DE102008060547B4

DE102008060547B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen einer Bearbeitungsrolle eines Bearbeitungswerkzeugs

Info

Publication number: DE102008060547B4
Application number: DE102008060547A
Authority: DE
Inventors: Patrick Blaufuß; Mario Joel; Christian KÖRBEL
Original assignee: EDAG GmbH and Co KGaA
Current assignee: FFT EDAG Produktionssysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2028-12-05
Also published as: EP2193854B1; EP2193854A3; EP2193854A2; DE102008060547A1

Abstract

Verfahren zum Reinigen einer Bearbeitungsrolle eines Bearbeitungswerkzeugs, bei dem
a) die Bearbeitungsrolle (1, 2) mit einem in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug (1–4) externen Antriebsrotor (16) in einem Antriebseingriff gekoppelt wird
b) der Antriebsrotor (16) im Antriebseingriff die Bearbeitungsrolle (1, 2) drehantreibt,
c) und die Bearbeitungsrolle (1, 2) während des Drehantriebs mittels eines Reinigungswerkzeugs (11, 12) gereinigt wird,
d) wobei der Antriebseingriff formschlüssig und von der Lauffläche (8) der Bearbeitungsrolle (1, 2) abgerückt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen einer Bearbeitungsrolle eines Bearbeitungswerkzeugs. Das Bearbeitungswerkzeug kann insbesondere ein Rollfalzwerkzeug und die Bearbeitungsrolle dementsprechend eine Falzrolle sein. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Karosseriefertigung im Fahrzeugbau.
Durch Rollfalzen werden Blechteile formschlüssig miteinander verbunden, indem eine Falzrolle einen Blechflansch abfährt und diesen umbiegt. Auf diese Weise können Bleche gefügt werden. Zum Fügen wird der Flansch eines Blechs, üblicherweise eines Außenblechs, vollständig bis zur Anlage an ein anderes Blech oder auch nur um einen geringeren Winkel teilweise umgefalzt. Das Umfalzen erfolgt meist in mehreren Falzschritten, nämlich einem oder mehreren Vorfalzschritt(en) und wenigstens einem Fertigfalzschritt, in dem der vorgefalzte Blechflansch gegen das andere Blech gedrückt wird. Die formschlüssige Verbindung der Bleche bewirkt durch eine Erhöhung des Widerstandsmoments an der Außenkante einen Festigkeits- und Steifigkeitsgewinn für den Blechverbund und zusätzlich ein verbessertes Energieabsorptionsvermögen. Um bestimmte Eigenschaften des Verbunds weiter zu verbessern, wird in vielen Anwendungen vor dem Fügen im Fügebereich der Bleche ein Kleber aufgetragen, so dass die Bleche durch das Rollfalzen nicht nur formschlüssig, sondern zusätzlich auch stoffschlüssig im Falzbereich miteinander verbunden werden. Durch das Kleben wird eine Erhöhung der Verbundsteifigkeit erreicht. Handelt es sich bei dem Blechverbund um eine Fahrzeugkarosserie oder ein Karosserieteil, führt das Kleben zu einem verbesserten Crashverhalten, ferner werden die Schwingungs- und Geräuschdämpfungseigenschaften verbessert und Spaltkorrosion in der Falztasche verhindert.
Beim Rollfalzen mit Kleber kommt es zu einem partiellen Austritt des Klebers entlang der Falznaht. Im Karosseriebau geben die Hersteller oftmals vor, dass Klebstoff sichtbar austritt, um die vollständige Füllung der Falztasche mit Klebstoff zu gewährleisten. Der Klebstoffaustritt führt zu einer Verunreinigung der Falzrolle und somit zu einer Beeinträchtigung des Falzergebnisses, wenn die mit dem austretenden Klebstoff beladene Falzrolle am Blechflansch abrollt. Die Falzrolle muss daher gereinigt werden.
Die DE 100 012 05 C1 beschreibt die Reinigung einer Bearbeitungsrolle eines Bearbeitungswerkzeugs, in einer ersten Ausführung mittels einer in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug externen Reinigungsvorrichtung und in einer zweiten Ausführung mittels einer integrierten Reinigungsvorrichtung. Die externe Reinigungsvorrichtung umfasst eine drehangetriebene Bürstenrolle und axial daneben ein Schwammelement. Zum Reinigen wird die Bearbeitungsrolle mit ihrer verunreinigten Lauffläche auf die sich drehende Bürstenrolle aufgesetzt und dabei in Drehung versetzt. Für die Reinigung muss die Lauffläche eine Relativgeschwindigkeit zur Bürstenrolle aufweisen. Hinsichtlich der zur Erzeugung der Relativgeschwindigkeit erforderlichen Antriebs- oder Bremseinrichtung werden keine Aussagen gemacht. Die integrierte Reinigungsvorrichtung umfasst ein während des Rollfalzen an die Falzrolle angestelltes Reinigungselement in Form eines Schabers und dem Reinigungselement im Reinigungsprozess nachgeordnet wieder ein ebenfalls während des Rollfalzens angestelltes Schwammelement. Ein zusätzlicher Antrieb zur Erzeugung der für das Reinigen erforderlichen Relativgeschwindigkeit ist nicht erforderlich. Das Bearbeitungswerkzeug mit der integrierten Reinigungsvorrichtung beansprucht naturgemäß mehr Raum im Bereich des Rollfalzens, der nicht immer zur Verfügung steht. Ferner drücken der Schaber und das Schwammelement gegen die Lauffläche der Bearbeitungsrolle. Um im Falle einer nicht drehangetriebenen Bearbeitungsrolle ein sauberes Abrollen zu gewährleisten, muss der Anpressdruck gegen das zu bearbeitende Werkstück entsprechend erhöht werden.
Nach der EP 1 684 920 B1 werden an einem Roboterarm angeordnete Falzrollen zur Reinigung in eine Reinigungsstation bewegt und dort mit Hilfe eines Reibrads drehangetrieben. Während des Drehantriebs werden die verunreinigten Laufflächen der Falzrollen mit Reinigungswerkzeugen gereinigt, beispielsweise mittels angestellten Bürsten, Schabern oder Meißeln. Das Reibrad greift an jeweils einer Stirnfläche der Falzrollen an. Es besteht die Gefahr, dass die an der Falzrolle haftenden Verunreinigungen auf das Reibrad und von diesem ständig wieder zurück auf die Falzrolle übertragen werden. Auf das Reibrad gelangende Verunreinigungen können ferner den Antrieb vom Reibrad auf die Falzrolle stören.
DE 10 2007 002 856 A1 offenbart eine Fügevorrichtung zum Fügen von Blechen mit einer Bearbeitungsrolle und einem Antriebsrotor, bei der unterschiedliche Reinigungseinrichtungen zur Reinigung der Bearbeitungsrolle verwendet werden können.
DE 94 05 140 U1 offenbart einen Motorschraubendreher mit einem Schaft, dessen eines Ende fest mit dem Motor verbunden ist und der am anderen Ende einen vorderen Kopf hat, der aufnehmbar in Eingriff innerhalb eines konisch geformten Verbindungsrings des Rotors steht.
DE 21 2007 000 004 U1 offenbart ein handgeführtes Gerät und damit verbindbare Werkzeuge zum Reinigen, Bearbeiten oder Pflegen von Oberflächen von Gegenständen wie Schuhen, Autoteilen und dergleichen. Das Gerät weist einen Handgriff auf, mit dem beispielsweise eine angetriebene Bürste über den zu reinigenden Gegenstand geführt werden kann.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Prozesssicherheit in Bezug auf die Reinigung einer Bearbeitungsrolle zu erhöhen, d. h. mit größerer Sicherheit zu gewährleisten, dass das angestrebte Reinigungsergebnis erzielt wird.
Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen einer Bearbeitungsrolle eines Bearbeitungswerkzeugs. Bei dem Verfahren wird die zu reinigende Bearbeitungsrolle mit einem in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug externen Antriebsrotor in einem Antriebseingriff gekoppelt, im Antriebseingriff vom Antriebsrotor drehangetrieben und während des Drehantriebs mittels eines Reinigungswerkzeugs gereinigt. Nach der Erfindung ist der Antriebseingriff formschlüssig. Aufgrund des formschlüssigen und daher schlupffreien Antriebseingriffs kann gewährleistet werden, dass sich die Bearbeitungsrolle während des Reinigens stets mit der für den Reinigungsprozess erforderlichen Umfangsgeschwindigkeit relativ zum Reinigungswerkzeug bewegt. Eine Überwachung der Drehbewegung ist daher nicht erforderlich, da die Übertragung der Drehbewegung durch den Formschluss mit höherer Sicherheit als durch Reibkontakt gewährleistet wird. Die Verschmutzungsanfälligkeit kann deutlich herabgesetzt, wenn nicht gar eliminiert werden. Ein Antrieb mittels Reibrad erfordert anders als ein erfindungsgemäßer Formschluss einen Antriebseingriff, nämlich den Reibkontakt, möglichst nahe bei der zu reinigenden Lauffläche der Bearbeitungsrolle, was die Gefahr einer Rückübertragung von Verunreinigungen auf die Bearbeitungsrolle birgt.
Ein Antriebseingriff, der allein auf Formschluss beruht oder einen Formschluss zumindest umfasst, kann von der Lauffläche weiter abgerückt werden und ist grundsätzlich im Verhältnis zur Bearbeitungsrolle an einen beliebigen Ort verlegbar, auch gänzlich abgerückt von der Bearbeitungsrolle.
Die Bearbeitungsrolle ist am Bearbeitungswerkzeug vorzugsweise frei drehbar gelagert, entweder über eine mit der Bearbeitungsrolle drehsteif verbundene Welle oder auf einer nicht drehenden Achse. Grundsätzlich kann die Bearbeitungsrolle am Fügewerkzeug drehantreibbar angeordnet sein, für das Reinigen ist solch ein Drehantrieb allerdings nicht erforderlich, da die Bearbeitungsrolle während des Reinigens von dem nicht am Bearbeitungswerkzeug angeordneten, in diesem Sinne externen Antriebsrotor angetrieben wird. Falls die Bearbeitungsrolle am Bearbeitungswerkzeug über eine Welle drehbar gelagert ist, kann der Antriebsrotor für den Drehantrieb über diese Welle mit der Bearbeitungsrolle gekoppelt werden.
In Ausführungen mit Welle kann ein Zahnritzel verdrehgesichert mit der Welle verbunden sein und der Antriebseingriff des Antriebsrotors mit dem Zahnritzel in Form eines Zahneingriffs hergestellt werden. Ein drehangetriebenes Gegenzahnrad bildet in solchen Ausführungen den Antriebsrotor. Dieser Antriebsrotor wird quer zur Drehachse der Bearbeitungsrolle in den Antriebseingriff, den Zahneingriff mit dem Zahnritzel bewegt, radial oder tangential zum Zahnritzel. Falls der Antriebsrotor zwar drehbar, aber ansonsten stationär angeordnet ist, muss das Bearbeitungswerkzeug entsprechend bewegt werden, um den Antriebseingriff von Zahnritzel und Antriebsrotor herzustellen.
