglich.
Dabei ist die Führung
mit der Bürste
und/oder dem Bürstenbesatz
gekoppelt ausgebildet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bürste ist
die Führung
von der Bürste
und/oder dem Bürstenbesatz
entkoppelt und separat steuerbar ausgebildet. Hierbei kann z. B. eine
Führungseinrichtung
vorgesehen sein, die die Führung
entsprechend den geforderten Eigenschaften des Bürstbesatzes an diesen anstellt
und heranfährt.
Eine derartige Vorrichtung kann vorteilhafterweise zu einer weiteren
Automatisierung von Bürstprozessen
dienen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bürste ist
die Führung
derart ausgebildet, dass sie den Bürstenkorpus zumindest teilweise
teil- oder vollumfänglich
umgibt. Dabei kann der den Bürstenkorpus
umgebende Bereich der Führung
z. B. scheiben- oder ringförmig
ausgebildet sein. Dadurch ist vorteilhafterweise eine sichere Fixierung der
Führung
an der Bürste
bzw. dem Bürstenkorpus gegeben.
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In
weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung kann die Führung aus
Metall, einer Metall-Legierung, Stahl, Kunststoff, Gummi und/oder Keramik
bestehen. Die Bürsten
sind insbesondere technische Bürsten
wie z. B. Rund-, Topf-, Teller- oder Stiftbürsten. Die Bürstenfasern
können
aus Stahl, Kunststoff und/oder Keramik, insbesondere Siliziumkarbid
bestehen. Zudem können
die Bürstenfasern
gewellt oder gezopft ausgebildet sein. Zudem ist es möglich, dass
die Bürstenfasern
zumindest teilweise in einer Kunststoffmasse eingebettet sind.
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Verwendung
finden die erfindungsgemäßen Bürsten der
im vorhergehenden genannten beschriebenen Art z. B. bei der Herstellung
und Reparatur von Turbinen- und Triebwerksteilen, insbesondere von Teilen
einer Gasturbine in einem Flugtriebwerk.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer Bürste gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine
schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Bürste; und
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3 eine
schematische Schnittdarstellung einer Anwendungsmöglichkeit
der Bürste
gemäß 2.
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1 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung einer Bürste 100 gemäß dem Stand
der Technik. Die Bürste 100 umfasst
dabei eine Vielzahl von einzelnen Bürstenfasern 112 zur
Ausbildung eines Bürstenbesatzes 114.
Die Bürstenfasern 112 sind
dabei in einem Bürstenkorpus 116 befestigt
und bilden an einem dem Bürstenkorpus 116 gegenüberliegenden
Ende eine Bürstfläche 118 aus.
Die Bürstfläche 118 entspricht
dabei einer Arbeits- bzw. Wirkfläche
der Bürste 100 bzw.
des Bürstenbesatzes 114. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein Teilbereich einer Rundbürste
dargestellt.
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2 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung einer Bürste 10 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Die Bürste 10 dient
dabei insbesondere für
die mechanische Oberflächenbearbeitung
von metallischen Werkstücken 24 (vergleiche auch 3).
Sie weist wiederum eine Vielzahl von einzelnen Bürstenfasern 12 zur
Ausbildung eines Bürstenbesatzes 14 auf.
Die Bürstenfasern 12 sind dabei
in einem Bürstenkorpus 16 befestigt.
An einem dem Bürstenkorpus 16 gegenüberliegenden
Ende bilden die Bürstenfasern 12 eine
Bürstfläche 18 aus. Bei
der Bürste 10 gemäß dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
handelt es sich um eine Rundbürste, die
Drehachse 28 der Rundbürste 10 ist
dargestellt.
