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Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Werkteils, insbesondere eine als Bürstvorrichtung ausgebildete Bearbeitungsstation zur Behandlung einer Oberfläche eines Werkteils, insbesondere zum Entgraten oder Oberflächenbearbeiten von in einem vorausgehenden Fertigungsprozess hergestellten Werkteilen wie Metallteilen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bearbeitung eines gehaltenen Werkteils mittels einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer als Bürstvorrichtung ausgebildeten Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere zum Entgraten und Oberflächenbearbeiten von in einem vorausgehenden Fertigungsprozess hergestellten Werkteilen wie Metallteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Bearbeitungsvorrichtungen wie Bürstvorrichtung oder Schleifeinrichtungen, bei denen eine Oberfläche eines Werkstücks bearbeitet wird und insbesondere ungewollte Vorsprünge wie Grate entfernt werden, sind allgemein bekannt. Bei derartigen Bearbeitungsvorrichtungen wird ein Werkteil an zwei Enden gehalten, in Rotation gebracht und eine Oberfläche zwischen den zwei Enden durch Kontaktieren mit einem entsprechenden Werkzeug wie einer rotierenden Bürste oder mehreren rotierenden Bürsten oder Schleifeinheiten bearbeitet. Dabei werden die Bürsten quer zu dem Werkstück oder Werkteil an das Werkstück bewegt. Die Bearbeitung erfolgt rein manuell.
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Derartige Vorrichtungen bzw. Verfahren sind für komplexere Teile zum Beispiel für Schneckenwellen nur bedingt einsetzbar bzw. ist ein Aufwand zum Bearbeiten sehr aufwendig.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungsvorrichtung und ein Verfahren hierzu zu schaffen, mit welchen auch komplexere Werkteile einfach und weniger aufwendig bearbeitbar sind.
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Diese und weitere Aufgaben werden ausgehend von einer Bearbeitungsvorrichtung nach dem Anspruch 1 und einem Verfahren zum Reinigen nach dem Anspruch 10 in Verbindung mit deren Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass bei einer Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Werkteils, insbesondere eine als Bürstvorrichtung ausgebildete Bearbeitungsstation zur Behandlung einer Oberfläche eines Werkteils, umfassend mindestens eine Halteeinrichtung zum Greifen und/oder Halten des Werkteils während des Bearbeitungs oder während der Bearbeitung und mindestens eine Bearbeitungseinrichtung mit mindestens einer um mindestens eine Rotationsachse rotierbaren Bearbeitungseinheit und mindestens einer Bearbeitungsbewegungseinheit, um die Bearbeitungseinheit zu bewegen und so in Kontakt mit dem Werkteil zu bringen, wobei die Halteeinrichtung mindestens eine Haltebewegungseinheit umfasst, um die Halteeinrichtung und damit das gehaltene Werkteil relativ zu der Bearbeitungseinheit zu verfahren. Die Bearbeitungsvorrichtung ist bevorzugt als Bürststation ausgebildet. Entsprechend ist die mindestens eine Bearbeitungseinrichtung als Bürsteinrichtung, insbesondere als um eine Rotationsachse rotierbare Bürsteinrichtung ausgebildet. Die Halteeinrichtung ist bevorzugt als Drehspindel, Drehspanndorn oder dergleichen ausgebildet.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass mehrere Bearbeitungseinheiten vorgesehen sind. Insbesondere sind zwei Bearbeitungseinheiten vorgesehen. Die Bearbeitungseinheiten sind bevorzugt gegenüberliegend angeordnet, sodass ein Bearbeiten von mindestens zwei Seiten erfolgt. Dabei weisen die Bearbeitungseinheiten bevorzugt zueinander.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht entsprechend vor, dass die Bearbeitungseinheiten gegenüberliegende angeordnet sind, sodass deren Bearbeitungsflächen einen Bearbeitungsraum bilden, in welchem das Werkteil zur Bearbeitung angeordnet ist. Mehrere Bearbeitungseinheiten lassen sich vorsehen. Die Bearbeitungseinheiten sind beispielsweise als Bürsteinrichtungen, Schleifeinrichtungen oder dergleichen ausgebildet.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Bearbeitungseinrichtung und/oder die Bearbeitungsbewegungseinheit und/oder die Halteeinrichtung und/oder die Haltebewegungseinheit mindestens einen translatorischen und/oder einen rotatorischen Antrieb aufweisen, um die Bearbeitungseinheit zu dem zu bearbeitenden Werkteil bzw. die das Werkteil haltende Halteeinrichtung und/oder das Werkteil relativ zu der Bearbeitungseinheit zu bewegen.
