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Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Entgraten und/oder Oberflächenbearbeiten der Ober- und Unterseite von Werkstücken.
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Bei jedem spanabhebenden Bearbeitungsprozess entsteht durch die plastische Materialumformung an den Werkstückkanten ein Grat, der in der Regel unerwünscht ist, da die Funktion des Produktes beeinträchtigt werden kann. Die Gratentstehung ist durch konstruktionstechnische Maßnahmen minimier- aber nur selten ganz vermeidbar. Entgraten ist eine Oberflächenbearbeitungsart, welche die im vorhergehenden Bearbeitungsprozess entstandenen Grate entfernt. Die zu entgratenden Werkstücke haben überwiegend planparallele ebene Flächen und weisen an diesen Flächen den Grat auf, der durch den Bearbeitungsprozess der Vorrichtung effizient entfernt und die betroffenen Kanten verrundet werden.
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Für ebene Flächen würde in diesem Fall gewöhnlich das Planbürsten zum Einsatz kommen. Bestehende Planbürstverfahren in der industriellen Fertigung erfolgen im Durchlaufverfahren. Die zu bürstenden Teile werden magnetisch oder mechanisch auf ein Band oder einen Drehtisch fixiert und durchlaufen den Bürstprozess. Dabei werden die Teile zunächst von einer Seite bearbeitet. Anschließend werden sie entweder manuell oder mit einer Automatik gewendet, so dass die andere Seite bearbeitet werden kann. Nachteile dieses einseitigen Burstverfahrens sind ein hoher und teurer Maschinen- und Personalaufwand, lange Maschinenlaufzeiten sowie die Fehlermöglichkeit einseitig gebürsteter Teile.
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Ziel der Erfindung ist die Reduzierung der Durchlaufzeiten des Bürstentgratens, indem gleichzeitig die Ober- und Unterseite der Werkstücke bearbeitet werden. Das Verfahren des parallelen und beidseitigen Entgratens von Werkstücken funktioniert analog dem Planschleifen mit Planetenantrieb.
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Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Entgraten und/oder Oberflächenbearbeiten der Ober- und Unterseite von Werkstücken, wobei die Werkstücke zwischen zwei horizontal übereinander gelagerten Bürstscheiben in außenverzahnten Werkstückhalter positioniert werden. Zunächst werden die Werkstücke manuell in den Eingriffen der Werkstückhalter auf der unteren Bürstscheibe fixiert, so dass sie lose in den Eingriffen haltbar sind. Anschließend wird die obere Bürstscheibe auf einen verstellbaren Festanschlag oder über ein Messsystem auf die Werkstücke heruntergefahren, so dass sich die Vorrichtung schließt. Die Werkstückhalter, die zwischen einem inneren und einem äußeren Stiftkranz platziert sind, werden durch einen Planetenantrieb im Bereich des inneren Stiftkranzes in Relativbewegung zu den ebenfalls rotierenden Bürsten versetzt, wodurch sie sich drehen. Hierbei werden im Rotationsverfahren, bei dem beide Bürstscheiben gleichzeitig im Eingriff sind, alle sich in den Werkstückhaltern befindenden Werkstücke zwischen den beiden Bürstscheiben sowohl auf der Ober- als auch der Unterseite des Werkstückes entgratet und/oder oberflächenberarbeitet. Während sich die Werkstücke in den Eingriffen der Werkstückhalter befinden, rotieren diese bei Bewegung der Werkstückhalter durch den Planetenantrieb mit.
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Auf der unteren Bürstscheibe liegt zwischen innerem und äußerem Stiftkranz eine Mindestanzahl von drei Werkstückhaltern auf. Die Anzahl der Werkstückhalter ist von der Größe der Stiftkränze und der Entfernung des inneren und äußeren Stiftkranzes zueinander abhängig. Je nach Durchmesser der Stiftkränze lässt sich eine höhere Anzahl an Werkstückhaltern zwischen die beiden Kränze einfügen. Die Eingriffe in den Werkstückhaltern für die Fixierung der Werkstücke können individuell gestaltet werden. Der Durchmesser des Eingriffs ist vom Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes, die Tiefe des Eingriffes ist von der Höhe des Werkstückes abhängig.
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Jede der beiden Bürstscheiben besteht aus einer Trägerscheibe aus Metall sowie einer darunter bzw. darüber montierten Bürstenaufnahme aus Pertinax, Kunststoff oder Aluminium, die vollflächig mit Bürsten bestückt wird.