In bevorzugten Ausführungen ist der Antriebseingriff jedoch so gestaltet, dass zwischen der Bearbeitungsrolle und dem Antriebsrotor keine Relativdrehbewegung um die Drehachse der Bearbeitungsrolle möglich ist, Antriebsrotor und Bearbeitungsrolle im Antriebseingriff also drehsteif miteinander gekoppelt sind. Der Antriebseingriff ist in derartigen Fällen ein Mitnahmeeingriff, in dem der Antriebsrotor bei seiner Drehbewegung die Bearbeitungsrolle 1:1 mitnimmt. Der Antriebseingriff kann insbesondere an einer Stirnseite der Bearbeitungsrolle hergestellt werden, bevorzugt an einer freien Stirnseite, die frei zugänglich ist. Dies ist in den meisten Fällen die von einem Werkzeugkopf des Werkzeugs abgewandte Stirnseite. Solchen Ausführungen kommt entgegen, wenn die Bearbeitungsrolle frei drehbar gelagert ist, entweder auf oder an einer relativ zum Werkzeugkopf nicht beweglichen Achse oder drehbaren Welle, und diese Achse oder Welle an der für den Antriebseingriff vorgesehenen Stirnseite nicht oder zumindest nicht hinderlich vorragt.
Im formschlüssigen Antriebseingriff ist der Antriebsrotor in Drehrichtung vorzugsweise in einem Anschlagkontakt mit der Bearbeitungsrolle. Der Antriebseingriff kann, da er allein auf Formschluss beruht oder einen Formschluss zumindest umfasst, von der zu reinigenden Lauffläche nach radial innen abgerückt sein, so dass während des Reinigens zwischen der Lauffläche und dem Bereich des Antriebseingriffs stets ein Randstreifen an der Stirnseite der Bearbeitungsrolle umlaufend frei bleiben kann. Verunreinigungen können daher nicht oder zumindest nicht in einem relevanten Ausmaß auf den Antriebsrotor gelangen, obgleich dies den Antriebseingriff nicht einmal stören würde. Insbesondere kann mit großer Sicherheit eine Rückübertragung von Verunreinigungen zur Bearbeitungsrolle unterbunden werden, sollten Verunreinigungen tatsächlich einmal auf den Antriebsrotor gelangen. Ein weiterer Vorteil des an der Stirnseite der Bearbeitungsrolle frei bleibenden Randstreifens ist, dass die Bearbeitungsrolle auch in diesem stirnseitigen Randstreifen mit einem entsprechend eingerichteten Reinigungswerkzeug gereinigt werden kann. Ferner kann das Reinigungswerkzeug vom Antriebseingriff ungehindert und daher in beliebiger und für die Reinigung optimaler Drehwinkelposition um die Drehachse der Bearbeitungsrolle angeordnet werden. So können beispielsweise auch zwei Reinigungswerkzeuge, entweder zueinander gleiche oder voneinander sich unterscheidende Reinigungswerkzeuge, gleichzeitig oder nacheinander an unterschiedlichen Drehwinkelpositionen zur reinigenden Einwirkung auf die Bearbeitungsrolle gebracht werden. Dies gilt auch für Ausführungen, in denen der Antriebseingriff nicht unmittelbar mit der Bearbeitungsrolle, sondern erst über eine mit der Bearbeitungsrolle drehsteife Welle hergestellt wird.
Für das Reinigen als solches kommen mehrere Reinigungsverfahren als vorteilhaft in Betracht. In Bezug auf die Qualität der Reinigung, deren Kosten und die zum Reinigen benötigte Zeit ist das Abschaben oder Abkratzen besonders geeignet. Ein weiterer Kandidat, wenngleich mit einem gewissen Abstand hinter dem Abschaben/Abkratzen, ist das Bürsten oder Fegen, bevorzugt mit einer Bürstenrolle. Bevorzugte Reinigungskandidaten sind auch das Druckflüssigkeitsstrahlen sowie das auf Thermoschockwirkung beruhende CO₂-Pellet-Strahlen oder CO₂-Schnee-Strahlen, ferner, wenngleich nochmals mit Abstrichen, auch eine Wischreinigung. Es können auch mehrere Reinigungsverfahren unterschiedlicher Art miteinander kombiniert gleichzeitig oder nacheinander zum Einsatz gelangen. In Bezug auf die Kosten und den Zeitbedarf ist es jedoch von Vorteil, wenn im Antriebseingriff von Bearbeitungsrolle und Antriebsrotor nur in einem Schritt nach einem einzigen Reinigungsprinzip gereinigt wird.
Für die Herstellung des Antriebseingriffs ist es von Vorteil, wenn der Antriebsrotor ein Eingriffsglied oder die Bearbeitungsrolle ein Eingriffsgegenglied aufweist, das gegen eine elastische Rückstellkraft nachgiebig ist. Das Wort ”oder” wird im üblichen logischen Sinne als ”inclusive oder” verwendet, umfasst also sowohl die Bedeutung von ”entweder .... oder” als auch die Bedeutung von ”und”, soweit sich aus dem jeweils konkreten Zusammenhang nicht ausschließlich eine eingeschränkte Bedeutung nur ergeben kann. Bezogen auf die elastische Nachgiebigkeit bedeutet dies, dass entweder nur der Antriebsrotor ein elastisch nachgiebiges Eingriffsglied oder nur die Bearbeitungsrolle solch ein nachgiebiges Eingriffsgegenglied aufweist. Ferner können sowohl der Antriebsrotor solch ein Eingriffglied als auch die Bearbeitungsrolle solch ein elastisch nachgiebiges Eingriffsgegenglied aufweisen. Vorzugsweise ist jedoch nur der Antriebsrotor mit wenigstens einem elastisch nachgiebigen Eingriffsglied ausgestattet. Die Bearbeitungsrolle weist vorteilhafterweise wenigstens ein Eingriffsgegenglied auf, das an der Bearbeitungsrolle starr gebildet ist.
Für die elastische Nachgiebigkeit kann das wenigstens eine Eingriffsglied aus einem elastisch nachgiebigen Material geformt oder aufgrund seiner Form elastisch nachgiebig sein, also materialelastisch oder formelastisch sein, gegebenenfalls auch beides in Kombination. Allerdings darf ein damit gebildeter Formschluss bei dem Reinigen nicht nachgeben. Bevorzugter ist das Eingriffsglied oder Eingriffsgegenglied elastisch nachgiebig gelagert, d. h. am Antriebsrotor oder der Bearbeitungsrolle elastisch nachgiebig abgestützt. In solchen Ausführungen kann das Eingriffsglied oder Eingriffsgegenglied vorteilhafterweise von einem starren, in sich nicht nachgiebigen Körper gebildet werden. Das starre, als ganzes bewegliche Eingriffsglied oder Eingriffsgegenglied ist in bevorzugter Ausführung im Antriebseingriff sowohl mit dem Antriebsrotor als auch mit der Bearbeitungsrolle in jeweils einem Anschlagkontakt, der das zum Antreiben der Bearbeitungsrolle erforderliche Drehmoment vom Antriebsrotor auf die Bearbeitungsrolle überträgt. In solchen Ausführungen ist der Antriebsrotor in Drehrichtung auf Anschlag gegen das Eingriffsglied und das Eingriffsglied in Drehrichtung auf Anschlag gegen die Bearbeitungsrolle, nämlich deren Eingriffsgegenglied. Falls der Antriebsrotor oder die Bearbeitungsrolle mehrere elastisch nachgiebige Eingriffsglieder oder Eingriffsgegenglieder aufweisen, können diese jeweils einzeln, unabhängig voneinander elastisch nachgiebig, vorzugsweise beweglich gelagert sein oder gemeinsam elastisch nachgiebig am Antriebsrotor oder der Bearbeitungsrolle abgestützt sein.
Das zu dem wenigstens einen Eingriffsglied und wenigstens einen Eingriffsgegenglied Gesagte gilt vorzugsweise ebenso für die jeweils mehreren, wobei das Drehmoment nur von den mehreren gemeinsam übertragen werden muss, vorteilhafterweise aber auch von nur einem im Antriebseingriff befindlichen Paar übertragen werden kann.
Um den Antriebseingriff herzustellen, werden der Antriebsrotor und die Bearbeitungsrolle in bevorzugten Ausführungen miteinander in einen Druckkontakt gebracht, in dem das Eingriffsglied oder Eingriffsgegenglied in Richtung der elastischen Nachgiebigkeit, d. h. in Richtung der elastischen Rückstellkraft nachgibt. Ist das Eingriffsglied am Antriebsrotor elastisch nachgiebig, wird es mit der Rückstellkraft gegen die Bearbeitungsrolle gedrückt. Bei Anordnung eines elastisch nachgiebigen Eingriffsgegenglieds an der Bearbeitungsrolle wird dieses entsprechend gegen den Antriebsrotor gedrückt. Der Antriebsrotor kann bereits bei der Herstellung des Druckkontakts drehangetrieben werden, alternativ kann auch zuerst der Druckkontakt hergestellt und dann erst der Antriebsrotor in Drehbewegung versetzt werden. Bei der Drehbewegung, die der Antriebsrotor relativ zu der Bearbeitungsrolle in besagtem Druckkontakt ausführt, schnappt oder schnappen das Eingriffsglied oder das Eingriffsgegenglied aufgrund der Rückstellkraft aus dem Druckkontakt in den Antriebseingriff. Durch die Relativbewegung finden das Eingriffsglied und das Eingriffsgegenglied einander für den Antriebseingriff. Das Eingriffsgegenglied ist zum Eingriffsglied entsprechend korrespondierend angeordnet.
Bevorzugt ist oder sind das Eingriffsglied oder das Eingriffsgegenglied elastisch axial nachgiebig. Vorteilhaft ist diese Richtung der Nachgiebigkeit insbesondere für die Herstellung des Antriebseingriffs an der Stirnseite der Bearbeitungsrolle. Vorzugsweise findet die Annäherung von Antriebsrotor und Bearbeitungsrolle in axialer Richtung bis in den Druckkontakt statt. Unumgänglich erforderlich ist dies aber nicht, so kann die Annäherung aufgrund der Nachgiebigkeit des Eingriffsglieds oder des Eingriffsgegenglieds auch geneigt zur Drehachse der Bearbeitungsrolle und sogar radial zu deren Drehachse bis in den Antriebseingriff erfolgen.
Eine Reinigungsvorrichtung, wie die Erfindung sie betrifft, umfasst ein Reinigungswerkzeug zum Reinigen der Bearbeitungsrolle und einen drehangetriebenen, in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug externen Antriebsrotor, der mit der Bearbeitungsrolle in dem Antriebseingriff koppelbar ist, um die Bearbeitungsrolle während des Reinigens drehend anzutreiben. Nach der Erfindung weist der Antriebsrotor ein Eingriffsglied auf, mittels dem der Antriebseingriff als Formschluss herstellbar ist. Zum Reinigungswerkzeug, dem Antriebsrotor, dem Antriebseingriff und dem Eingriffsglied gelten die Ausführungen zum Verfahren. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Ausführung des Verfahrens.
