DE102016220766B4

DE102016220766B4 - Werkzeug zum Bearbeiten eines Objektes

Info

Publication number: DE102016220766B4
Application number: DE102016220766.0A
Authority: DE
Inventors: Marc Böck; Jochen Böck
Original assignee: Boeck GmbH
Current assignee: Boeck GmbH
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2036-10-22
Also published as: US20200180113A1; DE102016220766A1; EP3529005A1; JP2019532830A; WO2018073432A1; JP7211955B2

Abstract

Werkzeug zum Bearbeiten eines Objektes, aufweisendeine Vielzahl von Fingerlagen (1a, 1b, 1c), die sich jeweils in einer Lagenfläche erstrecken,wobei die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) so hintereinander angeordnet sind, dass sich die Lagenflächen Benachbarter der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) zumindest bereichsweise überlappen,wobei jede Fingerlage (1a, 1b, 1c) eine Mehrzahl an Fingern (2a, 2b, 2c) aufweist,wobei die Finger (2a, 2b, 2c) der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in einer auf der Lagenfläche der entsprechenden Fingerlage stehenden Richtung aus einem unausgelenkten Zustand biegbar sind,wobei die Finger (2a, 2b, 2c) der Fingerlagen jeweils flächig ausgebildet sind, und sich im unausgelenkten Zustand in der entsprechenden Lagenfläche erstrecken,wobei benachbarte Finger (2a, 2b, 2c) der gleichen Fingerlage (1a, 1b, 1c) im unausgelenkten Zustand voneinander um einen Abstand größer als Null beabstandet sind,wobei sich Längsrichtungen der Finger (2a, 2b, 2c) der gleichen Fingerlage (1a, 1b, 1c) im unausgelenkten Zustand jeweils parallel zueinander erstrecken,wobei die Finger (2a, 2b, 2c) zumindest einiger der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in einer Projektion auf eine benachbarte der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in den Abständen zwischen den Fingern (2a, 2b, 2c) oder neben den Fingern (2a, 2b, 2c) dieser benachbarten Fingerlage (1a, 1b, 1c) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bearbeiten eines Objektes, das eine Vielzahl von in Lagen angeordneten Fingern aufweist, wobei die Finger innerhalb der Lagen voneinander beabstandet sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entfernen von Sekundärgraten an einer Kante eines Werkstücks und/oder zum Verrunden von einer Kante eines Werkstücks mit einem solchen Werkzeug sowie betrifft ferner ein Verfahren zum Entgraten und Verrunden einer Kante eines Werkstücks mit einem solchen Werkzeug.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken können Grate entstehen. Diese meist scharfen Kanten können zu Verletzungen während der Bauteilhandhabung und/oder zu Beeinträchtigung von nachfolgenden Prozessschritten (z.B. Kantenflucht beim Pulverlackieren, Passungenauigkeiten, usw.) führen.
Im Rahmen der Entgratung werden die Grate am Bauteil entfernt. Die Gratentfernung erfordert oftmals ein zweistufiges Vorgehen. Im ersten Schritt wird der Primärgrat und anschließend der Sekundärgrat entfernt. Der zweite Schritt ist häufig erforderlich, da der Primärgrat nicht vollständig abgetragen wird, sondern umgeformt wird. Oftmals ist neben der Entgratung zusätzlich eine sogenannte Kantenverrundung erforderlich, um weitere Qualitätsanforderungen zu erfüllen.
Im Bereich der Entgratung und Kantenverrundung von 2D- und teilweise auch 3D-Werkstücken haben sich Entgrat- und Verrundungsmaschinen durchgesetzt. Bei derartigen Maschinen wird meist ein Schleifband- oder Telleraggregat mit Schleifbändern oder Schleifscheiben zur Primärgratentfernung eingesetzt und anschließend der Sekundärgrat bzw. die Kantenverrundung mittels Entgrat- und Verrundungswerkzeugen entfernt bzw. erzeugt. Die Kantenverrundung ist bei zunehmenden Radius als kritisch zu erachten. Der quadratische Zusammenhang zwischen Radius und Spanvolumen stellt erhebliche Anforderungen an die eingesetzten Werkzeuge. Eine Verdoppelung des Kantenradius führt zu einer Vervierfachung des Spanvolumens.
Um größere Kantenverrundungen bei gegebenem Werkzeug und Werkstück zu erreichen, muss die Maschine so betrieben werden, dass die Verrundungswerkzeuge eine möglichst lange Einwirkdauer (geringe Vorschubgeschwindigkeit) haben und entsprechend tief zu den Werkstückkanten zugestellt werden. Die lange Einwirkdauer und die tiefe Zustellung führen in Konsequenz zu verlängerten Prozesszeiten, erhöhtem Werkzeugverschleiß und einer ungewünschten Wärmeeinbringung in das Werkstück.
Zudem ist die geringe Vorschubgeschwindigkeit zur Kantenverrundung nicht verhältnismäßig zur Primärgratentfernung. Während die Primärgratentfernung bei Vorschubgeschwindigkeiten zwischen 1 bis 10 m/min durchgeführt werden kann, werden zum starken Kantenverrunden Vorschubgeschwindigkeiten zwischen 0,2 bis 0,5 m/min gefahren.