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Die obere und untere Bürstscheibe sowie der Planetenantrieb können sowohl in Drehrichtung als auch in Drehgeschwindigkeit jeweils variieren. Sie lassen sich entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn drehen. Die Drehgeschwindigkeit kann bei allen frei festgelegt und zur Optimierung des Entgratens angepasst werden. Hierbei ist es zum Beispiel möglich die obere und untere Bürstscheibe bei jeweils verschiedenen Drehgeschwindigkeiten in unterschiedliche Richtungen laufen und wiederum den Planetenantrieb die Werkstückhalter bei einer dritten Geschwindigkeit antreiben zu lassen.
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Die Eindringtiefe der Bürsten, also die Wegstrecke, die die obere Bürste vertikal in Richtung Werkstück gesenkt wird, so dass die Bürsten die Oberseite des Werkstücks berühren, ist durch das Absenken der oberen Bürstscheibe auf einen verstellbaren Festanschlag oder durch ein Messsystem einstellbar und kann hierdurch der jeweiligen Höhe des Werkstückes angepasst werden.
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Die Bearbeitung der Werkstücke in der Vorrichtung wird gesteuert über die Einstellparameter Eindringtiefe der Bürsten auf die Ober- und Unterseite der Werkstücke, die Laufzeit der Bearbeitung und die Drehzahl der Rotation der Bürsten. Die Kombination der Einstellparameter erfolgt nach der individuellen Auslegung und Einstellung der Werkstücke und ermöglicht ein gezieltes Entgraten und Kantenverrunden der zu bearbeitenden Werkstücke.
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Abgrenzung zu bereits geschützten Vorrichtungen
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Die
EP 1 629 941 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Entgraten und/oder Oberflächenverbessern von spanend bearbeiteten Werkstücken, die mindestens ein Bürstwerkzeug aufweist, durch die ein Entgraten und/oder eine Oberflächenverbesserung des oder der spanend bearbeiteten Werkstücke durchführbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung mindestens zwei einander gegenüberliegende Bürstwerkzeuge aufweist, dass eine Transporteinrichtung mit mindestens einer Werkstückaufnahme vorgesehen ist, durch die mindestens ein Werkstück zwischen den Bürstwerkzeugen hindurchbewegbar sind.
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Die Erfindung unterscheidet sich von der soeben genannten
EP 1 629 941 A2 . Bei der EP 1 629 941 A2 handelt es sich um eine Vorrichtung, deren Werkstückaufnahmen manuell oder automatisch mit Werkstücken bestückt werden, anschließend die bestückte Werkstückaufnahme unter die beiden einander gegenüberliegenden Bürstwerkzeuge bewegt wird, mittels der Antriebseinrichtung die Werkstückaufnahmen angetrieben werden, aber nur die eingelegten Werkstücke der Werkstückaufnahme entgratet bzw. oberflächenverbessert werden, die sich in Wirkeingriff mit den Bürstwerkzeugen befindet. Während des Entgratens und/oder Oberflächenverbesserns können die Werkstückaufnahmen, die sich nicht in Wirkeingriff mit den Bürstwerkzeugen befinden, weiter bestückt werden. Während des Bearbeitungsprozess wurden die Werkstücke durch die Vorrichtung hindurchbewegt.
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Die Erfindung beschreibt jedoch eine Vorrichtung, bei der die Werkstücke in die Werkstückhalter auf die untere Bürstscheibe aufgelegt werden, sich die Vorrichtung anschließend schließt, indem die obere Bürstscheibe herunterfahrt und dann die Werkstücke durch die Rotation sowohl der unteren als auch der oberen Bürstscheibe als auch den Werkstückhaltern auf Ober- und Unterseite entgratet und/oder oberflächenbearbeitet werden. Nach dem Bearbeitungsprozess fährt die obere Bürstscheibe nach oben und die fertig entgrateten und/oder oberflächenbearbeiteten Werkstücke können der Vorrichtung entnommen werden.