In bevorzugten Ausführungen ragt das Eingriffsglied von dem Antriebsrotor axial ab oder wird von einer axialen Vertiefung an einer Stirnfläche des Antriebsrotors gebildet. Die Bearbeitungsrolle weist in derartigen Ausführungen an einer Stirnseite für den Angriffseingriff ein Eingriffsgegenglied auf, das von der Bearbeitungsrolle axial abragen kann, um mit dem Eingriffsglied des Antriebsrotors den Antriebseingriff bilden zu können, beispielsweise wenn dessen Eingriffsglied als Vertiefung gebildet ist. Bevorzugter wird das Eingriffsgegenglied von einer axialen Vertiefung an der Stirnseite der Bearbeitungsrolle gebildet, so dass im Antriebseingriff das vom Antriebsrotor abragende Eingriffsglied in die Vertiefung der Bearbeitungsrolle hineinragt und dort im Antriebseingriff in Drehrichtung des Antriebsrotors gegen eine zugewandte Anschlagfläche in Kontakt gelangt und im Anschlagdruckkontakt die Bearbeitungsrolle drehantreibt. Obgleich nicht in erster Linie bevorzugt, kann sowohl das Eingriffsglied von dem Antriebsrotor als auch das Eingriffsgegenglied von der Bearbeitungsrolle axial abragen. Ein als Vertiefung gebildetes Eingriffsgegenglied ist jedoch vorteilhaft, da solch ein Eingriffsgegenglied bei der Bearbeitungsrolle keinen zusätzlichen Raum beansprucht, der bei der Bearbeitung von Werkstücken möglicherweise nicht zur Verfügung steht. Ferner kann eine Vertiefung bei den üblichen Bearbeitungsrollen auch auf einfachere Weise als ein abragendes Eingriffsgegenglied durch eine nachträgliche Bearbeitung, beispielsweise ein Bohren oder Fräsen, geschaffen werden. Das Eingriffsglied ragt von dem Antriebsrotor in bevorzugter Ausführung nicht nur axial ab, was beispielsweise auch den Fall einschließt, dass das Eingriffsglied von einer Umfangsfläche aus zunächst nach außen abragt, dann aber in axialer Richtung vorragt, sondern ragt unmittelbar aus einer Stirnfläche in axialer Richtung vor. Besonders bevorzugt ragt es von einer axial äußersten Stirnfläche vor oder ist als Vertiefung an einer axial äußersten Stirnfläche geformt. Für die im Antriebseingriff axial gegenüberliegende Bearbeitungsrolle gilt vorzugsweise das Gleiche.
Wie bereits zum Verfahren ausgeführt, kann wenigstens eines aus Eingriffsglied und Eingriffsgegenglied gegen eine elastische Rückstellkraft nachgiebig sein, vorzugsweise gegen die Rückstellkraft nachgiebig gelagert sein. Es handelt sich um eine Nachgiebigkeit quer zur Drehrichtung der Bearbeitungsrolle, wobei die Drehrichtung zur Drehachse der Bearbeitungsrolle tangential weist. Das Eingriffsglied oder Eingriffsgegenglied ist oder sind bevorzugterweise axial nachgiebig, im Falle eines nachgiebigen Eingriffsglieds also axial in Bezug auf die Drehachse des Antriebsrotors und im Falle des Eingriffsgegenglieds axial in Bezug auf die Drehachse der Bearbeitungsrolle. Aufgrund der axialen Nachgiebigkeit können der Antriebsrotor und die Bearbeitungsrolle wie beschrieben in einem ersten Schritt gegen die Rückstellkraft in einen Druckkontakt gebracht werden, aus dem durch Erzeugung einer Relativdrehbewegung zwischen dem Antriebsrotor und der Bearbeitungsrolle das Eingriffsglied oder das Eingriffsgegenglied elastisch in den Antriebseingriff schnappt. Eingriffsglied und Eingriffsgegenglied müssen am Antriebsrotor und an der Fügerolle nur korrespondierend zueinander angeordnet sein.
Zur Erzeugung der Relativdrehbewegung kann vorteilhafterweise das Reinigungswerkzeug als Bremse für die Bearbeitungsrolle verwendet werden, um besonders sicher zu gewährleisten, dass der Druckkontakt zwischen dem Eingriffsglied und der Bearbeitungsrolle ein Gleitkontakt ist, aus dem heraus das Eingriffsglied oder das Eingriffsgegenglied in den Antriebseingriff schnappt, Eingriffsglied und korrespondierendes Eingriffsgegenglied sich also automatisch finden.
Falls eines aus Eingriffsglied und Eingriffsgegenglied eine Abragung und das andere entsprechend eine Vertiefung ist, kann die Vertiefung mit einem geringen Übermaß, aber ansonsten über ihren gesamten Umfang an die Form der Abragung angepasst geformt sein, die Abragung beispielsweise als zylindrischer Zapfen, Bolzen oder Stift und die Vertiefung entsprechend als zylindrischer Hohlraum. In einer Modifikation kann die Vertiefung in Drehrichtung um die Drehachse des Antriebsrotors oder vorzugsweise der Bearbeitungsrolle langgestreckt sein, wobei ihre Erstreckung in Drehrichtung um wenigstens 30%, vorzugsweise wenigstens 50% größer als die der Abragung sein sollte. Sie kann beispielsweise als Langloch, Nut oder Schlitz geformt sein. Das Eingriffsgegenglied kann unmittelbar von der Bearbeitungsrolle, beispielsweise einem Rollenmantel gebildet werden.
Alternativ kann an der Stirnseite der Bearbeitungsrolle ein Deckel oder Aufsatz befestigt sein, der das wengistens eine Eingriffsgegenglied alleine oder in Kombination mit der eigentlichen Bearbeitungsrolle bildet.
Eines aus Antriebsrotor und Bearbeitungsrolle kann wie bereits erwähnt mehrere Eingriffsglieder oder Eingriffsgegenglieder und das andere nur ein einziges Eingriffsgegenglied oder Eingriffsglied oder vorzugsweise ebenfalls mehrere Eingriffsgegenglieder oder Eingriffsglieder aufweisen, wobei die Anzahl der Eingriffsglieder bevorzugt gleich der Anzahl der Eingriffsgegenglieder ist. Die mehreren Eingriffsglieder oder mehreren Eingriffsgegenglieder können insbesondere um die jeweilige Drehachse gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Bevorzugten Ausführungen entspricht es auch, wenn nur ein einziges Eingriffsglied und ein einziges Eingriffsgegenglied vorgesehen sind, die insbesondere zentrisch, koaxial zur Drehachse des Antriebsrotors und zur Drehachse der Bearbeitungsrolle sich erstrecken. Solch ein zentrisches Eingriffsglied und Eingriffsgegenglied müssen allerdings das für den Drehantrieb erforderliche Drehmoment übertragen, also beispielsweise wenigstens eine flache Seite aufweisen oder im Querschnitt oval geformt sein, jedenfalls dürfen sie nicht über ihre gesamte Eingriffslänge rotationssymmetrisch sein. Das zentrische Eingriffsglied und das Eingriffsgegenglied können insbesondere wie von Imbuswerkzeugen und Imbusschrauben bekannt im Antriebseingriff zusammen wirken.
Falls das Bearbeitungswerkzeug stationär angeordnet ist, muss die Reinigungsvorrichtung mobil sein. In anderen Ausführungen, in denen das Bearbeitungswerkzeug an einem frei im Raum beweglichen Aktor angeordnet, beispielsweise am Ende eines Roboterarms angedockt ist, kann die Reinigungsvorrichtung stationär angeordnet sein. Schließlich können sowohl das Bearbeitungswerkzeug als auch die Reinigungsvorrichtung jeweils an einem eigenen, frei im Raum beweglichen Aktor angeordnet, insbesondere am Ende jeweils eines Roboterarms angedockt oder anders befestigt sein. Das Reinigungswerkzeug oder zumindest der Antriebsrotor ist vorzugsweise an einem Gestell gelagert, das im Falle der Andockbarkeit an einen Aktor in bevorzugten Ausführungen eine Andockeinrichtung für ein automatisches Andocken aufweist, also für ein automatisches mechanisches Befestigen mit gleichzeitig automatischer Herstellung eines Anschlusses an eine Versorgungseinrichtung für die Reinigungsvorrichtung, zumindest für den Drehantrieb des Antriebsrotors, eingerichtet ist und hierfür die erforderliche Medienverbindung, wie beispielsweise für die Versorgung mit elektrischer Energie oder einem Fluid oder unterschiedlichen Fluiden aufweist. Vorzugsweise sind der Antriebsrotor und wenigstens ein Reinigungswerkzeug gemeinsam an einem Gestell angeordnet, was nicht nur für die mobile Reinigungsvorrichtung, sondern auch für stationäre Ausführungen gilt.
Das Reinigungswerkzeug ist an einem Gestell der Reinigungsvorrichtung vorzugsweise beweglich angeordnet, so dass es aus einer von der zu reinigenden Bearbeitungsrolle abgestellten Ruheposition in Reinigungseinwirkung auf die Bearbeitungsrolle dieser zugestellt werden kann. Eine bevorzugte erste Art der Beweglichkeit ist eine Schwenkbeweglichkeit, insbesondere eine Schwenkbeweglichkeit um eine zur Drehachse des Antriebsrotors parallele Achse. Eine besonders bevorzugte zweite Art der Beweglichkeit ist eine Linearbeweglichkeit orthogonal zur Drehachse des Antriebsrotors. Eine zu dieser Drehachse orthogonale Bewegungsachse kann entweder radial auf die Drehachse des Antriebsrotors oder bevorzugt tangential zu einem um diese Drehachse gedachten Kreis weisen. Im Rahmen einer linearen Beweglichkeit ist auch eine zur Orthogonalen geneigte Bewegungsachse denkbar, eine zumindest im Wesentlichen orthogonale Beweglichkeit wird jedoch bevorzugt.
Falls das Reinigungswerkzeug ein Schaber ist, ist es von Vorteil, wenn der Schaber am Ort der schabenden Einwirkung auf die Lauffläche der Bearbeitungsrolle zu einer an diesem Ort an die Lauffläche gelegten Tangente einen Anstellwinkel von wenigstens 20°, bevorzugt wenigstens 30°, und höchstens 90°, bevorzugt höchstens 70°, aufweist. Ein Anstellwinkel aus diesem Bereich begünstigt das Unterwandern des an der Lauffläche anhaftenden Klebstoffs, Öls oder sonstigen Verunreinigung durch den Schaber, so dass die Verunreinigung besonders gründlich von der Bearbeitungsrolle abgetragen wird. Besonders bevorzugt ist der Anstellwinkel aus dem Bereich von 40° bis 60° gewählt.
Der Schaber kann in einer Ansicht auf eine Stirnseite der Bearbeitungsrolle gesehen horizontal, vertikal oder geneigt zur Horizontalen und der Vertikalen angeordnet sein. Eine horizontale oder zur Horizontalen um nicht mehr als 30° geneigte Anordnung begünstigt die Abführung der von der Bearbeitungsrolle abgetragenen Verunreinigung. In sämtlichen Ausführungen mit Schaber ist es von Vorteil, wenn die Bearbeitungsrolle während des Abtragens der Verunreinigung von unten nach oben zum Einwirkort des Schabers sich dreht und eine am Einwirkort an die Lauffläche gelegte Tangente zur Horizontalen eine Neigung größer als 0°, vorzugsweise von wenigstens 20°, und kleiner als 90°, vorzugsweise höchstens 70°, aufweist, so dass die Verunreinigung wie insbesondere Kleber rasch abtropfen oder abfließen kann.
Die Reinigungsvorrichtung umfasst in Weiterentwicklungen nicht nur ein einziges Reinigungswerkzeug, sondern mehrere. So können beispielsweise zwei Reinigungswerkzeuge auf einem gemeinsamen Gestell angeordnet sein. Die Anordnung der Reinigungswerkzeuge kann so gestaltet sein, dass die Reinigungswerkzeuge nur im Wechsel, also jeweils immer nur eines zum Einsatz gelangt. Alternativ können die Reinigungswerkzeug auch so angeordnet sein, dass mit beiden Reinigungswerkzeugen gleichzeitig die gleiche Bearbeitungsrolle oder gleichzeitig zwei gemeinsam am Bearbeitungswerkzeug angeordnete Bearbeitungsrollen gereinigt werden können. Grundsätzlich gilt dies auch für noch mehr Reinigungswerkzeuge, wobei die Anordnung dann rasch sehr komplex werden kann.