Zur Entgratung und Kantenverrundung von 2D- und teilweise auch 3D-Werkstücken von metallischen Werkstoffen mit variierenden Werkstückkonturen werden im Stand der Technik hauptsächlich Werkzeuge mit abrasiven Materialien bestehend aus einer Kombination mit Schleifgewebe und Schleifvliese eingesetzt. In den meisten Anwendungsfällen handelt es sich bei den abrasiven Materialen als Hauptelement um Schleifmittel auf Unterlage. Um eine Anpassungsfähigkeit der abrasiven Materialien an die Werkstückkonturen zu erreichen, werden diese teilweise in steg-geschlitzter Ausführung verwendet und mit weichen Zwischen- bzw. Stützlagen (z.B. Schleifvliese, Tampico - Fibre) versehen. Entsprechend dem jeweiligen Bearbeitungsprinzip bzw. Bearbeitungsaggregat können die Werkzeuge in Walzen, Teller- oder Blockform ausgebildet sein.
Entsprechende Vorrichtungen sind zum Beispiel in der DE 20 2015 106 711 U1 in Tellerform gezeigt. Weitere Vorrichtungen finden sich in der DE 10 2016 101 525 A1 , im Hilzinger-Thum Katalog-2005-deutsch insbesondere das Werkzeug „Typ ME, HAT-Schleifstreifen-Spiral-Bürste“ auf Katalogseite 16 und im 3M Produktkatalog für die Metallbearbeitung 2015-Februar SM001_Katalog, insbesondere das Werkzeug der „Scotch-Brite Bristle Produktfamilie“ auf den Katalogseiten der Nummern 103, 104, 107 und 109.
Eine Vielzahl weiterer Formen findet sich zum Beispiel in PFERD Produktkatalog Feinschleif- und Polierwerkzeuge WZH_21_204 03_2009, insbesondere das Werkzeug „Polistar“ auf Katalogseite 68.
Trotz der verschiedenartigen Konfigurationsmöglichkeiten der Werkzeuge (z.B. Schleifgewebekörnung, Schliefvliesdichte, usw.) sind die Abtragsraten bisher nicht zufriedenstellend, so dass geringe Vorschubgeschwindigkeiten und tiefe Zustellungen gefahren werden müssen. Diese Prozessparameter gehen zu Lasten der Wirtschaftlichkeit von Entgrat- und Verrundungsprozessen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug zum Bearbeiten, vorzugsweise zum Entgraten und/oder Kantenverrunden, eines Objektes anzugeben, das höhere Vorschubgeschwindigkeiten bei gleicher Kantenverrundung oder eine stärkere Kantenverrundung bei gleicher Vorschubgeschwindigkeit ermöglicht. Aufgabe ist es außerdem, ein Verfahren zum Entgraten und Verrunden von Kanten eines Werkstücks innerhalb eines Prozessschrittes anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch das Werkzeug zum Bearbeiten eines Objektes nach Anspruch 1, das Verfahren zum Entfernen von Sekundärgraten nach Anspruch 28 mit einem solchen Werkzeug und das Verfahren zum Entgraten und Verrunden nach Anspruch 29 mit einem solchen Werkzeug.
Erfindungsgemäß wird ein Werkzeug zum Bearbeiten eines Objektes angegeben. Das Werkzeug weist eine Vielzahl von Fingerlagen auf, die sich jeweils in einer Lagenfläche erstrecken. Jede der Fingerlagen weist eine Mehrzahl an Fingern auf. Als Lagenfläche kann jene Fläche angesehen werden, die von den Fingern der Fingerlage aufgespannt wird. Erfindungsgemäß sind die Fingerlagen so hintereinander angeordnet, dass sich die Lagenflächen benachbarter Fingerlagen zumindest bereichsweise überlappen. Das bedeutet, dass eine Projektion einer Fingerlage in einer Richtung senkrecht zu der Fingerlage auf die benachbarte Fingerlage mit der benachbarten Fingerlage überlappt bzw. sich überschneidet. Es gibt hier also einen Bereich der benachbarten Fingerlage, der von der Projektion überdeckt wird. Die Überlappung der benachbarten Lagen kann, muss aber nicht, vollständig sein. Zum Beispiel kann bei der nach - folgend noch beschriebenen Blockform des Werkzeugs eine vollständige Überlappung vorliegen, während bei den nachstehend noch beschriebenen tellerförmigen und walzenförmigen Geometrien des Werkzeugs normalerweise nur eine teilweise Überlappung vorliegt. Bevorzugt sind die Lagenflächen eben.
Jede der Fingerlagen weist erfindungsgemäß eine Mehrzahl an Fingern auf. Diese sind so ausgestaltet, dass sie in einer Richtung, die auf der Lagenfläche der entsprechenden Fingerlage steht, die also nicht parallel zur Lagenfläche oder in der Lagenfläche steht, aus einem unausgelenkten Zustand heraus biegbar sind. Beispielsweise kann die Richtung, in der die Finger biegbar sind, senkrecht zur Lagenfläche der entsprechenden Fingerlage stehen. Vorzugsweise kann die Richtung, in der ein Finger jeweils biegbar ist, in jeder Position des Fingers senkrecht auf einer Längsrichtung des Fingers und/oder senkrecht auf einer Fläche des Fingers stehen. Die Fläche des Fingers sei dabei vorzugsweise seine größte Oberfläche, also jene Fläche, in der er sich flächig erstreckt. Der unausgelenkte Zustand eines Fingers sei jener Zustand, in dem der Finger vollständig in der Lagenfläche jener Fingerlage liegt, deren Finger er ist. Der Finger kann beispielsweise als biegbare Zunge angesehen werden.
Erfindungsgemäß sind die Finger jeweils flächig ausgebildet und erstrecken sich im unausgelenkten Zustand in der Lagenfläche jener Fingerlage, der sie angehören. Dass die Finger flächig ausgebildet sind, bedeutet dabei, dass sie flach sind, dass sie also in Richtung der Lagenfläche jener Fingerlage, der sie angehören, eine größere, im Normalfall eine sehr viel größere, Ausdehnung haben, als in Richtung senkrecht zur Lagenfläche.