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In wiederum einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltebewegungseinrichtung unabhängig von der Bearbeitungsbewegungseinrichtung verfahrbar ist.
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Zudem sieht eine Ausführungform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Halteeinrichtung mindestens zwei Halteeinheiten aufweist, um das Werkteil an zwei Stellen zu halten, sodass ein dazwischenliegender Teil des Werkteils mit der Bearbeitungseinheit bearbeitbar ist. Die Halteeinheiten sind beispielsweise als Greifer, Aufnahmeraum, Spannfutter, Spannbacken und dergleichen ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine der Halteeinheiten, bevorzugt alle Halteeinheiten, um eine Haltedrehachse rotierbar ist bzw. sind, sodass das Werkteil um die Haltedrehachse rotierbar ist.
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Vorzugsweise sind rotierbare Gegenstände bearbeitbar. Entsprechend sind die Halteeinheiten zueinander fluchtend bzw. konzentrisch zu der gemeinsamen Halteachse angeordnet. Bevorzugt ist das Werkteil mit seiner Rotationsachse ebenfalls konzentrisch zu der Halteachse angeordnet.
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In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Haltebewegungseinheiten miteinander gekoppelt sind, sodass diese gemeinsam bewegbar sind. Die Haltebewegungseinheiten sind einzeln relativ zueinander bewegbar, insbesondere linera verfahrbar. Für eine gemeinsame Bewegung der Haltebewegungseinheiten, bevorzugt während des Bearbeitens des Werkteils, sind diese miteinander gekoppelt. Dabei ist die Kopplung in einer Ausführungsform als Steuerung vorgesehen, welche die beiden oder mehreren Haltebewegungseinheiten einzeln ansteuert für eine Bewegung. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Haltebewegungseinheiten auf einem gemeinsamen Koppelglied angeordnet, welches sich verfahren lässt. So lassen sich die beiden oder mehreren Haltebewegungseinheiten gemeinsam durch Bewegen des Koppelglieds bewegen. Eine separate Bewegung der Haltebewegungseinheiten entfällt. Das Koppelglied ist bevorzgut im Bereich der Anordnung der Haltebewegungseinheiten einteilig ausgebildet. Beispielsweise ist eine gemeinsame Ablage, ein Drehteiller, eine linear bewegliche Platte oder dergleichen vorgesehen, auf welcher die Haltebewegungseinheiten angeordnet sind, insbesondere verfahrbar oder beweglich angeordnet sind. Über diese gemeinsame Ablage sind die Haltebewegungseinheiten auch während des Betriebs verfahrbar, ohne dass sich deren relative Position zueinander ändert und somit auch das Werkstück durch die auf den Haltebewegungseinheiten angeordneten Halteeinheiten während einer Bewegung sicher gehalten ist. Die Halteeinheiten sind über die Haltebewegungseinheiten verfahrbar. Somit sind die Halteeinheiten auch über die gemeinsame Ablage verfahrbar, wobei sich die Position der Halteeinheiten relativ zueinander nicht verändert.