Falls die Reinigungsvorrichtung zwei oder noch mehr Reinigungswerkzeuge umfasst, können diese Reinigungswerkzeuge auf einem gemeinsamen Träger an dem Gestell angeordnet sein, derart, dass durch Bewegungen des Trägers jedes der Reinigungswerkzeuge wahlfrei in Einwirkung auf die Bearbeitungsrolle gebracht werden kann. Der Träger kann beispielsweise ein linear oder längs einer Kurvenbahn relativ zum Gestell beweglicher Schlitten oder, bevorzugter, ein Drehtisch sein, durch dessen Drehbewegung selektiv jedes der Reinigungswerkzeuge in eine Reinigungsposition relativ zum Antriebsrotor und somit zu der zu reinigenden Bearbeitungsrolle geschwenkt werden kann.
Das Bearbeitungswerkzeug kann insbesondere ein Fügewerkzeug und die Bearbeitungsrolle dementsprechend eine Fügerolle sein. Bevorzugt handelt es sich um ein Rollbördelwerkzeug und bei der Bearbeitungsrolle dementsprechend um eine Bördelrolle. Ein Rollbördelwerkzeug kann nur zum Umformen, d. h. zum Bördeln eines Randflansches eines Blechs verwendet werden, ein Fügen muss dabei nicht stattfinden. Bevorzugter wird die Bördelrolle jedoch zum Rollfalzen verwendet, also für den Verwendungsfall, für den eingangs die Verschmutzungsproblematik geschildert wurde. Verschmutzungsprobleme können jedoch auch bei einem reinen Bördeln auftreten und auch bei anderen Fügeverfahren mit Fügerolle, beispielsweise beim Rollschweißen. Die Bearbeitungsrolle kann auch bei einem Fügeprozess anderer Art nur als Andrückrolle bzw. Halterolle verwendet werden. In Abhängigkeit vom Verwendungsfall, ob als Falzrolle, reine Bördelrolle, andersartige Fügerolle oder lediglich als Halte- oder Andruckrolle, stellt sich die Verschmutzung ein und ist das Reinigungsverfahren angepasst zu wählen. Die Ausführungen zum Antriebsrotor, Antriebseingriff und schlupffreien externen Drehantrieb zum Zwecke des Reinigens gelten jedoch für alle Verwendungsfälle gleichermaßen.
Bevorzugte Merkmale der Erfindung, sowohl hinsichtlich des Verfahrens als auch der Vorrichtung, werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An den Ausführungsbeispielen offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
1 eine Rollfalzsequenz,
2 einen Falzbereich zweier Bleche mit in den Falzbereich eingebrachtem Kleber,
3 ein Bearbeitungswerkzeug mit Bearbeitungsrollen,
4 das Bearbeitungswerkzeug in einer anderen Sicht,
5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Reinigungsvorrichtung für die Bearbeitungsrollen,
6 einen Antriebsrotor der Reinigungsvorrichtung,
7 die Reinigungsvorrichtung während der Reinigung einer der Bearbeitungsrollen,
8 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Reinigungsvorrichtung für die Bearbeitungsrollen,
9 das erste oder zweite Ausführungsbeispiel der Reinigungsvorrichtung während der Reinigung einer der Bearbeitungsrollen in einer Stirnansicht auf eine Rückseite der Bearbeitungsrolle,
10 eine Bearbeitungsrolle einer ersten Modifikation,
11 eine Bearbeitungsrolle einer zweiten Modifikation,
12 eine Bearbeitungsrolle einer dritten Modifikation und
13 eine Bearbeitungsrolle einer vierten Modifikation.
1 zeigt den Ablauf eines Rollfalzprozesses, durch den zwei Bleche a und b längs ihres Rands miteinander verbunden werden. Durch Rollfalzen werden im Karosseriebau Verbundbauteile aus zwei oder gegebenenfalls auch mehr Blechen geschaffen, insbesondere Anbauteile wie beispielsweise Türen, Heckklappen, Motorhauben und Schiebedächer, aber auch Teile der Rohkarosserie, wofür insbesondere das Falzen von Radhäusern steht. Beim Radhausfalzen werden ebenfalls ein Außenblech und ein Innenteil, das insbesondere ebenfalls ein Blech oder ein Kunststoffteil sein kann, durch Rollfalzen miteinander verbunden, wobei das Radhausfalzen an einem Seitenteil einer Rohkarosse, also in der Rohkarossenproduktion in der Linie durchgeführt werden kann oder an einem Kotflügel, der nach dem Falzen mit der Rohkarosse gefügt wird, also in gewisser Hinsicht auch ein Anbauteil bildet, das im Gegensatz zu den genannten anderen Anbauteilen allerdings nach dem Anbauen relativ zur Rohkarosse nicht mehr beweglich ist. In den genannten Beispielen werden üblicherweise ein Außenblech und ein Innenblech miteinander verbunden, wobei das Innenblech auch durch ein nichtmetallisches Teil ersetzt werden kann, beispielsweise ein Kunststoffteil. Bezogen auf diese Beispielfälle repräsentiert das Blech a das jeweilige Außenblech und das Blech b das Innenblech oder gegebenenfalls ein nichtmetallisches Innenteil des zu schaffenden Verbundbauteils. Für das Rollfalzen werden die Bleche a und b relativ zueinander in die links dargestellte Fügeposition gebracht. In einem ersten Rollfalzschritt wird in der Fügeposition ein aufstehender Randflansch c des Blechs a um einen bestimmten Winkel umgelegt, beispielhaft um 30°, indem eine Bearbeitungsrolle 1, im Beispiel eine Falzrolle 1, gegen die vom Blech b abgewandte Außenseite des Randflansches c gepresst und mit ihrer Lauffläche 5 längs des Randflansches c abgerollt wird. In einem nachfolgenden weiteren Rollfalzschritt wird der bereits teilweise umgelegte Randflansch c mit der gleichen Bearbeitungsrolle 1 oder gegebenenfalls einer anderen Bearbeitungsrolle erneut überrollt und dabei weiter umgelegt, beispielhaft nochmals um 30°. In einem letzten Rollfalzschritt wird der Randflansch c mit der Bearbeitungsrolle 1 oder einer anderen Bearbeitungsrolle ein weiteres Mal überrollt, so dass er vollständig umgelegt und mit seiner Innenseite gegen einen Randstreifen des Blechs b gepresst wird. Der Randstreifen des Blechs b ragt in die so erzeugte Falztasche des Blechs a. Auf diese Weise wird eine formschlüssig feste Verbindung der Bleche a und b geschaffen.
In 2 sind vergleichbare Bleche a und b im Randbereich formschlüssig durch Rollfalzen und stoffschlüssig durch Kleben miteinander verbunden. Die Falzverbindung kann insbesondere wie anhand der Sequenz der 1 geschildert erzeugt worden sein. Um zum einen die Festigkeit der Verbindung noch zu erhöhen und zum anderen Korrosion im Falzbereich zu verhindern, wird vor dem Rollfalzen im Falzbereich der Bleche a und b ein Kleber d aufgetragen. Typischerweise wird mehr Kleber d aufgetragen, als für die feste und dichte Verbindung der Bleche a und b von Nöten wäre, so dass beim Rollfalzen, zumindest im letzten Schritt, dem Fertigfalzen, überschüssiger Kleber aus dem Falzbereich austritt. Nach dem Rollfalzen wird der Falzbereich, d. h. die vom Blech a gebildete Falztasche, in die ein Randstreifen des Blechs b ragt, mit einem weiteren Kleber e versiegelt, um die dargestellte Versiegelungsnaht längs der Randkante des umgelegten Randflansches c zu erhalten.
Bei dem Rollfalzen mit zuvor aufgetragenem Kleber d setzt sich während des Abrollens auf der Falzrolle 1 entsprechend Kleber ab. Der auf die Falzrolle 1 übertragene Kleber beeinträchtigt das Rollfalzergebnis, so dass die Falzrolle 1 von Zeit zu Zeit gereinigt werden muss.
3 zeigt ein Rollfalzwerkzeug mit Falzrollen 1 und 2. Beispielhaft sei angenommen, dass mittels der Falzrolle 1 die in den 1 und 2 dargestellte Falzverbindung erzeugt worden sei. Die Falzrollen 1 und 2 sind an einem Werkzeugkopf 3 um die gleiche Drehachse D frei drehbar gelagert. Die Falzrollen 1 und 2 sind dementsprechend am Werkzeugkopf 3 nicht drehangetrieben, sondern rollen beim Falzen aufgrund der Vorwärtsbewegung des Werkzeugkopfs 3 und der Anpresskraft am Flansch c ab. Der Werkzeugkopf 3 weist einen Dockingport 4 für ein automatisches An- und Abdocken an einen und von einem im Raum beweglichen Aktor, vorzugsweise ein Ende eines Roboterarms, auf. Die Falzrolle 1 weist eine kreiszylindrische Lauffläche 5 auf, mit der sie beim Rollfalzen am umzulegenden Flansch c abrollt. An ihrer vom Werkzeugkopf 3 abgewandten, frei zugänglichen Stirnseite, die beispielhaft als eine im wesentlichen plane Stirnfläche 6 geformt ist, sind Vertiefungen 7 geformt, die für die Reinigung der Falzrolle 1 benötigt werden. Beispielhaft sind an der Stirnseite, bei 6, zwei untereinander gleiche Vertiefungen 7 jeweils in einem radialen Abstand von der Drehachse D und um die Drehachse D zueinander um 180° versetzt vorgesehen. Ebenfalls beispielhaft weisen die Vertiefungen 7 von der Drehachse D jeweils den gleichen Abstand auf. Die Stirnfläche 6, in der die Vertiefungen 7 angeordnet sind, ist radial auf der Höhe der Vertiefungen 7 in Drehrichtung zwischen den Vertiefungen 7 überall plan. Die Vertiefungen 7 sind an der Stirnseite, bei 6, radial in einem Abstand von der Lauffläche 5 angeordnet, so dass um die Vertiefungen 7 vollständig um die Drehachse D umlaufend bis zur Lauffläche 5 außen ein Randstreifen verbleibt, der dazu beiträgt, dass keine von der Bearbeitung herrührenden Verschmutzungen, im Beispielfall insbesondere Kleber, bis zu den Vertiefungen 7 gelangen kann. Sollte dies nicht gänzlich verhindert werden können, so ist das Ausmaß einer etwaigen Übertragung aufgrund des radialen Abstands von der Lauffläche 5 jedoch vernachlässigbar.
In 4 ist das gleiche Rollfalzwerkzeug 1–4 in einer anderen perspektivischen Sicht dargestellt, in der die von außen frei zugängliche Stirnseite 6 der anderen Falzrolle 2 zu erkennen ist. Die Falzrolle 2 weist eine konische Lauffläche 8 auf und ferner eine vom Werkzeugkopf 3 abgewandte, frei zugängliche Stirnseite 6, an der ebenfalls Vertiefungen 7 wie diejenigen der Falzrolle 1 geformt sind. Bezüglich der Vertiefungen 7 gelten die Ausführungen zur Falzrolle 1 ebenso für die Falzrolle 2. Die Falzrolle 2 kann beispielsweise bei dem anhand der 1 und 2 erläuterten Rollfalz- und Klebeprozess anstelle der Falzrolle 1 in Abhängigkeit vom Winkel, den ihre konische Lauffläche 8 zur Drehachse D aufweist, zur Ausführung des ersten oder zweiten Rollfalzschritts verwendet werden.