Die Finger der gleichen Fingerlage erstrecken sich vorzugsweise im unausgelenkten Zustand jeweils parallel zueinander. Vorteilhafterweise sind die Finger länglich ausgebildet, was bedeutet, dass sie in einer Richtung in ihrer Lagenfläche eine deutlich größere Ausdehnung haben, als in der hierzu senkrechten Richtung in der Lagenfläche. Jene Richtung, in der die Finger in der Lagenfläche die größere Ausdehnung haben, wird im Folgenden als Längsrichtung des entsprechenden Fingers bezeichnet. In einer solchen Ausgestaltung liegen die Längsrichtungen der Finger der gleichen Fingerlage im unausgelenkten Zustand jeweils parallel zueinander.
Die Ausdehnung der Finger in der Lagenfläche senkrecht zur Längsrichtung werde als Breite der Finger bezeichnet. Die Ausdehnung der Finger in Richtung senkrecht zur Lagenfläche werde als Dicke bezeichnet.
Erfindungsgemäß haben unmittelbar benachbarte Finger der gleichen Fingerlage im unausgelenkten Zustand voneinander einen Abstand größer als Null. Die Anordnung der Finger innerhalb einer Fingerlage kann also als kammförmig angesehen werden. Die Finger werden also aus der Fingerlage vorzugsweise nicht durch nur einen geraden Schnitt hergestellt, sondern dadurch, dass zwischen benachbarten Fingern eine Teilfläche jener Lage entfernt wird, aus der die Fingerlage hergestellt wird.
Durch die Beabstandung benachbarter Finger der gleichen Lage wird eine hohe Flexibilität der Finger bewirkt. Hierdurch ist es möglich, die Fingerlagen unmittelbar oder mit geringen Abständen hintereinander anzuordnen, ohne dass zwischen den Fingerlagen Stützmaterial wie beispielsweise Vlies vorgesehen werden muss. Auf diese Weise wird eine hohe Dichte an Fingern erzielt, woraus eine hohe Schleifleistung folgt. Hierdurch können höhere Vorschubgeschwindigkeiten bei gleicher Kantenverrundung oder eine stärke Kantenverrundung bei gleicher Vorschubgeschwindigkeit erreicht werden..
Vorteilhafterweise sind die Finger der gleichen Fingerlage unabhängig voneinander elastisch aus dem unausgelenkten Zustand biegbar. Dass die Finger unabhängig voneinander aus dem ausgelenkten Zustand biegbar sind, bedeutet dabei, dass die Ausübung einer Kraft auf genau einen der Finger, die diesen Finger biegt, nicht dazu führt, dass andere Finger der gleichen Lage gebogen werden. Dass der Finger elastisch aus dem unausgelenkten Zustand biegbar ist, bedeutet, dass der Finger beim Wegfall der Kraft im Wesentlichen in den unausgelenkten Zustand zurückkehrt. Hierdurch ergibt sich eine hohe Anpassungsfähigkeit an beliebige Werkstückkonturen bei einer hohen Dichte an Fingern.
Es sei darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Geometrien des Werkzeugs, der Finger und der Fingerlagen eine Idealisierung in dem Sinne bedeuten kann, dass viele der für die Fingerlagen eingesetzten Materialien in der Praxis zu einem gewissen Maße plastisch verformbar sind. Dadurch kann das Werkzeug bzw. die Finger herstellungsbedingt oder durch die Verwendung des Werkzeugs zu einem gewissen Maße von den hier beschriebenen Geometrien abweichende Formen aufweisen oder annehmen. Ein Fachmann wird derartig abweichende Formen jedoch unzweifelhaft den hier beschriebenen Geometrien zuordnen können, so dass diese abweichenden Formen als vom Schutz umfasst angesehen werden sollen.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, das Werkzeug ohne Stützmaterial zwischen den Fingerlagen zu realisieren. Vorzugsweise ist daher zwischen den Fingern benachbarter Fingerlagen kein Material vorhanden. Vorzugsweise ist in jenem Bereich kein Material zwischen Fingern benachbarter Fingerlagen vorhanden, in dem die Finger biegbar sind.
Die Fingerlagen können vorteilhaft durch eine Tragestruktur gehalten werden, die an einem Ende der Finger angeordnet ist. Die Fingerlagen können beispielsweise in diese Tragestruktur eingeklebt sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Finger zumindest einiger der Fingerlagen so angeordnet sein, dass ihre Projektion auf eine jeweils benachbarte der Fingerlagen in die Abstände zwischen den Fingern der benachbarten Fingerlage oder neben die Finger der benachbarten Fingerlage fällt. Eine solche Anordnung kann zur Vergrößerung der Flexibilität des Werkzeugs eingesetzt werden, da das Biegen der Finger nicht durch die benachbarte Fingerlage behindert wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Finger aller jeweils benachbarten Fingerlagen auf diese Weise zueinander versetzt angeordnet sein.