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Entsprechend sieht eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Haltebewegungseinheiten als zwei gegenüberliegende Spindeln oder Spanndorne ausgebildet sind, die aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, um dazwischen das Werkteil zu halten, wobei die beiden Spindeln auf einem gemeinsamen Koppelglied angeordnet sind, welches bewegbar gelagert ist, sodass die beiden Spindeln gemeinsam über das Koppelglied relativ zu der Bearbeitungseinheit bewegbar sind. Die Spindeln sind als Arbeitsspindeln ausgeführt. Bevorzugt ist zumindest eine der Spindeln als angetriebene Spindel oder Antriebsspindel oder Antriebsspitze ausgeführt. Eine Ausführungsform sieht vor, dass eine andere Spindel oder Spitze als mitlaufende und/oder nicht angetriebene Spitze oder Spindel ausgebildet ist.
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Die Erfindung schließt weiter die technische Lehre das bei einem Verfahren zur Bearbeitung eines gehaltenen Werkteils mittels einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer als Bürstvorrichtung ausgebildeten, erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorstehenden Beschreibung, umfassend die Schritte: Halten des Werkteils und Bearbeiten des Werkteils mittels mindestens einer Berarbeitungseinheit durch Kontaktieren der Berarbeitungseinheit mit dem Werkteil, vorgesehen ist, dass das gehaltene Werkteil während des Bearbeitens relativ zu der Bearbeitungseinheit bewegt wird.
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Die Bearbeitungsvorrichtung ist bevorzugt als Bürstvorrichtung ausgebildet. Die Büstvorrichtung umfasst eine Halteeinrichtung zu Greifen und Halten des Werkteils oder Werkstücks. Um das Werkteil zu halten, umfasst die Halteeinrichtung mindestens eine Halteeinheit. Bevorzugt umfasst die Halteeinrichtung zwei Halteeinheiten. Die Halteeinheiten sind bevorzugt als Werkteilhalter, beispielsweise als Greifer, als Spannhalter mit entsprechenden Spannbacken und/oder als Spanndorne oder Spannspindeln ausgebildet. Da bevorzugt Drehteile, also Werktteile mit einer Drehachse bearbeitet werden, sind vorzugsweise zwei Halteeinheiten vorgesehen. Die Halteeinheiten sind bevorzugt gleich ausgebildet. Dabei sind die Halteeinheiten fluchtend zueinander ausgebildet, sodass das zu haltende Werkteil sicher und nicht exzentrisch gehalten ist. Dazu sind die Halteeinheiten gegenüberliegend ausgebildet. Die Halteinheiten sind so angeordnet, dass das Werkteil entsprechend mit dessen Drehachse konzentrisch zu einer von den Halteeinheiten gebildeten Halteachse angeordnet ist. Beispielsweise sind die Halteeinheiten als Spanndorne ausgebildet. Die Spitzen der Spanndorne definieren die Halteachse. Die Drehachse des Werkteils liegt auf der Drehachse. Die Halteeinheiten sind in einer Ausführungsform um die Halteachse drehbar oder rotierbar gelagert. In einer Ausführungsform ist eine Halteeinheit um die Halteachse rotierbar angetrieben. In einer anderen Ausführungsform sind beide Halteeinheiten angetrieben, bevorzugt synchronisiert. Bevorzugt ist eine Halteeinheit angetrieben und die andere ist freidrehend gelagert.