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In der
EP 1 629 941 A2 befinden sich nicht alle Werkstückaufnahmen in Wirkbeziehung mit den zwei Bürstwerkzeugen. Bei der Erfindung, hingegen, befinden sich alle Werkstückaufnahmen in Wirkbeziehung mit den beiden Bürstscheiben. Hiermit werden auch nicht – wie in der EP 1 629 941 A2 – nur die Werkstücke entgratet und/oder oberflächenverbessert, die in die Werkstückaufnahme eingelegt werden, die sich in Wirkbeziehung mit den zwei Bürstwerkzeugen befindet, sondern alle Werkstücke, die in die Werkstückhalter eingelegt wurden. Es ergibt sich mithin eine vielfache, bis zu fünfmal höhere Ausbringungsmenge der im vergleichbaren Wirkzyklus zu bearbeitenden Werkstücke, was die betriebswirtschaftlichen Vorteile der beschriebenen Vorrichtung zeigt
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Die
DE 10 2008 063 228 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur beiderseitigen schleifenden Bearbeitung flacher Werkstücke mit einer oberen und einer unteren Arbeitsscheibe, die jeweils eine Arbeitsfläche mit einem Schleifbelag aufweisen, wobei die Arbeitsflächen zwischen sich einen Arbeitsspalt bilden, in dem Werkstücke geschliffen werden können, wobei mindestens eine der Arbeitsscheiben mittels eines Antriebs drehend antreibbar ist, und weiter aufweisend eine Einrichtung zum Führen der Werkstücke in dem Arbeitsspalt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an mindestens einer der Arbeitsscheiben Entgratungsmittel angeordnet sind, die dazu ausgebildet sind, die Werkstücke während ihrer Bearbeitung in der Vorrichtung zu entgraten. Nach Anspruch 2 der DE 10 2008 063 228 A1 weist die mindestens eine Arbeitsscheibe mindestens eine geformte Aufnahme, zum Beispiel in Gestalt einer Nut, auf, in der die Entgratungsmittel angeordnet sind. Nach Anspruch 3 sind die Entgratungsmittel ringförmig umlaufend in der Arbeitsfläche und/oder radial in der Arbeitsfläche verlaufend und/oder bogenförmig in der Arbeitsfläche verlaufend angeordnet.
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Die Erfindung hat eine grundlegend andere Anordnung der Entgratungsmittel in Gestalt von Bürsten. Bei der Erfindung bestehen beide Bürstscheiben aus einer Trägerscheibe aus Metall sowie einer darunter (obere Bürstscheibe) bzw. darüber (untere Bürstscheibe) montierten Bürstenaufnahme aus Pertinax, Kunststoff oder Aluminium. Die Bürstenaufnahme der unteren Bürstscheibe sowie die Bürstenaufnahme der oberen Bürstscheibe sind vollflächig mit Bürsten bestückt. Vollflächig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass jeweils die gesamte Oberfläche bzw. Seite, die mit den Werkstücken in Berührung kommt, mit Bürsten bestückt ist (siehe auch 3).
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird in folgenden Darstellungen optisch veranschaulicht:
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1: Draufsicht des unteren Teils der Vorrichtung
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2: Querschnitt der Vorrichtung
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3: Querschnitt der oberen Bürstscheibe
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1 zeigt eine Draufsicht des unteren Teils der Vorrichtung (1), bestehend aus der unteren Bürstscheibe (5) und dem darauf positionierten inneren (2) und äußeren (3) Stiftkranz. Der Planetenantrieb (4) drehantreibt die zwischen den beiden Stiftkränzen (2, 3) platzierten Werkstückhalter (WH1–WH5, die Anzahl richtet sich nach der Größe der Werkstücke). Ein Werkstückhalter hat Eingriffe (E1–E5), in die die zu entgratenden und/oder oberflächenbearbeitenden Werkstücke (W1–W5) hineingelegt werden.
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2 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung (1). Zwischen unterer (5) und oberer (6) Bürstscheibe befinden sich einerseits der innere (2) sowie der äußere (3) Stiftkranz, andererseits die Werkstückhalter (WH1–WH5).
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3 zeigt einen Querschnitt der oberen Bürstscheibe (6) der Vorrichtung (1), bestehend aus einer Trägerscheibe aus Metall (7) und einer unter dieser Trägerscheibe montierten Bürstenaufnahme aus Pertinax, Kunststoff oder Aluminium (8), die vollflächig mit Bürsten (9) bestückt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1629941 A2 [0011, 0012, 0014]
- DE 102008063228 A1 [0015]