Es kann vorteilhaft sein, wenn der Abstand zwischen benachbarten Fingern der gleichen Lage größer ist als eine Breite dieser Finger, also die Ausdehnung der Finger in jener Richtung, in der diese benachbart sind. Werden derartige Fingerlagen wie vorstehend beschrieben so angeordnet, dass die Finger benachbarter Fingerlagen jeweils gegeneinander versetzt sind, so wird auf diese Weise erreicht, dass die Finger beim Biegen mit einem Abstand zu den Fingern der benachbarten Fingerlage zwischen diese Finger eingreifen, ohne an diesen zu reiben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Finger zumindest einiger der Fingerlagen mit den Fingern der jeweils benachbarten Fingerlagen überlappen. Dieser Überlapp kann also insbesondere in der Projektion der Finger der jeweiligen Fingerlage in Richtung senkrecht zur Fingerlage auf die benachbarte Fingerlage bestehen. Auf diese Weise kann die Festigkeit des Werkzeugs erhöht werden. Durch Kombination dieser Ausgestaltung mit der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung versetzt angeordneter Finger kann die Festigkeit des Werkzeugs flexibel eingestellt werden.
Für den Fall, dass Finger benachbarter Lagen wie beschrieben überlappend angeordnet sind, kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen den benachbarten Lagen, deren Finger zueinander überlappend angeordnet sind, ein Abstand vorgesehen ist. Es kann beispielsweise zwischen den benachbarten Lagen jeweils eine Abstandshalterlage angeordnet sein, deren Abmessungen vorteilhafterweise mit den Abmessungen der benachbarten Fingerlagen übereinstimmt.
Im Falle überlappender Finger wie vorstehend beschrieben können die Finger von zwei, drei, vier oder mehr unmittelbar benachbarter Fingerlagen in einer Projektion in Richtung senkrecht zu einer dieser Fingerlagen auf einer gemeinsamen Ebene überlappen. Das bedeutet, dass die Finger der genannten zwei, drei, vier oder mehr Fingerlagen in Richtung senkrecht zur Lagenfläche einer dieser Lagen hintereinander liegen können.
Die Festigkeit des Werkzeugs ist auch über den Abstand benachbarter Fingerlagen voneinander einstellbar. Vorteilhaft können benachbarte Fingerlagen unmittelbar aneinandergrenzen oder mit einem Abstand von einer, zwei, drei oder mehr Dicken von Fingerlagen zueinander beabstandet sein. Der Abstand zweier Fingerlagen sei hierbei die Entfernung der Lagenflächen dieser Fingerlagen voneinander, gemessen senkrecht zur Lagenfläche. Bevorzugterweise werde der Abstand hier an jener Stelle der Fingerlagen gemessen, an der die Finger befestigt sind. Dies ist insbesondere bei der nachstehend noch zu beschreibenden walzenförmigen Anordnung der Lagen relevant, wo die benachbarten Fingerlagen einen nicht verschwindenden Winkel zueinander einschließen können. Bei einer tellerförmigen Anordnung wird der beschriebene Abstand vorzugsweise am inneren Rand der Lagen, also am Mittelpunkt des Tellers zugewandtem Rand, gemessen.
Die Fingerlagen sind im unausgelenkten Zustand vorzugsweise eben, so dass also die Lagenflächen der Fingerlagen eben sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Fingerlagen gegenüber einer Richtung, in der das Werkzeug am zu bearbeitenden Objekt vorbeibewegt wird, schräg gestellt sein. Das bedeutet, dass die Fingerlagen vorzugsweise mit einer Linie, entlang derer die Fingerlagen hintereinander angeordnet sind, einen Winkel von größer als 0° und kleiner als 180° einschließen können. Vorzugsweise können hierbei die Lagen mit der genannten Linie einen Winkel von größer als -45° und kleiner als +45° einschließen.
Bevorzugterweise weisen die Finger jeweils zumindest eine schleifende und/oder abrasive Oberfläche auf. Diese schleifende und/oder abrasive Oberfläche ist vorzugsweise eine zu jener Fläche parallele Oberfläche des entsprechenden Fingers, in der sich der entsprechende Finger flächig erstreckt.
Bevorzugterweise können die Finger als Schleifmittel auf Unterlage ausgebildet sein. Das Schleifmittel kann dabei auf einem Träger aufgebracht sein und mit diesem die schleifende und/oder abrasive Oberfläche bilden.
Sofern die Finger als Schleifmittel auf Unterlage ausgestaltet sind, kann die Unterlage vorteilhafterweise Baumwolle, Polyester oder Polycotton aufweisen oder daraus bestehen. Die Fingerlagen können jedoch auch selbst ein schleifendes und/oder abrasives Material aufweisen oder daraus bestehen. In diesem Fall muss kein schleifendes oder abrasives material auf die Finger aufgebracht sein.
Das schleifende und/oder abrasive Material der Finger kann vorteilhafterweise Korngrößen größer oder gleich Korn 12, vorzugsweise größer oder gleich Korn 50, vorzugsweise größer oder gleich Korn 100 und/oder kleiner oder gleich Korn 320, vorzugsweise kleiner oder gleich Korn 240, vorzugsweise kleiner oder gleich Korn 150 haben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können benachbarte der Fingerlagen so ausgestaltet sein, dass diese Fingerlagen übereinander gelegt eine rechteckige Fläche vollständig ausfüllen. Diese Ausgestaltung kann besonders effizient hergestellt werden, indem die zwei benachbarten Fingerlagen mittels einer Schnittlinie aus einer rechteckigen Lage ausgeschnitten werden.
Vorteilhafterweise kann eine Länge der Finger größer oder gleich 20 mm, vorzugsweise größer oder gleich 30 mm, besonders bevorzugt größer oder gleich 40 mm betragen und/oder kleiner oder gleich 150 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 120 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 90 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 70 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 60 mm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 50 mm. Vorteilhafterweise haben alle Finger des Werkzeugs die gleiche Länge.