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Um das Werkteil zwischen den Halteeinheiten zu halten, sind Haltebewegungseinheiten vorgesehen, mit welchen die Halteeinheiten verfahrbar bzw. bewegbar sind. Bevorzugt lassen sich über die Haltebewegungseinheiten die Halteeinheiten zueinander bzw. voneinander wegbewegen. Bevorzugt ist eine Halteeinheit über eine Haltebewegungseinheit verfahrbar. In einer anderen Ausführungsform sind beide Halteeinheiten über eine oder mehrere Haltebewegungseinheiten verfahrbar. Die Haltebewegungseinheiten weisen in einer Ausführungsform eine Schnellverfahrsteuerung und/oder eine Feinverfahrsteuerung auf. So lassen sich die Halteeinheiten schnell und/oder fein oder langsam aufeinander zubewegen, um ein Werkteil zwischen sich zu spannen. Beispielsweise umfassen die Haltebewegungseinheiten eine lineare Verfahreinheit. Die Haltebewegungseinheiten weisen einen entsprechenden Antrieb auf. In einer Ausführungsform ist der Antrieb als Motor ausgebildet. In einer Ausführungsform ist je Halteeinheit ein Motor bzw. Antrieb vorgesehen. Der Antrieb zum Rotieren der Halteeinheiten und der Antrieb zum Verfahren der Halteeinheiten sind in einer Ausführungsform integriert ausgebildet. Bevorzugt ist der Antrieb zum Rotieren als Drehmotor ausgebildet. Das Werkstück oder Werkteil wird zum Bearbeiten in die Halteeinrichtung eingespannt. Hierzu wird das Werkteil bevorzugt an zwei Enden von Halteeinheiten gehalten. Zum sicheren Halten wird das Werkteil zuerst in einer Halteeinheit gehalten. Die Halteeinheiten werden vorher oder mit gehaltenem Werkteil relativ zueinander verfahren, sodass das Werkteil auch von der zweiten Halteeinheit gegriffen werden kann. Entsprechend wird das Werkteil dann derart in der zweiten Halteeinheit aufgenommen, dass das Werkteil sicher von den beiden Halteeinheiten gehalten wird. Die Halteeinheiten sind entlang einer Halteachse ausgerichtet, welche auch der Rotationsachse des Werkteils entspricht. Dann werden die Halteeinheiten entsprechend in Rotation gesetzt, sodass sich auch das gehaltene Werkteil mitdreht. Dies erfolgt beispielsweise auch, wie das Verfahren der Halteeinheiten, über die Haltebewegungseinrichtung, welche dann entsprechend ausgebildet ist. Um das rotierende Werkteil zu bearbeiten, wird die Bearbeitungsvorrichtung betriebsbereit gemacht. Hierzu werden die Bearbeitungseinheiten, die hier als Bürsten ausgebildet sind, zunächst in Rotation gesetzt, genauer um eine Rotationsachse. Dann werden die Bürsten aufeinander zu bewegt, beispielsweise über die Bearbeitungsbewegungseinheiten, bis die Bürsten in Kontakt mit dem Werkteil kommen. Der Abstand zu dem Werkteil wird entsprechend gesteuert. Zusätzlich zu dem linearen Verfahren lassen sich Bürsten verschwenken, indem beispielsweise die Rotationsachse verschwenkt wird. Auf diese Weise ist eine verbesserte Bearbeitung realisiert. Das Verschwenken erfolgt beispielsweise ebenfalls über die Bearbeitungsbewegungseinheiten. In einer Ausführungsform ist ein weiteres Verfahren durch einen entsprechenden Linearantrieb vorgesehen. Während der Bearbeitung ist das Werkteil durch Bewegen der Halteeinrichtung, beispielsweise über das gemeinsame Koppelglie möglich. Hierdurch ist eine verbesserte Bearbeitung auch komplexer Werkteile realisiert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Für gleiche oder ähnliche Bauteile oder Merkmale werden dabei einheitliche Bezugszeichen verwendet. Merkmale oder Bauteile verschiedener Ausführungsformen können kombiniert werden, um so weitere Ausführungsformen zu erhalten. Sämtliche aus den Ansprüchen der Beschreibung oder Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnung und Verfahrensschritte, können so für sich als auch in verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen:
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1 schemtisch zwei perspektivische Ansichten einer Bearbeitungsvorrichtung aus unterschiedlichen Blickwinkeln;
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2 schematisch eine Seitenansicht der Bürstvorrichtung nach 1;
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3 schematisch eine Draufsicht auf die Bürstvorrichtung nach 1 und 2;
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4 schematisch eine Seitenansicht der Bürstvorrichtung nach 1–3 ohne Verfahrwagen und
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5 schematische eine Draufsicht auf die Bürstvorrichtung nach 4 ohne Deckelement
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Die 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform einer als Bürstvorrichtung 100a ausgebildeten Bearbeitungsvorrichtung 100 in verschiedenen Ansichten und Detaillierungsgraden. Gleiche oder ähnliche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Auf eine detaillierte Beschreibung bereits beschriebener Bauteile wird verzichtet.