5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Falzrollen 1 und 2. Die Reinigungsvorrichtung umfasst ein Reinigungswerkzeug 11 für die Falzrolle 1 und ein weiteres Reinigungswerkzeug 12 für die Falzrolle 2. Die Reinigungswerkzeuge 11 und 12 sind Schaber für einen schabenden Abtrag von an den Falzrollen 1 und 2 anhaftenden Verschmutzungen, wie insbesondere Kleber. Die Reinigungswerkzeuge 11 und 12 weisen jeweils an einem frei vorstehenden Ende eine scharfe Schaberklinge auf, mit der sie gegen die jeweils zu reinigende Falzrolle 1 oder 2 zustellbar sind, um die Verunreinigung abzuschaben. Die Reinigungswerkzeuge 11 und 12 sind für das Zustellen zur jeweiligen Falzrolle 1 oder 2 und nach erfolgter Reinigung zum Abstellen von dieser Falzrolle 1 oder 2 an einem Gestell 10 der Reinigungsvorrichtung zwischen einer Zustell- bzw. Reinigungsposition und einer Abstell- bzw. Ruheposition hin und her beweglich gelagert. Im Ausführungsbeispiel sind sie orthogonal zur Drehachse D derjenigen Falzrolle beweglich am Gestell 10 angeordnet, die in einer Reinigungsposition relativ zur Reinigungsvorrichtung positioniert ist; in 1 ist dies die Falzrolle 1. Orthogonal zu der Drehachse D der positionierten Falzrolle, entweder der Falzrolle 1 oder der Falzrolle 2, bedeutet, dass die Schaber 11 und 12 radial zur Drehachse D oder wie im Ausführungsbeispiel tangential zu einem um die Drehachse D gedachten Kreis bewegbar angeordnet sind. Die Zu- und Abstellbewegung könnte alternativ auch eine Schwenkbewegung sein. Die linear geführte Beweglichkeit der Reinigungswerkzeuge 11 und 12 hat Kostenvorteile und beansprucht aufgrund der kompakten Linearführung und des einfachen Lineartriebs für das Zu- und Abstellen wenig Bauraum. Die Zu- und Abstellbewegung wird mittels einer Zu- und Abstelleinrichtung 13, d. h. eine Zu- und Abstelleinrichtung 13 pro Reinigungswerkzeug 11 und 12 bewirkt. Die Zu- und Abstelleinrichtungen 13 sind gleich und umfassen jeweils eine Kolben-Zylindereinheit, vorzugsweise eine Pneumatikeinheit oder eine elektromotorische Einheit, deren linear beweglicher Teil in Richtung der Linearbeweglichkeit, vorzugsweise in jeder Richtung, fest mit jeweils einem Schlitten 14 verbunden ist. Die Reinigungswerkzeuge 11 und 12 sind am Schlitten 14 der jeweils zugeordneten Zu- und Abstelleinrichtung 13 angeordnet.
Die Reinigungsvorrichtung umfasst ferner eine Antriebseinrichtung, mittels der die zu reinigende Falzrolle 1 oder 2 während des Reinigens um ihre Drehachse D drehend antreibbar ist. Die Falzrollen 1 und 2 sind wie bereits erwähnt am Werkzeugkopf 3 frei drehbar gelagert. Die Antriebseinrichtung umfasst einen Antriebsmotor 15, der insbesondere als elektrischer Drehmotor oder auch als pneumatischer Drehmotor gebildet sein kann, und einen Antriebsrotor 16, der um eine Rotationsachse R drehbar gelagert ist und um diese Rotationsachse R vom Motor 15 drehangetrieben wird. Der Antriebsrotor 16 ragt axial, d. h. in Richtung seiner Rotationsachse R frei vor. Die Rotationsachse R weist zu der Achse der Beweglichkeit der Reinigungswerkzeuge 11 und 12 orthogonal.
An einer freien Stirnseite des Antriebsrotors 16 ragen stiftförmige Eingriffsglieder 17 axial, d. h. parallel zur Rotationsachse R des Antriebsrotors 16, vor. Für den Drehantrieb der zu reinigenden Falzrolle 1 oder 2 wird der Antriebsrotor 16 mittels seiner Eingriffsglieder 17 mit der zu reinigenden Falzrolle 1 oder 2 in einem formschlüssigen Antriebseingriff gekoppelt. Im Antriebseingriff bilden die Vertiefungen 7 der jeweiligen Falzrolle 1 oder 2 (3 und 4) Eingriffsgegenglieder für die Eingriffsglieder 17, so dass jedes der Eingriffsglieder 17 mit genau einem der Eingriffsgegenglieder 7 im Antriebseingriff koppelbar ist. Im Ausführungsbeispiel weist der Antriebsrotor 16 entsprechend der Anzahl der Eingriffsgegenglieder bzw. Vertiefungen 7 zwei Eingriffsglieder 17 auf. Die beiden Eingriffsglieder 17 sind wie die beiden Vertiefungen 7 untereinander gleich. Sie sind korrespondierend zu den Vertiefungen bzw. Eingriffsgegengliedern 7 angeordnet, nämlich in einem radialen Abstand zur Rotationsachse R und um die Rotationsachse R um 180° zueinander versetzt. Der Versatz der Eingriffsglieder 17 und Eingriffsgegenglieder 7 kann grundsätzlich zwar vom 180°-Versatz im Falle zweier Eingriffs- und Eingriffgegenglieder 17 und 7 abweichen, eine rotationssymmetrische Anordnung in Bezug auf die Achsen D und R wird jedoch bevorzugt, auch in Ausführungen mit mehr als zwei Eingriffsgliedern.
In 5 ist ein Moment des Positionier- und Kopplungsvorgangs dargestellt, in dem der Werkzeugkopf 3 relativ zu der Reinigungsvorrichtung, insbesondere relativ zu dem Antriebsrotor 16, so bewegt und dadurch positioniert wird, dass sich am Ende dieses Annäherungsmanövers automatisch der Antriebseingriff einstellt. Im Ausführungsbeispiel ist die Reinigungsvorrichtung stationär angeordnet, und der Werkzeugkopf 3 ist mittels seines Dockingports 4 an einen Dockingport eines im Raum beweglichen Aktors 9, beispielsweise ein Ende eines Roboterarms, befestigt. Der Aktor 9 wird von einer Bewegungssteuerung oder -regelung während des Annäherungsmanövers so gesteuert, dass sich am Ende des Annäherungsmanövers der Antriebseingriff nur aufgrund des Zusammenwirkens der jeweiligen Falzrolle 1 oder 2 mit dem Antriebsrotor 16, also ohne externe Hilfsmittel, einstellt.
Im Rahmen des Annäherungsmanövers wird der Werkzeugkopf 3 so positioniert, dass die Drehachse D der Falzrolle 1 mit der Rotationsachse R des Antriebsrotors 16 fluchtet. In der nächsten Phase des Annäherungsmanövers wird der Werkzeugkopf 3 mit der dem Antriebsrotor 16 zugewandten Falzrolle 1 axial in Richtung auf den Antriebsrotor 16 bewegt. Während dieser axialen Annäherungsbewegung gelangen die Eingriffsglieder 17 in einen axialen Druckkontakt mit der Stirnfläche 6 der Falzrolle 1 (3), also mit derjenigen Stirnfläche, in der die Eingriffsgegenglieder bzw. Vertiefungen 7 angeordnet sind. Sollten die Eingriffsglieder 17 mit den Vertiefungen 7 in Drehrichtung T bereits vollständig in Überdeckung sein, würde durch diese axiale Näherungsbewegung der Antriebseingriff von ganz allein hergestellt werden. Dies dürfte jedoch nur in Ausnahmefällen zutreffen, vielmehr ist zu erwarten, dass die Eingriffsglieder 17 zu den Vertiefungen 7 einen Drehwinkelversatz aufweisen und daher im Rahmen der axialen Näherungsbewegung zunächst in einen Druckkontakt mit der Stirnfläche 6 gelangen.
Sobald der Druckkontakt hergestellt ist oder auch bereits vorher, wird der Antriebsrotor 16 in Drehung versetzt. Dreht der Antriebsrotor 16 relativ zu der Falzrolle 1, gleiten die Eingriffsglieder 17 im Druckkontakt über die Stirnfläche 6 der Falzrolle 1, bis in die Überdeckung mit jeweils einer der Vertiefungen 7, um in diesem Moment in die Vertiefungen 7 einzufahren und dadurch den Antriebseingriff herzustellen. In Abhängigkeit von der Trägheit der Falzrolle 1, der im Druckgleitkontakt wirkenden Druckkraft und den Reibeigenschaften der im Kontakt befindlichen Flächen wird sich die für die Herstellung des Antriebseingriffs erforderliche Relativdrehbewegung einstellen oder aber die Falzrolle 1 mitgenommen werden. Um ein Mitnehmen zu verhindern, kann die Falzrolle 1 gebremst werden, beispielsweise durch eine Bremseinrichtung des Werkzeugkopfs 3 oder, bevorzugter, einer Bremseinrichtung der Reinigungsvorrichtung, vorzugsweise mittels eines der Reinigungswerkzeuge 11 und 12 oder beider Reinigungswerkzeuge 11 und 12. Eines der Reinigungswerkzeuge 11 und 12 oder beide können zum Bremsen der Falzrolle 1 gegen die Lauffläche 5 der im Druckkontakt mit dem Antriebsrotor 16 befindlichen Falzrolle 1 zugestellt werden oder zuvor bereits im Druckkontakt sein.
Die Eingriffsglieder 17 können am Antriebsrotor 16 starr, d. h. unbeweglich angeordnet sein. Relativ zum Antriebsrotor 16 unbewegliche Eingriffsglieder 17 würden erfordern, dass der Antriebsrotor 16 als Ganzes axial beweglich ist, beispielsweise mittels eines zusätzlichen Linearantriebs, oder dass der Aktor 9 den Werkzeugkopf 3 mit der Falzrolle 1 axial in Richtung auf den Antriebsrotor bewegt, wenn die Überdeckung im Gleitdruckkontakt hergestellt ist. Für solch eine Art der Herstellung des Antriebseingriffs wäre es vorteilhaft, wenn die Eingriffsgegenglieder 7 keine runden Bohrungen mit nur geringem Übermaß zu den Eingriffsgliedern 17, sondern in Drehrichtung T gestreckte Langlöcher wären, so dass im Rahmen der relativen Drehbewegung zwischen Falzrolle 1 und Antriebsrotor 16 ausreichend Zeit für die formschlüssige Kopplung im Antriebseingriff verbleibt. In noch einer anderen Modifikation kann die Position der Eingriffsglieder 17 bei drehendem oder während der Annäherung still stehendem Antriebsrotor 16 relativ zu den Eingriffsgegengliedern 7 mittels wenigstens eines optischen Sensors ermittelt und die Annäherung bis in den Antriebseingriff anhand des Sensorausgangssignals geregelt werden. Die Sensorik ist mit einer entsprechenden Bewegungsregelung verbunden, die auf der Seite des Aktors 9 oder der den Antriebsrotor 16 umfassenden Antriebseinrichtung vorgesehen wäre. Eine mit entsprechender Sensorik verbundene Bewegungsregelung kann beispielsweise eine Bildverarbeitungseinrichtung umfassen. Wird eine Bewegungsregelung mit einer Sensorik zur Ermittlung der Position verwendet, die der Antriebsrotor 16 und die Falzrolle 1 relativ zueinander aufweisen, kann auf die Herstellung des genannten Gleitdruckkontakts verzichtet werden. Die Position kann insbesondere optisch erfasst werden, die Erfindung ist jedoch nicht auf eine optische Sensorik beschränkt, so kann alternativ beispielsweise auch eine Ultraschallsensorik zum Einsatz gelangen. Wird der Antriebseingriff mittels Bewegungsregelung hergestellt und soll auf einen Gleitdruckkontakt verzichtet werden, wird zweckmäßigerweise der Antriebsrotor in die Bewegungsregelung einbezogen, indem die Drehwinkelposition des Antriebsrotors der Drehwinkelposition der Bearbeitungsrolle entsprechend eingestellt wird. Bezogen auf das Ausführungsbeispiel mit den exzentrischen Eingriffsgliedern 17, bedeutet dies, dass deren Drehwinkelposition zu den Eingriffsgegengliedern 7 durch eine entsprechende Relativdrehbewegung des Antriebsrotors 16 eingestellt wird. Auch bei Verwendung einer Bewegungsregelung für das Annäherungsmanöver kann die zu reinigende Falzrolle 1 oder 2 mittels eines der Reinigungswerkzeuge 11 oder 12 oder gegebenenfalls auch beiden Reinigungswerkzeugen 11 und 12 stillgesetzt werden, sobald sie die Reinigungsposition einnimmt. Das Gleiche gilt auch für den Fall, dass die zu reinigende Falzrolle mittels einer Bewegungsregelung in ihre Reinigungsposition bewegt, der Antriebseingriff aber dann über einen Gleitdruckkontakt zwischen der jeweiligen Falzrolle 1 oder 2 und dem Antriebsrotor 16 hergestellt wird.