Die Breite der Finger, d. h. eine Ausdehnung der Finger in jener Richtung, in der die Finger der gleichen Lage nebeneinander angeordnet sind, kann vorzugsweise größer oder gleich 2 mm, vorzugsweise größer oder gleich 5 mm, besonders bevorzugt größer oder gleich 7 mm betragen und/oder weniger oder gleich 20 mm, vorzugsweise weniger oder gleich 15 mm, besonders bevorzugt weniger oder gleich 10 mm.
Eine Dicke der Fingerlagen bzw. der Finger ohne ggf. aufgebrachtes Schleifmittel vorzugsweise größer oder gleich 0,5 mm, vorzugsweise größer oder gleich 1 mm und/oder kleiner oder gleich 2 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 1 mm sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können alle Fingerlagen zueinander parallel hintereinander angeordnet sein, so dass eine von den Fingerlagen aufgespannte Fläche senkrecht zu den Längsrichtungen der Finger rechteckig ist. Das gesamte Werkzeug weist hierbei vorzugsweise eine Blockform auf.
In dieser blockförmigen Ausgestaltung kann das Werkzeug vorteilhafterweise in jener Richtung, in der die Finger der gleichen Lagen nebeneinander angeordnet sind, eine Ausdehnung von größer oder gleich 50 mm, vorzugsweise größer oder gleich 70 mm und/oder kleiner oder gleich 100 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 80 mm haben. Diese Ausdehnung werde hier als Breite des Werkzeugs bezeichnet.
Eine Tiefe oder Länge des Werkzeugs, also eine Ausdehnung des Werkzeugs in jener Richtung, in der die Fingerlagen hintereinander angeordnet sind, kann vorzugsweise größer oder gleich 50 mm, vorzugsweise größer oder gleich 60 mm und/oder kleiner oder gleich 80 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 70 mm sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die hier als tellerförmige Ausgestaltung bezeichnet werden soll, können die Fingerlagen entlang einer geschlossenen Kreislinie hintereinander angeordnet sein, wobei die Lagenflächen senkrecht auf der Kreislinie stehen und wobei die Finger senkrecht auf der Fläche eines durch die Kreislinie beschriebenen Kreises stehen, also jener Ebene, in der der Kreis verläuft. In dieser Ausgestaltung können die Fingerlagen auf einem kreisringförmigen Träger angeordnet sein, wobei die einzelnen Finger senkrecht auf einer Kreisringfläche des Trägers stehen.
Bei einer tellerförmigen Ausgestaltung des Werkzeugs kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich zu den genannten Fingerlagen eine Vielzahl weiterer Fingerlagen vorgesehen ist, die entlang einer weiteren geschlossenen Kreislinie angeordnet sind. Dabei kann die weitere geschlossene Kreislinie konzentrisch zur Kreislinie der vorgenannten ersten Fingeranordnung verlaufen und einen größeren oder kleineren Radius als die genannte erste Kreislinie haben. Die weiteren Fingerlagen können also innerhalb oder außerhalb der erstbeschriebenen Fingerlagen verlaufen. Vorzugsweise haben die Finger der weiteren Fingerlagen die gleiche Länge wie die Finger der ersten Fingerlagen und sind so angeordnet, dass die Enden der weiteren Finger in den gleichen Ebenen verlaufen, wie die Enden der Finger der ersten Fingerlagen. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine gleichmäßigere Bearbeitung, da die Dichte der Finger bei einer tellerförmigen Anordnung in radialer Richtung nach außen hin abnimmt. Wird ein Innenradius der Anordnung der ersten Fingerlagen größer gewählt, so können die weiteren Fingerlagen im Inneren der Anordnung der ersten Fingerlagen angeordnet werden, wobei die Zahl der weiteren Fingerlagen geringer gewählt werden kann, als die Zahl der ersten Fingerlagen. Auf diese Weise kann ein übermäßiger Anstieg der Dichte an Fingern in radialer Richtung nach innen vermieden werden. In entsprechender Weise könnten die weiteren Fingerlagen auch mit größerer Anzahl um die ersten Fingerlagen herum angeordnet werden, so dass ein Abfall der Dichte an Fingern nach außen vermieden werden kann.
Vorteilhafterweise kann das Werkzeug bei tellerförmiger Anordnung einen Durchmesser in der Ebene der Kreislinie von größer oder gleich 50 mm, vorzugsweise größer oder gleich 80 mm, vorzugsweise größer oder gleich 100 mm, vorzugsweise größer oder gleich 115 mm, vorzugsweise größer oder gleich 125 mm, vorzugsweise größer oder gleich 150 mm und/oder kleiner oder gleich 1500 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 1000 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 400 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 250 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 200 mm haben..
Die Fingerlagen können bei tellerförmiger Anordnung in einer Richtung, in der die Finger der gleichen Lagen nebeneinander angeordnet sind, eine Breite von größer oder gleich 15 mm, vorzugsweise größer oder gleich 20 mm, vorzugsweise größer oder gleich 30 mm und/oder kleiner oder gleich 100 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 65 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 60 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 50 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 40 mm haben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung können eine Vielzahl der Fingerlagen zu jeweils einem Block zusammengefasst sein. Vorteilhaft kann jeder Block in jener Richtung, in der die Fingerlagen hintereinander angeordnet sind, eine Tiefe von größer oder gleich 20 mm, vorzugsweise größer oder gleich 35 mm , vorzugsweise größer oder gleich 45 mm und/oder kleiner oder gleich 70 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 55 mm haben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Fingerlagen entlang einer geschlossenen Kreislinie hintereinander angeordnet sein, wobei wiederum die Lagenflächen senkrecht auf der Kreislinie stehen und wobei sich die Finger in ihrer Längsrichtung radial zu einer Achse erstrecken, die durch den Mittelpunkt der Kreislinie verläuft und senkrecht auf der durch die Kreislinie eingeschlossenen Kreisfläche steht. Diese Ausgestaltung des Werkzeugs werde im Folgenden als walzenförmige Ausgestaltung bezeichnet. Die Spitzen der Finger können hierbei auf einer gemeinsamen Zylinderfläche liegen. Ebenso können die Punkte der Finger, an denen diese befestigt sind, auf einer gemeinsamen Zylinderfläche liegen. Die Fingerlagen stehen hierbei normalerweise in einem Winkel um die genannte Achse zueinander. Die Finger können hier vorzugsweise an einer zylinderförmigen Trägerstruktur angeordnet sein.