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Die Bearbeitungsvorrichtung 100 ist zum Bearbeiten eines Werkteils W ausgebildet, insbesondere als eine Bearbeitungsstation 100 zur Behandlung einer Oberfläche des Werkteils W. Dabei umfasst die Beabreitungsvorrichtung 100 eine Halteeinrichtung 110 zum Greifen und Halten des Werkteils W während der Bearbeitung. Weiter umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 100 mindestens eine Bearbeitungseinrichtung 120 mit mindestens einer um mindestens eine Rotationsachse R rotierbaren Bearbeitungseinheit 130 und mindestens einer Bearbeitungsbewegungseinheit 140, um die Bearbeitungseinheit 130 zu bewegen und so in Kontakt mit dem Werkteil W zu bringen. Die Halteeinrichtung 110 umfasst mindestens eine Haltebewegungseinheit 150, um das gehaltene Werkteil W relativ zu der Bearbeitungseinheit 130 zu verfahren. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mehrere Bearbeitungseinheiten 130 vorgesehen sind. Genauer sind zwei Bearbeitungseinheiten 130 vorgesehen, die gegenüberliegend angeordnet sind, sodass deren Bearbeitungsflächen 131 einen Bearbeitungsraum BR bilden bzw. begrenzen, in welchem das Werkteil W zur Bearbeitung angeordnet ist. Die Bearbeitungsbewegungseinheit 140 und/oder die Haltebewegungseinheit 150 weisen mindestens einen translatorischen und/oder einen rotatorischen Antrieb auf, um die Bearbeitungseinheit 130 zu dem zu bearbeitenden Werkteil W bzw. das Werkteil W zu der Bearbeitungseinheit 130 zu bewegen. Dabei ist die Haltebewegungseinrichtung 150 unabhängig von der Bearbeitungsbewegungseinrichtung 140 verfahrbar, insbesondere auch während der Bearbeitung. Die Halteeinrichtung 120 weist mindestens zwei Halteeinheiten 160 auf, um das Werkteil W an zwei Stellen zu halten, sodass ein dazwischenliegender Teil des Werkteils W mit der Bearbeitungseinheit 130 bearbeitbar ist. Dabei ist mindestens eine der Halteeinheiten 160, bevorzugt sind alle Halteeinheiten 160 um eine Haltedrehachse H rotierbar, sodass das Werkteil W um die Haltedrehachse H rotierbar ist. Mehrere Haltebewegungseinheiten 150 sind miteinander gekoppelt, sodass diese gemeinsam bewegbar sind. In dem in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Haltebewegungseinheiten 150 als zwei gegenüberliegende Spindeln oder Spanndorne 151 ausgebildet, die aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, um dazwischen das Werkteil W zu halten, wobei die beiden Spindeln 151 auf einem gemeinsamen Koppelglied angeordnet sind, welches bewegbar gelagert ist, sodass die beiden Spindeln 151 gemeinsam über das Koppelglied relativ zu der Bearbeitungseinheit 130 bewegbar sind. Im Einzelnen ist in den Fig. Folgendes dargestellt.