Bevorzugter sind die Eingriffsglieder 17 jedoch am Antriebsrotor 16 axial hin und her beweglich angeordnet und werden mittels einer elastischen Rückstellkraft axial im Druckkontakt gegen die Falzrolle 1, im Ausführungsbeispiel gegen deren Stirnfläche 6 gedrückt. Zur Erzeugung der Rückstellkraft sind die Eingriffsglieder 17 axial federnd am Antriebsrotor 16 gelagert. Die axial federnde Lagerung wird vorzugsweise mittels einer mechanischen Federeinrichtung verwirklicht, könnte alternativ aber beispielsweise auch durch eine pneumatische Federeinrichtung verwirklicht sein. Die Eingriffsglieder 17 können mittels einer gemeinsamen Federeinrichtung, vorzugsweise mechanischen Federeinrichtung, axial federnd am Antriebsrotor 16 abgestützt sein. Im Ausführungsbeispiel sind sie wie bevorzugt einzeln federnd abgestützt, d. h. die Federeinrichtung wird von mehreren Federn gebildet, die je einzeln jeweils eines der Eingriffsglieder 17 federnd lagern. Durch die Federeinrichtung werden sie vom Antriebsrotor 16 aus über dessen freie Stirnseite hinaus gesehen axial nach außen gespannt, in Richtung auf die sich annähernde oder bereits positionierte Falzrolle 1 zu. Dreht der Antriebsrotor 16 im Druckkontakt relativ zu der Falzrolle 1, schnappen die Eingriffsglieder 17 aufgrund der federnden Lagerung automatisch in den Antriebseingriff mit den Eingriffsgegengliedern 7, sobald sie im Gleitkontakt in die Überdeckung mit den Eingriffsgegengliedern 7 gelangt sind. Ist der Druckkontakt zwischen dem Antriebsrotor 16 und der Falzrolle 1 erst einmal hergestellt, genauer gesagt zwischen den Eingriffsgliedern 17 und der Falzrolle 1, bedarf es lediglich noch der Drehbewegung des Antriebsrotors 16, aber keines weiteren Annäherungsmanövers des Aktors 9 und auch keiner Axialbeweglichkeit des Antriebsrotors 16. Der Antriebsrotor 16 kann daher wie bevorzugt axial unbeweglich angeordnet sein. Die Eingriffsglieder 17 suchen sich sozusagen die Eingriffsgegenglieder 7, können daher auch als Suchstifte oder -bolzen bezeichnet werden.
6 zeigt den Antriebsrotor 16 alleine, vor der Montage an der Ausgangswelle des Motors 15. Der Antriebsrotor 16 ist ein kompakter, bezüglich seiner Drehachse R rotationssymmetrischer, beispielhaft kreiszylindrischer Körper. Er weist ein Befestigungsende für die drehfeste Verbindung mit der Motorwelle und vom Befestigungsende axial abgewandt die im montierten Zustand freie Stirnseite mit den axial abragenden Eingriffsgliedern 17 auf. Die Eingriffsglieder 17 sind mittels jeweils einer axialen Führung 18 hin und her beweglich angeordnet. Sie werden je von einer zugeordneten Feder 19, im Ausführungsbeispiel jeweils eine auf Druck beanspruchte Spiralfeder, axial nach außen, d. h. in Richtung über das freie Stirnende des Antriebsrotors 16 hinaus gespannt. Die Führungen 18 sind als axiale Bohrungen geformt. In die Führungen 18 wird jeweils eine der Federn 19 und anschließend jeweils eines der Eingriffsglieder 17 eingesetzt. Die Federn 19 sind in den Bohrungen bzw. Führungen 18 axial gestützt. Hierfür können die Führungen 18 beispielsweise Sackbohrungen sein. Um die Eingriffsglieder 17 gegen die elastische Rückstellkraft der jeweiligen Feder 19 zu halten, wird ein Halteelement 20 mittels Befestigungsmitteln 21 an der freien Stirnseite 6 am Antriebsrotor 16 befestigt. Das Halteelement 20 bildet für jedes der Eingriffsglieder 17 einen axialen Anschlag, gegen den im montierten Zustand das jeweilige Eingriffsglied 17 von der jeweiligen Feder 19 gedrückt wird. In einer Modifikation könnten die Anschläge auch durch separate Halteelemente gebildet werden. Das Halteelement 20 bildet einen Deckel und die freie Stirnseite 16' des Antriebsrotors 16. Es ist beispielhaft scheibenförmig.
Die Eingriffsglieder 17 sind stift- bzw. bolzenförmig und weisen jeweils zwei unterschiedlich dicke Axialabschnitte auf. Der dickere Axialabschnitt wird von der jeweiligen Führung 18 geführt, und der schlankere Axialabschnitt durchragt im montierten Zustand das Halteelement 20. Das Halteelement 20 ist mit Durchgängen 22 versehen. Die Eingriffsglieder 17 weisen jeweils im Übergangsbereich der Axialabschnitte eine Anschlagschulter auf. Im montierten Zustand durchragen die Eingriffsglieder 17 mit ihren vorderen Axialabschnitten den jeweils zugeordneten Durchgang 22 und werden von ihren Federn 19 mit ihrer Anschlagschulter in den Anschlagkontakt gegen das Halteelement 20 gespannt, so dass der vordere Axialabschnitt den jeweiligen Durchgang 22 durchragt, während der hintere Axialabschnitts in der zugeordneten Führung 18 geführt wird.
7 zeigt das Rollfalzwerkzeug 1–4 und die Reinigungsvorrichtung während der Reinigung der Falzrolle 1. Das Annäherungsmanöver wurde komplett ausgeführt und ein Antriebseingriff zwischen der Falzrolle 1 und dem Antriebsrotor 16 hergestellt. Der Antriebseingriff beruht auf Formschluss, indem jedes der Eingriffsglieder 17 (5 und 6) in jeweils eine der Vertiefungen 7 der Falzrolle 1 (3) ragt. Die Vertiefungen 7 wirken für die Eingriffsglieder 17 als Eingriffsgegenglieder, indem sie in Drehrichtung T, die tangential zu der im Antriebseingriff gemeinsamen Drehachse D bzw. R weist, jeweils einen Tangential- bzw. Verdrehanschlag für die einragenden Eingriffsglieder 17 bilden. Das Reinigungswerkzeug 11 schabt die Lauffläche der vom Antriebsrotor 16 drehangetriebenen Falzrolle 1 von Verunreinigungen, insbesondere Kleber, frei. Die Verunreinigungen tropfen unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten ab und werden dort mittels einer nicht dargestellten, am Gestell 10 angeordneten Auffangeinrichtung aufgefangen und abgeleitet. Das andere Reinigungswerkzeug 12 befindet sich in einer von der Falzrolle 1 abgerückten Position. Es kommt nur für die Reinigung der anderen Falzrolle 2 zum Einsatz.
Im Ausführungsbeispiel sind die Reinigungswerkzeuge 11 und 12 so angeordnet, dass sich die zu reinigende Falzrolle 1 oder 2 jeweils in der für die Falzrolle 1 dargestellten Position befinden muss, in der der Antriebseingriff mit dem Antriebsrotor 16 besteht oder hergestellt wird. Um von dem in 7 dargestellten Reinigungsfall ausgehend die andere Falzrolle 2 zu reinigen, wird der Antriebseingriff mit der Falzrolle 1 gelöst und das Rollfalzwerkzeug 1–4 in einem erneuten Annäherungsmanöver mit seiner Falzrolle 2 in den Antriebseingriff manövriert. In einer Modifikation der Reinigungsvorrichtung können die Reinigungswerkzeuge 11 und 12 so angeordnet sein, dass das Reinigungswerkzeug 11 der Falzrolle 1 und das Reinigungswerkzeug 12 der Falzrolle 2 zugestellt werden können, um die beiden Falzrollen 1 und 2 gleichzeitig zu reinigen. Von dem dargestellten Ausführungsbeispiel ausgehend waren die Reinigungswerkzeuge 11 und 12 in einem axialen Versatz zueinander am Gestell 10 angeordnet, wobei der axiale Versatz demjenigen der Falzrollen 1 und 2 entspräche. Für die gleichzeitige Reinigung müsste die ebenfalls frei drehbar am Werkzeugkopf 3 gelagerte Falzrolle 2 von einem weiteren, dem Antriebsrotor 16 funktionell entsprechenden Antriebsrotor drehangetrieben werden, der am Gestell 10 entsprechend beweglich angeordnet sein müsste. In noch einer Modifikation mit gleichzeitiger Reinigung können die Falzrollen 1 und 2 mittels einer gemeinsamen Welle drehsteif miteinander verbunden sein, wobei in einer derartigen Ausführung die Welle am Werkzeugkopf 3 frei drehbar gelagert wäre. In solch einer Modifikation genügt der Antriebsrotor 16, der dann über den Antriebseingriff mit der Falzrolle 1 und die für beide Falzrollen 1 und 2 gemeinsame Welle auch die Falzrolle 2 drehantreibt. Das Reinigungswerkzeug 12 wäre wie gesagt in einem entsprechenden axialen Versatz zum Reinigungswerkzeug 11 anzuordnen.
In Bezug auf den Antriebsrotor 16 sei ergänzend noch angemerkt, dass dieser schlanker als die zu reinigende Falzrolle 1 oder 2 ist, so dass im Antriebseingriff die Lauffläche 5 oder 8 der jeweils zu reinigenden Falzrolle 1 oder 2 um die Drehachse D vollständig umlaufend ein Stück weiter radial außen als ein axial benachbarter äußerer Umfang des Antriebsrotors 16 ist. Im Antriebseingriff verbleibt somit an der Stirnseite 6 der jeweiligen Falzrolle 1 oder 2 um die Drehachse D vollständig umlaufend jeweils ein radialer Randstreifen, der die Lauffläche 5 oder 8 vom Antriebsrotor 16 trennt.