Ein Durchmesser des Werkzeugs in der walzenförmigen Ausgestaltung, gemessen zwischen bezüglich der Achse gegenüberliegenden Spitzen der Finger in Richtung radial zur Kreislinie bzw. Achse kann vorteilhaft größer oder gleich 50 mm, vorzugsweise größer gleich 100 mm, besonders bevorzugt größer oder gleich 200 mm und/oder kleiner oder gleich 400 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 300 mm sein.
Eine Breite des Werkzeugs, also seine Ausdehnung in Richtung senkrecht zur durch die geschlossene Kreislinie umschlossenen Kreisfläche bzw. in Richtung der Achse kann vorzugsweise größer oder gleich 20 mm, vorzugsweise größer oder gleich 100 mm, vorzugsweise größer oder gleich 500 mm, vorzugsweise größer oder gleich 1.500 mm sein und/oder kleiner oder gleich 2.500 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 2.000 mm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1.700 mm.
Eine Flexibilität des Werkzeugs kann auf unterschiedliche Weisen eingestellt bzw. variiert werden. Zum einen kann durch die Wahl der Profilierung der Fingerlagen bzw. der Finger auf die Flexibilität Einfluss genommen werden. Darüber hinaus ist es optional möglich, durch die Anordnung der Finger wie beschrieben die Anpassungsfähigkeit des Werkzeugs zu beeinflussen. Es ist darüber hinaus optional möglich, bei gegebener Steifigkeit der Finger im Fußbereich der Finger, also im Bereich angrenzend an die Befestigung der Finger, Abstände, beispielsweise durch Distanzstücke, einzubringen. Hierdurch kann die biegbare Länge der Finger verändert werden und dadurch die Steifigkeit der Finger.
Darüber hinaus können optional kaschierte Hauptfingerlagen eingesetzt werden, um die Steifigkeit der Elemente zu beeinflussen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung könne die äußersten Finger jeder Fingerlage zum Rand der Fingerlage hin abfallend angeschrägt sein. Vorteilhafteweise können die Finger zum Rand hin kürzer werden. Die Finger können vorteilhaft zum Rand hin auch schmaler werden. Durch diese Ausgestaltung wird ein weicherer Eingriff erzielt.
Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Werkzeug ein Werkzeug zum Entgraten von Kanten eines metallischen Werkstücks und/oder ein Werkzeug zum Verrunden von Kanten eines metallischen Werkstücks, also ein Entgrat- oder Verrundungswerkzeug.
Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zum Entfernen von Sekundärgraten an einer oder mehreren Kanten eines metallischen Werkstücks und/oder zum Verrunden von einer oder mehreren Kanten eines metallischen Werkstücks angegeben. Es wird dabei ein Werkzeug wie vorstehend beschrieben über die zu bearbeitende Kante bewegt, so dass die Fingerlagen die Kante streifen. Durch das Streifen der Kante mittels der Fingerlagen wird dabei ein Sekundärgrat an der Kante entfernt und/oder die Kante abgerundet.
Vorzugsweise wird das Werkzeug in einer Richtung bewegt, die senkrecht zur zu bearbeitenden Kante steht. Vorzugsweise wird außerdem das Werkzeug dabei in einer Richtung bewegt, die nicht parallel zu den Fingerlagen im unausgelenkten Zustand steht. Bevorzugterweise kann die Richtung senkrecht auf den Fingerlagen im unausgelenkten Zustand stehen.
Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zum Entgraten und Verrunden einer oder mehrerer Kanten eines metallischen Werkstücks angegeben, wobei ein Werkzeug, wie es oben beschrieben wurde, so über die Kante bewegt wird, dass die Fingerlagen die Kante streifen, so dass durch das Streifen der Kante durch die Fingerlagen ein Primärgrat an der Kante entfernt wird und die Kante abgerundet wird. Auch hier wird vorteilhafterweise das Werkzeug in einer senkrecht zur zu bearbeitenden Kante stehenden Richtung bewegt. Vorteilhafterweise kann auch hier das Werkzeug in einer Richtung senkrecht zu den Lagenflächen im unausgelenkten Zustand bewegt werden. Die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs ermöglicht es, sowohl einen Primärgrat zu entfernen, als auch die Kante abzurunden. Die Primärgratentfernung und die Abrundung können dabei in einem gemeinsamen Schritt bewirkt werden.