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Die 1 zeigt zwei perspektivische Ansichten einer Bearbeitungsvorrichtung 100 aus unterschiedlichen Blickwinkeln. Die Bearbeitungsstation 100 ist zum Bearbeiten eines Werkteils W ausgebildet. In dem in den 1 bis 5 dargstelltem Ausführungsbeispiel ist die Bearbeitungsstation 100 zur Behandlung einer Oberfläche des Werkteils W, genauer als Bürstvorrichtung 100a, ausgebildet. Die Bearbeitungsstation 100 umfasst zudem eine als Takttisch oder Taktband 170 ausgebildete Zuführeinrichtung. Über diese sind die Werkteile W positioniert bzw hinsichtlich ihrer Lage definiert lagerbar und der Bearbeitungseinrichtung 120 zuführbar bzw. von dieser abführbar. Zum Verfahren der gesamten Bürstvorrichtung 100 ist ein Verfahrwagen 200 vorgesehen. Dieser umfasst ein rahmenartiges Gestell 210. An einer Seite sind Räder 220 zum Verfahren vorgesehen, welche mittels Feststellbremsen 230 gegen ein Verfahren gesichert werden können. An einer anderen Seite ist eine Ablage 240 vorgesehen, auf welcher die eigentliche Bürstvorrichtung 100 angeordnet ist. Seitlich an dem Gestell 210 ist eine Steuereinrichtung 250 befestigt, mit welcher die Bürstvorrichtung 100 steuerbar ist. Das Gestell 210 ist nach Art der Kanten eines Quaders ausgebildet.
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Die Bürstvorrichtung 100 weist zudem ein Gehäuse 260 auf, welches etwa nach Art eines Hohlquaders ausgebildet ist. Entsprechend weist das Gehäuse 260 einen plattenförmigen Boden 261 auf, auf welchem vier plattenförmige Wandelemente 262 etwa senkrecht dazu angeordnet sind, auf denen ein plattenförmiges Deckelelement 263 das Gehäuse 260 abschließt. An dem Deckelelement 263 ist seitlich die Zuführeinrichtung 170 angeordnet. Dabei ist das Deckelelement 263 zweigeteilt, sodass sich zwischen den Deckelelementen 263 ein Spalt S bilden lässt bzw. gebildet ist, durch den die Werkteile W von der Zuführeinrichtung 170 in die Bürstvorrichtung 100 einlegbar sind. Seitlich an den Wandelementen 262 sind jeweils paarweise gegenüberliegend die Halteeinrichtungen 110 und die Bearbeitungseinrichtungen 120 angeodnet. Diese weisen jeweils einen Antrieb 270 auf, der nach außen von den Wandelementen 262 abragt. Der genauere Aufbau wird im Folgenden beschrieben.
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Die 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Bürstvorrichtung 100 nach 1. Auf dem Verfahrwagen 200 ist die eigentliche Bürstvorrichtung 100 angeordnet. Seitlich ragt die Zuführeinrichtung 170 in Form eines Zuführbandes, des Takttisches oder des Taktbandes 170 von dem Deckelelement 263 in beide Richtungen ab. Unter dem Zuführband 170 seitlich von den Wandelementen 262 abragend sind die Antriebe 270 angeordnet. Die Antriebe 270 umfassen Motoren 271, mit welchen sich die jeweiligen Bewegungseinheiten 140, 150 bewegen lassen. Die beiden seitlich abragenden Motoren 271 sind als Bürstmotoren zum Antreiben der Bürsteinrichtung 100a ausgebildet.