8 zeigt eine Reinigungsvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Reinigungsvorrichtung entspricht in Bezug auf den Drehantrieb der zu reinigenden Falzrolle 1 oder 2 dem ersten Ausführungsbeispiel, insbesondere wird der Antriebsrotor 16 des ersten Ausführungsbeispiels verwendet. Die Reinigungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels weist mehr als zwei Reinigungswerkzeuge, beispielhaft vier Reinigungswerkzeuge, auf. Von diesen Reinigungswerkzeugen 11, 12, 23 und 24 kann jedes wahlfrei in die Reinigungsposition bewegt, d. h. der zu reinigenden Falzrolle in den Reinigungseingriff zugestellt werden. Die Reinigungswerkzeuge 11, 12, 23 und 24 sind an jeweils eine bestimmte Falzrollenform und -größe angepasst, das Reinigungswerkzeug 11 an die Falzrolle 1, das Reinigungswerkzeug 12 an die Falzrolle 2 und die beiden anderen Reinigungswerkzeuge 23 und 24 an andere, nicht dargestellte Falzrollen eines anderen Rollfalzwerkzeugs. Die Reinigungswerkzeuge 11, 12, 23 und 24 sind für den wahlfreien Reinigungseinsatz in jeweils die gleiche Reinigungsposition beweglich. Hierfür sind sie gemeinsam an einem Träger 25, beispielhaft ein Drehtisch, angeordnet, so dass sie durch eine Drehbewegung des Trägers 25 um eine Drehachse V des Trägers 25 in die Reinigungsposition bewegt werden können. Der Träger 25 bildet für die Reinigungswerkzeuge 11, 12, 23 und 24 ein Revolvermagazin. Auf dem gemeinsamen Träger 25 ist jedes der Reinigungswerkzeuge 11, 12, 23 und 24 wie zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert mittels einer eigenen Zu- und Abstelleinrichtung 13 der jeweiligen Falzrolle zu- und von dieser abstellbar.
Die Erfindung kann insbesondere für das Fügen der zu den 1 und 2 genannten Verbundbauteile Verwendung finden und vorteilhafterweise in unmittelbarer Nähe zum Ort des Rollfalzen zum Einsatz gelangen, so dass ein beispielsweise ortsfester Industrieroboter, der das Rollfalzwerkzeug während des Rollfalzens trägt und im Raum bewegt, ohne Umrüstvorgang die Falzrolle zur Reinigungsvorrichtung bewegen und das beschriebene Annäherungsmanöver bis in den Antriebseingriff ausführen kann.
Die Reinigungsvorrichtungen der Ausführungsbeispiele sind in räumlicher Nähe zum Rollfalzprozess stationär angeordnet. In einer Modifikation können sie, insbesondere die Reinigungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels, für einen mobilen Einsatz eingerichtet sein, damit sie an einen im Raum beweglichen Aktor, beispielsweise am Ende eines Roboterarms angedockt und vorzugsweise von diesem auch wieder abgedockt werden können, bevorzugt jeweils automatisch. Eine mobile Reinigungsvorrichtung kann zum Reinigen eines stationär angeordneten Rollfalzwerkzeugs verwendet werden, grundsätzlich aber auch in Kombination mit einem ebenfalls mobilen Rollfalzwerkzeug, wie das der Ausführungsbeispiele. Auf diese Weise kann beispielsweise näher am Ort des Rollfalzprozesses gereinigt werden, was eine Zeitersparnis bedeuten kann. Für die Reinigungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels ist in den 5 und 7 für den mobilen Einsatz jeweils ein Dockingport 10a angedeutet, so dass diese Reinigungsvorrichtung sowohl stationär angeordnet als auch mobil eingesetzt werden kann. Grundsätzlich kann der gleiche Dockingport 10a oder genauer gesagt, die nur angedeutete Stelle für die Anordnung eines Dockingports, auch bei der Reinigungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels vorgesehen sein, aufgrund der magazinartigen Anordnung der Reinigungswerkzeuge 11, 12, 23 und 24 beansprucht diese Reinigungsvorrichtung jedoch mehr Raum und eignet sich daher weniger als die Reinigungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels für den mobilen Einsatz.
9 zeigt am Beispiel der Falzrolle 1 einen Reinigungsprozess, bei dem das Reinigungswerkzeug 11 unter einem vorteilhaften Anstellwinkel α von 40–70°, vorzugsweise 40–60°, zur Falzrolle 1 angestellt ist. Der Werkzeugkopf des Rollfalzwerkzeugs 1–4 ist nicht dargestellt, so dass 9 eine Stirnansicht auf die dem Werkzeugkopf zugewandte rückwärtige Stirnseite der Falzrolle 1 zeigt. Der Anstellwinkel α ist der Winkel, den am Ort des Einwirkens des Reinigungswerkzeugs 11 eine an die Lauffläche der jeweiligen Falzrolle, hier an die Lauffläche 5, gelegte Tangente mit dem Reinigungswerkzeug 11 einschließt. Der Ort des Einwirkens ist der Ort, an dem das Reinigungswerkzeug 11 mit der Schaberkante die Lauffläche 5 kontaktiert oder dieser in einem geringsten Abstand gegenüberliegt. Das Reinigungswerkzeug 11 ist als plattenförmige Schaberklinge gebildet. Es weist eine dieser Tangente zugewandte plane obere Oberfläche auf. Wäre diese Oberfläche nicht plan, würde der Winkel α zwischen besagter Tangente der Lauffläche 5 und einer an die Schaberkante des Reinigungswerkzeugs 11 angelegten Tangente gemessen werden. Das Reinigungswerkzeug 11 ist horizontal angeordnet; zur Orientierung ist die Vertikale Z angegeben. Die Schaberklinge 11 kann in einer alternativen Ausführung mit der an ihre Schaberkante gelegten Tangente, auf die der Anstellwinkel α gemessen wird, im Reinigungseingriff vertikal oder mit einer Neigung sowohl zur Vertikalen Z als auch zur Horizontalen weisen. Als vorteilhaft werden zur Horizontalen geneigte Stellungen angesehen, in denen die am Einwirkort an die Oberseite der Schaberklinge 11 gelegte Tangente zur Horizontalen eine Neigung bis höchstens ±20° aufweist, wie dies für das in gestrichelter Linie in entsprechend negativ geneigter Stellung dargestellte Reinigungswerkzeug 11' angedeutet ist. Für die Abführung der abgeschabten Verunreinigung ist es von Vorteil, wenn der Einwirkort in der unteren Hemisphäre der Falzrolle 1 oder 2 liegt. Bevorzugt liegt der Einwirkort von einer tiefsten Stelle der jeweiligen Lauffläche 5 oder 8 um einen um die Drehachse D gemessenen Bogenwinkel von höchstens 60°, bevorzugter höchstens 40°, entfernt. Des Weiteren wird es bevorzugt, wenn sich die Lauffläche 5 oder 8 am Einwirkort bereits wieder aufwärts bewegt, der Einwirkort also nicht mit der tiefsten Stelle zusammenfällt.
10 zeigt für die Falzrolle 1 eine erste Modifikation. Die Falzrolle 1 ist in Bezug auf die Eingriffsgegenglieder 7 modifiziert, die daher mit 7a bezeichnet sind. Die Eingriffsgegenglieder 7a sind in Umfangsrichtung T erstreckte Vertiefungen, von denen jede sich über einen Bogenwinkel von nahezu 180° erstreckt, so dass die beiden Eingriffsgegenglieder 7a nur durch schmale radiale Stege 6a voneinander getrennt sind. Die langgestreckten Eingriffsgegenglieder 7a können insbesondere mit den vergleichsweise schlanken Eingriffsgliedern 17 der beiden Ausführungsbeispiele der Reinigungsvorrichtung zusammenwirken. Angesichts der großen Erstreckung in Umfangsrichtung T wird im Rahmen der Herstellung des Antriebseingriffs in der überwiegenden Zahl der Annäherungsmanöver erst gar kein Gleitdruckkontakt hergestellt werden, vielmehr werden die Eingriffsglieder 17 in der letzten Phase des Annäherungsmanövers, der axialen Bewegung der Falzrolle 1 in die Reinigungsposition, ohne den Gleitdruckkontakt in die als Vertiefungen gebildeten Eingriffsgegenglieder 7a einfahren und nach kurzer Relativdrehbewegung in den tangentialen Anschlag gegen die als Verdrehanschläge wirkenden, radialen Stege 6a gelangen. Die Stege 6a werden von einem Deckel 6b gebildet, der an der Stirnseite 6 an der Falzrolle 1 befestigt ist. Der Deckel 6b bildet die Eingriffsgegenglieder 7a gemeinsam mit einem axial zurückstehenden zentralen Bereich der Falzrolle 1. In noch einer Modifikation, in der die Falzrolle 1 an ihrer Stirnseite 6 beispielsweise einfach plan sein kann, können die Eingriffsgegenglieder auch nur von solch einem an der Stirnseite 6 befestigten Deckel gebildet werden, beispielsweise als in Umfangsrichtung T erstreckte Schlitze oder als zentraler Durchgang im Deckel mit radial einragenden Stegen 6a.
11 zeigt eine Falzrolle 1 in einer zweiten Modifikation, die der Falzrolle 1 der 3 weitgehend entspricht. Die modifizierten Eingriffsgegenglieder 7b sind an der Stirnseite 6 jeweils als Bohrung in einem Ringmantel der Falzrolle 1 gebildet. Die Eingriffsgegenglieder 7 der Falzrolle 1 der 3 sind zwar ebenfalls als axiale Bohrungen oder zumindest axial erstreckte Vertiefungen geformt, öffnen sich im Gegensatz zu den modifizierten Eingriffsgegengliedern 7b jedoch in radialer Richtung an einer inneren Mantelfläche des Ringmantels der Falzrolle 1. Die modifizierten Eingriffsgegenglieder 7b hingegen sind ein wenig weiter nach radial außen von der inneren Mantelfläche des Ringmantels entfernt angeordnet.
Die Eingriffsgegenglieder 7 und 7b könnten in noch einer Modifikation jeweils in Umfangsrichtung T langgestreckt sein, vorzugsweise langgestreckt im Vergleich zu den Eingriffsgliedern 17 des Antriebsrotors 16. Die jeweilige Falzrolle kann an ihrer Stirnseite 6 gegebenenfalls auch nur ein einziges, als Vertiefung gebildetes lang gestrecktes Eingriffsgegenglied aufweisen, das sich in Umfangsrichtung T über einen Winkel von weniger als 360°, aber durchaus über einen Winkel von nahezu 360° erstrecken kann. In der Modifikation beispielsweise der 10 könnte einer der beiden Stege 6a wegfallen.
12 zeigt die Falzrolle 1 in einer dritten Modifikation mit nur einem einzigen, zentralen Eingriffsgegenglied 7c. Das Eingriffsgegenglied 7c wird von einem axial vorragenden Aufsatz 6c gebildet, der vergleichbar dem Deckel 6a der ersten Modifikation (10) an der Stirnseite 6 an der Falzrolle 1 befestigt ist. Das Eingriffsgegenglied 7c ist wie in den anderen Beispielen bzw. Modifikationen als Vertiefung gebildet, im Ausführungsbeispiel als im Querschnitt quadratische Vertiefung des Aufsatzes 6c, wobei die Vertiefung im Aufsatz 6c beispielhaft als Durchgang geformt ist. Der Antriebsrotor 16 ist für den Antriebseingriff mit dem einzigen zentralen Eingriffsgegenglied 7c mit nur einem ebenfalls zentral angeordneten Eingriffsglied ausgestattet, das im Querschnitt an die Vertiefung 7 angepasst geformt ist, für das im Übrigen aber die Ausführungen zu den Eingriffsgliedern 17 gelten.