Durch die Erfindung wird die Abtragsleistung des Werkzeugs wesentlich erhöht gegenüber Werkzeugen gleicher Größe nach dem Stand der Technik. Dadurch können stärkere Kantenverrundungen innerhalb kürzerer Zeit erzielt werden und die Wirtschaftlichkeit der Fertigung verbessert werden. Darüber hinaus führt die höhere Leistungsfähigkeit zu der Möglichkeit einer Integration von Prozessschritten, die im Stand der Technik unabhängig voneinander durchgeführt werden. Beispielsweise können die Prozessschritte der Primärgratentfernung, der Sekundärgratentfernung und der Kantenverrundung durch die hohe Abtragsleistung der Erfindung zu einem Prozess vereint werden. Hierdurch sind völlig neue Maschinenkonfigurationen denkbar.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren beispielhaft erläutert werden. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche oder entsprechende Merkmale. Die in den Beispielen gezeigten Merkmale können auch unabhängig vom konkreten Beispiel realisiert werden und zwischen verschiedenen Beispielen kombiniert werden.
Es zeigt:

1 eine walzenförmige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs,
2 eine tellerförmige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs,
3 eine blockförmige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs,
4 eine tellerförmige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs in einer Draufsicht,
5 eine tellerförmige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit zwei Reihen in einer Draufsicht,
6 eine schematische Darstellung einer Anordnung von Fingern in einem erfindungsgemäßen Werkzeug,
7 eine schematische Darstellung einer Anordnung von Fingern in einem erfindungsgemäßen Werkzeug,
8 eine schematische Darstellung einer Anordnung von Fingern in einem erfindungsgemäßen Werkzeug,
9 einen Prozessablauf der Entgratung und Kantenverrundung nach dem Stand der Technik,
10 eine optionale Schrägstellung der Lagen gegenüber der Bewegunsrichtung, und
11 eine optionale Ausgestaltung der Erfindung mit am Rand angeschrägten Fingern.

1 zeigt eine walzenförmige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs in einer kompletten Ansicht und einem vergrößerten Ausschnitt. Das Werkzeug weist eine Vielzahl von Fingerlagen 1a, 1b, 1c auf, die sich jeweils in einer Lagenfläche erstrecken. Der Übersichtlichkeit halber sollen im Folgenden nur drei der Fingerlagen 1a, 1b und 1c ausdrücklich benannt werden, während die Figur selbst eine Vielzahl weiterer Fingerlagen zeigt, für die das bezüglich der Fingerlagen 1a, 1b und 1c Gesagte entsprechend gilt.
Die Fingerlagen 1a, 1b und 1c sind so hintereinander angeordnet, dass sie mit den Lagenflächen benachbarter Fingerlagen 1a, 1b, 1c überlappen. In der in 1 gezeigten Walzenform stehen benachbarte Fingerlagen 1a, 1b, 1c in einem nicht verschwindenden Winkel zueinander, wodurch die Überlappung keine vollständige Überlappung ist.
Jeder der Fingerlagen 1a, 1b, 1c weist eine Mehrzahl an Fingern 2a, 2b und 2c auf. Der Übersichtlichkeit halber sollen nur die Finger 2a, 2b und 2c ausdrücklich benannt werden, während das Werkzeug eine Vielzahl weiterer Finger aufweist, für die das bezüglich der Finger 2a, 2b und 2c Gesagte entsprechend gilt. In 1 haben die Finger 2aq, 2b, 2c alle die gleiche Länge.
Die Finger 2a, 2b und 2c sind in einer Richtung senkrecht zur Lagenfläche der entsprechenden Fingerlage 1a, 1b, 1c aus einem unausgelenkten Zustand biegbar. In 1 befinden sich die Finger 2a, 2b, 2c im unausgelenkten Zustand.
Die Finger 2a, 2b, 2c sind jeweils flächig ausgebildet und erstrecken sich im gezeigten unausgelenkten Zustand in der Lagenfläche der entsprechenden Fingerlage 1a, 1b, 1c. Finger 2a, 2b, 2c der gleichen Fingerlage 1a, 1b, 1c erstrecken sich im unausgelenkten Zustand jeweils parallel zueinander. Die Längsrichtungen der Finger 2a, 2b, 2c der gleichen Fingerlage 1a, 1b, 1c liegen also parallel zueinander. Jeweils benachbarte Finger 2a, 2b, 2c der gleichen Fingerlage 1a, 1b, 1c sind im unausgelenkten Zustand voneinander um einen Abstand größer als Null beabstandet.
In der in 1 gezeigten walzenförmigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs sind die Fingerlagen 1a, 1b, 1c entlang einer geschlossenen Kreislinie hintereinander angeordnet. Die Lagenflächen der Fingerlagen 1a, 1b, 1c stehen jeweils senkrecht auf der Kreislinie. Die Finger 2a, 2b, 2c erstrecken sich mit ihrer Längsrichtung radial zu einer Achse, die durch einen Mittelpunkt der Kreislinie verläuft und die senkrecht auf dem durch die Kreislinie beschriebenen Kreis steht.
Alle Fingerlagen 1a, 1b, 1c sind an einer gemeinsamen Trägerstruktur 3 angeordnet. Dabei sind die Finger 2a, 2b, 2c aller Fingerlagen 1a, 1b, 1c mit einem Ende an der Trägerstruktur 3 befestigt. In der walzenförmigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs gemäß 1 hat die Trägerstruktur 3 eine Zylinderform um jene Achse als Zylinderachse, bezüglich der sich die Finger mit 2a, 2b, 2c mit ihrer Längsrichtung radial erstrecken.
2 zeigt eine tellerförmige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs. In der tellerförmigen Ausgestaltung der 2 sind eine Vielzahl von Fingerlagen 1a, 1b, 1c, die sich jeweils in einer Lagenfläche erstrecken, entlang einer Kreislinie so hintereinander angeordnet, dass sich die Lagenflächen benachbarter der Fingerlagen 1a, 1b, 1c überlappen. Aufgrund der tellerförmigen Anordnung ist die Überlappung nicht vollständig. Auch hier wird der Übersichtlichkeit halber nur auf drei der Fingerlagen 1a, 1b, 1c Bezug genommen, wobei für die anderen Fingerlagen das Gesagte entsprechend gilt.