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Man
erkennt, dass der Bürstenbesatz 14 teilweise
von zwei seitlichen Führungen 20 umgeben
ist. Durch die Ausgestaltung der Führungen 20 ist es möglich die
Eigenschaften des Bürstenbesatzes
zu variieren. Insbesondere wird durch die Größe, Form und Beschaffenheit
der Führung 20 wie
auch deren Breite, Länge
und Ausrichtung relativ zum Bürstenbesatz 14 unter
anderem die Wirkbreite und die Leistung der Bürste 10 definiert
und gesteuert. Zudem ergibt sich eine gewünschte Größe und Form der Bürstfläche 18,
so dass auch schwer zugängliche
Stellen des zu bearbeitenden Werkstücks einem Bürstprozess unterzogen werden
können.
Die Führungen 20 lenken
zudem die Wirkrichtung des Bürstenbesatzes 14.
Die Führung 20 kann
zudem elastisch und/oder starr ausgebildet sein. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
einer Rundbürste 10 sind
die Führungen 20 ringförmig ausgebildet.
Des Weiteren erkennt man, dass die Führungen 20 derart
ausgebildet sind, dass sie auch beidseitig am Bürstenkorpus 16 anliegen.
Der den Bürstenkorpus 16 umgebende
Bereich 22 der Führung 20 ist
dabei jeweils scheiben- bzw. ringförmig ausgebildet. Neben einer
exakten und sicheren Befestigung der Führungen 20 und der
Bürste 10 kann
zudem die Bürste 10 dadurch
ebenfalls geführt
werden, so dass sie bezüglich
ihrer Wirkbreite und Arbeitsrichtung gelenkt ist. Die Führungen 20 sind
mit der Bürste
bzw. dem Bürstenbesatz 14 über die
Bereiche 22 mit der Bürste 10 bzw.
dem Bürstenkorpus 16 gekoppelt
bzw. verbunden. Die Bereiche 22 sind in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
als Abdeck- und Stützscheiben
bzw. -ringe ausgebildet. Die Bürstenfasern 12 bestehen
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus Stahl, d. h. aus einzelnen Stahldrähten, die Führungen 20 können ebenfalls aus
Stahl bestehen. Es ist aber auch denkbar, die Führungen 20 aus Metall,
einer Metall-Legierung, Kunststoff, Gummi und/oder Keramik auszubilden.
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3 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung einer Anwendungsmöglichkeit
der Bürste 10 gemäß 2.
Bei dem zu bearbeitenden Werkstück 24 handelt
es sich um eine Turbinenlaufscheibe. Dabei sollen die Kanten eines
Nutgrundes 26 einer Tannenbaumnut in tangentialer Richtung
zum Bauteil gebürstet
werden. Man erkennt, dass die Bearbeitungszone stark eingeschränkt erreichbar
ist. Durch die Ausgestaltung der seitlichen Führungen 20 ist es
jedoch möglich
diese schwer zugängliche
Bearbeitungsstelle einem Bürstprozess
zu unterziehen, zudem wird die Bearbeitungsstelle definiert erreicht ohne
dass angrenzende Bereiche des Werkstücks 24 beschädigt werden.
Insbesondere erkennt man, dass die Wirkbreite der Bürste 10 genau
definierbar ist, so dass diese den Nutgrund 26 der gezeigten
Tannenbaumnut exakt bürsten
kann. Insbesondere wird der Kantenradius des Nutgrundes 26 mit
der Bürste 10 fertiggestellt.
Aufgrund der Ausgestaltung der Bürste 10 mit
den seitlichen Führungen 20 ist
es möglich, das
Werkstück 24 maschinell
zu verrunden.
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Neben
den vielfältigen
Ausgestaltungsmöglichkeiten
der seitlichen Führungen 20 ist
es zudem möglich
die Eigenschaften des Bürstenbesatzes
zu variieren. Variationsmöglichkeiten
ergeben sich insbesondere durch unterschiedliche Besatzdichten, Besatzarten
und auch durch die Beschaffenheit des Besatzmaterials. Des Weiteren
kann auch die Länge des
Besatzes variiert werden.