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Die 3 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Bürstvorrichtung 100a nach 1 und 2. Entlang der Halteachse sind in der Ansicht fluchtend die beiden Haltebewegungseinheiten 150 angeordnet. Die Haltebewegungseinheiten 150 sind als Spindeln 151 ausgebildet, zwischen denen das Werkteil W um die Halteachse H drehbar gelagert ist. Entsprechend sind die Halteeinheiten 160 integriert in die Haltebewegunsgeinheiten 150 ausgebildet. Alternativ sind die Haltebewegungseinheiten 150 als Rotationsköpfer oder dergleichen ausgbeildet und die Halteinheiten 160 als Spannfutter, Halter, Greifer oder Aufnahme, welche jeweils an dem entsprechenden Rotationskopf gekoppelt ist. Seitlich an dem gehaltenen Werkteil W sind als rotierbare Bürsten ausgebildete Bearbeitungseinheiten 130 dargestellt, welche mit ihrer jeweiligen Bearbeitungsfläche 131 in Kontakt mit dem Werkteil W stehen. Sowohl das Werkteil W als auch die Bürsten rotieren um je eine Achse. Das Werkteil W rotiert um die Halteachse H. Die Bürsten rotieren um die Rotationsachse R. In der Draufsicht verlaufen die Halteachse H und die Rotationsachsen R parallel zueinander. Jedoch ist die rechte Rotationsachse R gegenüber der linken Rotationsachse R verschwenkt.
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Die 4 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Bürstvorrichtung 100a nach 1–3 ohne Verfahrwagen 200. Hier ist die Anordnung der Motoren 271 und deren zugehörige Achsen zu sehen. Die Motoren 271 ragen im Wesentlichen senkrecht von dem Gehäuse 260 ab, wobei die Achsen paarweise in unterschiedlichen Ebenen liegen.
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Die 5 zeigt schematische eine Draufsicht auf die Bürstvorrichtung 100a nach 4 ohne Deckelement 263. Die Antriebe sind paarweise gegenüberliegend angeordnet. Auf 12-Uhr-Position und 6-Uhr-Position sind die Halteeinrichtungen 110 angeordnet und auf 3-Uhr-Position und 9-Uhr-Position sind die Bearbeitungseinrichtungen 120 angeordnet. Das Werkstück W ist zwischen den beiden Spindeln 151 gespannt. Die Spindeln 151 rotieren um die Halteachse H, wobei das zwischen den Spindeln 151 gehaltene Werkteil W mitrotiert wird. Um das Werkteil W zwischen den Spindeln 151 zu spannen, sind diese aufeinander zu oder voneinander weg verfahrbar. Dieses Verfahren erfolgt über die jeweilige Haltebewegungseinheit 150. Diese ist vorliegend als Linearantrieb ausgebildet. Weiter sind die Spindeln 151 über den entsprechenden Motor 271 angetrieben, sodass diese rotieren. Die Spindeln 151 sind zum einen separat zueinander verfahrbar. Weiter sind die Spindeln 151 über ein gemeinsames Koppelglied zusammen verfahrbar oder bewegbar. Bevorzugt ist der jeweilige Linearantrieb der Spindeln 151 auf dem Koppelglied angeordnet. So lassen sich in einem Schritt die Lineantriebe relativ zueinander verfahren. Sobald das Werkteil W gehalten ist, sind die beinden Linearantriebe gemeinsam über ein Bewegen des Koppelglieds verfahrbar.
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Die Bearbeitungseinrichtung 120 umfasst die gegenüberliegend angeordneten Bearbeitungseinheiten 130. Diese sind vorliegende als Bürsteinheiten ausgebildet und weisen jeweils eine um eine Rotationsachse R rotierbare Bürste B auf. Die Bürsten B werden über die Bearbeitungsbewegungseinheiten 140 aufeinander zu und/oder voneinander wegbewegt. Hierzu sind entsprechende Linearantriebe vorgesehen. Das Verfahren erfolgt entlang einer Querachse quer bzw. senkrecht zur Halteachse H. Dabei erfolgt das Verfahren entlang der Querachse, bis ein ausreichender Kontakt mit dem Werkteil W besteht. Zusätzlich sind die Bürsten B um die Querachse schwenkbar, beispielsweise ebenfals über die Bearbeitungsbewegungseinheiten.