13 zeigt die Falzrolle 1 in einer vierten Modifikation. In dieser Modifikation ist das Eingriffsgegenglied 7d als eine an der Stirnseite 6 die Drehachse D der Falzrolle 1 umgebende Verzahnung, beispielhaft eine Hirth-Verzahnung, gebildet. Die Verzahnung 7d weist geneigt axial ansteigende Zähne auf, so dass sich das als korrespondierende Verzahnung gebildete Eingriffsglied des entsprechend modifizierten Antriebsrotors 16 bei Annäherung an der Verzahnung 7d zentrieren kann. Die Verzahnung 7d weist eine feine Zahnteilung auf. Vorzugsweise weist sie um die Drehachse der Falzrolle 1 gleichmäßig verteilt wenigstens 20 Zähne auf. Die Gegenverzahnung des modifizierten Antriebsrotors 16 ist vorzugsweise mittels einer Federeinrichtung axial federnd am Antriebsrotor 16 abgestützt. Bei entsprechend feiner Zahnteilung kann grundsätzlich aber auch auf eine federnde Abstützung selbst dann verzichtet werden, wenn der Antriebseingriff wie an den beiden Ausführungsbeispielen der Reinigungsvorrichtung erläutert über einen Gleitdruckkontakt hergestellt wird.
Bezugszeichenliste

1: Falzrolle
2: Falzrolle
3: Werkzeugkopf
4: Dockingport
5: Lauffläche
6: Stirnfläche, Stirnseite
6a: Anschlag, Steg
6b: Deckel
6c: Aufsatz
7: Eingriffsgegenglied, Vertiefung
7a: Eingriffsgegenglied, Vertiefung
7b: Eingriffsgegenglied, Vertiefung
7c: Eingriffsgegenglied, Vertiefung
7d: Eingriffsgegenglied, Vertiefung
8: Lauffläche
9: Roboterarm
10: Gestell
11: Reinigungswerkzeug, Schaber
12: Reinigungswerkzeug, Schaber
13: Zu- und Abstelleinrichtung
14: Schlitten
15: Motor
16: Antriebsrotor
17: Eingriffsglied, Suchstift
18: Führung
19: Feder
20: Halteelement
21: Befestigungsmittel
22: Durchgang
23: Reinigungswerkzeug, Schaber
24: Reinigungswerkzeug, Schaber
25: Träger
a: Blech
b: Blech
c: Randflansch
d: Kleber
e: Kleber
D: Drehachse der Fügerolle
R: Drehachse des Antriebsrotors
T: Drehrichtung
V: Drehachse
Z: Hochachse
α: Anstellwinkel

Claims

Verfahren zum Reinigen einer Bearbeitungsrolle eines Bearbeitungswerkzeugs, bei dem a) die Bearbeitungsrolle (1, 2) mit einem in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug (1–4) externen Antriebsrotor (16) in einem Antriebseingriff gekoppelt wird b) der Antriebsrotor (16) im Antriebseingriff die Bearbeitungsrolle (1, 2) drehantreibt, c) und die Bearbeitungsrolle (1, 2) während des Drehantriebs mittels eines Reinigungswerkzeugs (11, 12) gereinigt wird, d) wobei der Antriebseingriff formschlüssig und von der Lauffläche (8) der Bearbeitungsrolle (1, 2) abgerückt ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Bearbeitungsrolle (1, 2) in dem Antriebseingriff drehsteif mit dem Antriebsrotor (16) gekoppelt ist, so dass der Antriebsrotor (16) und die Bearbeitungsrolle (1, 2) die Drehbewegung wie ein einziger Körper ausführen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Antriebseingriff an einer Stirnseite der Bearbeitungsrolle (1, 2) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem (i) wenigstens eines aus Antriebsrotor (16) und Bearbeitungsrolle (1, 2) ein Eingriffsglied (17) aufweist, (ii) der Antriebsrotor (16) und die Bearbeitungsrolle (1, 2) in einen Druckkontakt gebracht werden, in dem das Eingriffsglied (17) gegen das andere aus Antriebsrotor (16) und Bearbeitungsrolle (1, 2) drückt, (iii) der Antriebsrotor (16) drehangetrieben wird (iv) und das Eingriffsglied (17) bei einer Drehbewegung, die der Antriebsrotor (16) relativ zu der Bearbeitungsrolle (1, 2) ausführt, aus dem Druckkontakt in den Antriebseingriff bewegt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das Eingriffsglied (17) gegen eine elastische Rückstellkraft nachgiebig ist, vorzugsweise mittels wenigstens einer Feder (19) nachgiebig gelagert ist, und im Druckkontakt mit der Rückstellkraft gegen das andere aus Antriebsrotor (16) und Bearbeitungsrolle (1, 2) drückt und aufgrund der Rückstellkraft aus dem Druckkontakt in den Antriebseingriff schnappt.
Verfahren nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bearbeitungsrolle (1, 2) während des Druckkontakts gebremst wird, vorzugsweise mittels des Reinigungswerkzeugs (11, 12), um zu gewährleisten, dass sich der Antriebsrotor (16) im Druckkontakt relativ zu der Bearbeitungsrolle (1, 2) dreht, bis das Eingriffsglied (17) in den Antriebseingriff schnappt.
Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einem der folgenden Merkmale: – der Antriebsrotor (16) und die Bearbeitungsrolle (1, 2) werden relativ zueinander axial in den Druckkontakt bewegt; – der Antriebsrotor (16) und die Bearbeitungsrolle (1, 2) drehen im Antriebseingriff um parallel beabstandete Achsen oder vorzugsweise um die gleiche Achse (D, R); – der Antriebsrotor (16) und die Bearbeitungsrolle (1, 2) werden mit jeweils einer Stirnseite (6, 16') einander zugewandt in Kontakt gebracht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Reinigungswerkzeug (11, 12) an die im Antriebseingriff befindliche Bearbeitungsrolle (1, 2) angestellt ist und eine Verunreinigung von der Bearbeitungsrolle (1, 2) mechanisch abträgt, vorzugsweise abschabt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bearbeitungsrolle (1, 2) mittels eines der folgenden Reinigungswerkzeuge oder Reinigungsverfahren gereinigt wird: – mittels wenigstens eines Schabers (11, 12) – mittels wenigstens einer rotierenden Reinigungsbürste, – mittels eines CO₂-Pellet-Reinigungsverfahrens, – mittels eines CO₂-Schnee-Reinigungsverfahrens – oder mittels einer Kombination von mehreren unterschiedlichen Reinigungswerkzeugen oder Reinigungsverfahren der genannten Art gereinigt wird.
Vorrichtung zum Reinigen einer Bearbeitungsrolle eines Bearbeitungswerkzeugs, die Vorrichtung umfassend: a) ein Reinigungswerkzeug (11, 12) zum Reinigen der Bearbeitungsrolle (1, 2) b) und einen drehangetriebenen, in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug (1–4) externen Antriebsrotor (16), der mit der Bearbeitungsrolle (1, 2) in einem Antriebseingriff koppelbar ist, um die Bearbeitungsrolle (1, 2) während des Reinigens drehend anzutreiben, d) wobei der Antriebsrotor (16) ein Eingriffsglied (17) aufweist, mittels dem der Antriebseingriff als Formschluss und von der Lauffläche (8) der Bearbeitungsrolle (1, 2) abgerückt herstellbar ist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch und wenigstens einem der folgenden Merkmale: – das Eingriffsglied (17) ragt von dem Antriebsrotor (16) axial ab oder wird von einer axialen Vertiefung an einer Stirnfläche des Antriebsrotors gebildet; – das Eingriffsglied (17) ragt an einer Stirnseite (16') des Antriebsrotors (16) axial vor oder ist als axiale Vertiefung an der Stirnseite geformt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass (i) die Bearbeitungsrolle (1, 2) ein Eingriffsgegenglied (7; 7a; 7b; 7c; 7d) für den Formschluss mit dem Eingriffsglied (17) aufweist, (ii) das Eingriffsglied (17) quer zur Drehrichtung (T) des Antriebsrotors (16) oder das Eingriffsgegenglied quer zur Drehrichtung der Bearbeitungsrolle gegen eine elastische Rückstellkraft nachgiebig ist oder sind, vorzugsweise axial nachgiebig, (iii) das Eingriffsglied (17) mit der Bearbeitungsrolle (1, 2) oder das Eingriffsgegenglied (7; 7a; 7b; 7c; 7d) mit dem Antriebsrotor (16) gegen die Rückstellkraft in einen Druckkontakt bringbar ist oder sind, (iv) und das Eingriffsglied (17) oder das Eingriffsgegenglied (7; 7a; 7b; 7c; 7d) bei einer Drehung des Antriebsrotors (16) relativ zu der Bearbeitungsrolle (1, 2) aufgrund der Rückstellkraft aus dem Druckkontakt in den Antriebseingriff schnappt.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsglied (17) an dem Antriebrotor (16) oder das Eingriffsgegenglied an der Bearbeitungsrolle (1, 2) mittels einer die Rückstellkraft erzeugenden Federeinrichtung (19), vorzugsweise mechanischen Federeinrichtung, abgestützt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13 und wenigstens einem der folgenden Merkmale: – das Eingriffsglied ist zentrisch auf der Drehachse des Antriebsrotors angeordnet; – das Eingriffsglied (17) ist exzentrisch zu der Drehachse (R) des Antriebsrotors (16) angeordnet; – der Antriebsrotor (16) weist zur Herstellung des Antriebseingriffs wenigstens ein weiteres Eingriffsglied (17) auf, und wenigstens eines der Eingriffsglieder (17) ist in einem radialen Abstand von der Drehachse (R) des Antriebsrotors (16) angeordnet; – das Eingriffsglied (17) ist so geformt und an dem Antriebsrotor (16) so angeordnet, dass es an einer Stirnseite (6) der Bearbeitungsrolle (1, 2) in den Antriebseingriff bringbar ist und im Antriebseingriff von einer Lauffläche (5) der Bearbeitungsrolle (1, 2) beabstandet ist; – das Eingriffsglied (17) ist in einer Ansicht auf eine Stirnseite (16') des Antriebsrotors (16) gesehen innerhalb eines gedachten Kreises um die Drehachse (R) der Antriebsrotors (16) angeordnet, und der Kreis ist kleiner als ein größter Umfang einer Lauffläche (5, 8) der Bearbeitungsrolle (1, 2).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite (6) der Bearbeitungsrolle (1, 2) ein Eingriffsgegenglied (7; 7a; 7b; 7c; 7d) für den formschlüssigen Antriebseingriff vorgesehen ist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsgegenglied (7; 7a; 7b; 7c; 7d) von einer axialen Abragung oder vorzugsweise von einer axialen Vertiefung gebildet wird, die von einer einfachen Bohrung gebildet wird oder um die Drehachse (D) der Bearbeitungsrolle (1, 2) in Umfangsrichtung (T) um wenigstens 30% länger erstreckt ist als das Eingriffsglied (17).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Gestell (10) umfasst, an dem der Antriebsrotor (16) drehbeweglich und das Reinigungswerkzeug (11, 12; 11, 12, 23, 24) zwischen einer Ruheposition und einer Reinigungsposition hin und her beweglich angeordnet sind.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gestell (10) wenigstens ein weiteres Reinigungswerkzeug (11, 12; 11, 12, 23, 24) angeordnet und wenigstens eines der folgenden Merkmale erfüllt ist: – die Reinigungswerkzeuge (11, 12; 11, 12, 23, 24) sind wahlweise im Wechsel in die gleiche oder in unterschiedliche Reinigungsposition(en) beweglich angeordnet; – die Reinigungswerkzeuge (11, 12; 11, 12, 23, 24) sind in jeweils eine eigene Reinigungsposition beweglich, um gleichzeitig unterschiedliche Bearbeitungsrollen (1, 2) reinigen zu können.
Vorrichtung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Andockeinrichtung (10a) für ein automatisches An- und Abdocken an einen und von einem Roboterarm aufweist, wobei die Andockeinrichtung (10a) vorzugsweise auch eine Schnittstelle für die Versorgung der Vorrichtung mit Energie oder einem Fluid oder Steuerungssignalen aufweist.