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Bei einer Bearbeitung des Werkteils W wird dieses zuerst zwischen die Spanndorne 151 gespannt und dann um die Halteachse H rotiert. Danach werden die Bürsten B in Rotation versetzt und linear in Richtung des Werkteils W verfahren. Zusätzlich lassen sich die Bürsten B verschwenken, sodass eine verbesserte Bearbeitung der Oberfläche möglich ist. Um nun das Werkteil W über die gesamte Länge zu bearbeiten, sind die beiden Spindeln 151 über das gemeinsame Koppelglied verfahrbar. Das Verfahren erfolgt entlang einer Halteachse H.
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Zum Antreiben der Bürsten B sind die beiden entsprechenden Motoren 271 als Bürstmotoren 271a ausgebildet. Zum Antreiben der Bürsten B weisen diese ein Winkelgetrieb 272 auf, welches entsprechend mit dem jeweiligen Bürstmotor 271a gekoppelt ist. Dabei weist der so gebildete Bürstantrieb eine Pinole 273 auf. Die Pinole 273 ist als eine hohl gebohrte Arbeitsspindel ausgebildet, welche eine axiale Bewegung ausführen kann.
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Diese wird zur Übertragung eines Drehmoments sowie eines Vorschubs verwendet, sodass die Pinole 273 als Arbeitsspindel fungiert. Zur Aufnahme verschiedener Werkzeuge ist sie an einem Ende aufgebohrt. Die Bohrung ist dabei bevorzugt als Morsekegel, Steilkegel oder Hohlschaftkegel ausgeführt, wodurch eine Selbstzentrierung eines entsprechenden Werkzeugs und sicherer Halt desselben gewährleistet ist. Bei der als Pinole 273 ausgeführten Arbeitsspindel ist eine manuelle oder automatisierte, axiale Verschiebbarkeit der Spindel vorgesehen. Daszu weist die Pinole 273 eine Pinolenachse auf. Dabei werden vorzugsweise die rotierenden Teile der Spindel axial verschoben. Die Pinole 273 ist verschiebbar ausgeführt. Zur Übertragung der Drehbewegung und des Drehmoments ist die Pinole 273 über Zahnräder, Riemenscheiben, Kupplungen oder andere geeignete Elemente mit dem entsprechenden Getriebe verbunden. Somit lässt sich über die jeweilge Pinole 273 eine Feinverstellung der Bürsten B bzw. einer darüber definierten Bürsttiefe einstellen.
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Über den als Drehmotor 271b ausgebildeten Motor für die Halteeinrichtung wird das Werkteil W rotiert. Dafür weist die Spindel 151 auf einer Seite eine Antriebspitze 157 auf. Die gegenüberliegende Spindel 151 weist eine mitlaufende Spitze 158 auf, welche entsprechend nicht angetrieben ist. Durch ein lineares Verfahren der Antriebsspitze 157 ist eine Positionierung des Werkteils W, hier einer Schneckenwelle, realisiert.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Bearbeitungsvorrichtung
- 100a
- Bürstvorrichtung
- 110
- Halteeinrichtung
- 120
- Bearbeitungseinrichtung
- 130
- Bearbeitungseinheit
- 131
- Bearbeitungsfläche
- 140
- Bearbeitungsbewegungseinheit
- 150
- Haltebewegungseinheit
- 151
- Spindel (Spanndorn)
- 157
- Antriebsspitze
- 158
- mitlaufende Spitze
- 160
- Halteeinheiten
- 170
- Takttisch (Taktband)
- 200
- Verfahrwagen
- 210
- Gestell (Rahmen)
- 220
- Räder
- 230
- Feststellbremse
- 240
- Ablage
- 250
- Steuereinrichtung
- 260
- Gehäuse
- 261
- Boden
- 262
- Wandelement
- 263
- Deckelelement
- 270
- Antrieb
- 271
- Motor
- 271a
- Bürstmotor
- 271b
- Drehmotor
- 272
- Winkelgetriebe
- 273
- Pinole
- H
- Haltedrehachse
- R
- Rotationsachse
- S
- Spalt
- W
- Werkteil (Werkstück)
- BR
- Bearbeitungsraum
- B
- Bürste