Jede der Fingerlagen 1a, 1b, 1c weist eine Mehrzahl an Fingern 2a, 2b, 2c auf. Der Übersichtlichkeit halber werden nur drei der Finger 2a, 2b, 2c angesprochen, während für die anderen gezeigten Finger das Gesagte entsprechend gilt.
Die Finger 2a, 2b, 2c sind in einer Richtung senkrecht zur Lagenfläche der entsprechenden Fingerlagen 1a, 1b, 1c aus einem unausgelenkten Zustand biegbar. In 2 sind die Finger im unausgelenkten Zustand gezeigt. Die Finger 2a, 2b, 2c sind jeweils flächig ausgebildet und strecken sich im unausgelenkten Zustand in der Lagenfläche der entsprechenden Fingerlage 1a, 1b, 1c. Auch hier erstrecken sich die Finger 2a, 2b, 2c der gleichen Fingerlage 1a, 1b, 1c im unausgelenkten Zustand jeweils parallel zueinander und haben alle die gleiche Länge. Auch im in 2 gezeigten Beispiel haben benachbarte Finger 2a, 2b, 2c der gleichen Fingerlage 1a, 1b, 1c im unausgelenkten Zustand voneinander einen Abstand von größer als Null.
In der in 2 gezeigten tellerförmigen Ausgestaltung sind die Fingerlagen 1a, 1b, 1c entlang einer geschlossenen Kreislinie hintereinander angeordnet, wobei die Lagenflächen der Fingerlagen 1a, 1b, 1c, senkrecht auf der Kreislinie stehen und wobei die Finger 2a, 2b, 2c senkrecht auf der Fläche eines durch die Kreislinie beschriebenen Kreises stehen. Die Fingerlagen 1a, 1b, 1c sind auf einer Trägerstruktur 3 angeordnet, die in der tellerförmigen Ausgestaltung der 2 eine flächige kreisringförmige Form haben kann. Die Fläche der Kreisringform liegt dabei in der durch die geschlossene Kreislinie beschriebenen Ebene. Die Finger 2a, 2b, 2c sind mit einem Ende an der Trägerstruktur 3 angeordnet und stehen mit ihren Längsrichtungen senkrecht auf der Fläche der Trägerstruktur 3. Bei Verwendung kann die tellerförmige Ausgestaltung dadurch über eine Kante eines Werkstücks bewegt werden, dass das Werkzeug um eine durch den Mittelpunkt der geschlossenen Kreislinie gehende Achse gedreht wird, die parallel zu den Längsrichtungen der Finger 2a, 2b, 2c steht.
3 zeigt eine blockförmige Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs. Wiederum weist das Werkzeug eine Vielzahl von Fingerlagen 1a, 1b, 1c auf, von denen der Übersichtlichkeit halber nur drei Lagen 1a, 1b, 1c benannt werden sollen, während für die anderen gezeigten Lagen das Gleiche entsprechend gilt. Die Fingerlagen 1a, 1b, 1c sind so hintereinander angeordnet, dass sich die Lagenflächen benachbarter der Fingerlagen 1a, 1b, 1c überlappen. In der blockförmigen Ausgestaltung kann diese Überlappung vollständig sein. Darüber hinaus können sich in der blockförmigen Ausgestaltung die Lagenflächen aller Fingerlagen 1a, 1b, 1c vollständig überlappen.
Wiederum weist jede der Fingerlagen 1a, 1b, 1c eine Mehrzahl an Fingern 2a, 2b, 2c auf, von denen ebenfalls nur drei Finger 2a, 2b, 2c angesprochen werden sollen, während für die anderen gezeigten Finger das Gesagte entsprechend gilt. Da alle Finger 2a, 2b, 2c aller Fingerlagen 1a, 1b, 1c im gezeigten Beispiel die gleiche Länge haben, hat das Gesamtwerkzeug eine im Wesentlichen kubische Form.
Auch bei der blockförmigen Ausgestaltung der Erfindung sind die Finger 2a, 2b, 2c der Fingerlagen 1a, 1b, 1c jeweils flächig ausgebildet und erstrecken sich im unausgelenkten Zustand in der entsprechenden Lagenfläche, die hier eben ist. Wiederum sind die Finger 2a, 2b, 2c aus einem unausgelenkten Zustand biegbar. Die Figur zeigt auch hier die Finger 2a, 2b, 2c im unausgelenkten Zustand.
Die Finger 2a, 2b, 2c der gleichen Fingerlage 1a, 1b, 1c erstrecken sich im unausgelenkten Zustand jeweils parallel zueinander. Benachbarte Finger 2a, 2b, 2c der gleichen Fingerlage 1a, 1b, 1c haben im unausgelenkten Zustand voneinander einen Abstand größer als Null.
In der in 3 gezeigten Ausgestaltung sind die Fingerlagen 1a, 1b, 1c an einer gemeinsamen Trägerstruktur 3 angeordnet, die bei der blockförmigen Ausgestaltung der 3 eine rechteckige Form haben kann. Die Finger 2a, 2b, 2c aller Fingerlagen 1a, 1b, 1c stehen im gezeigten Beispiel senkrecht auf der durch das Rechteck der Trägerstruktur 3 definierten Ebene.
4 zeigt ein weiteres Beispiel einer tellerförmigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs entsprechend 2. In 4 ist das Werkzeug in einer Draufsicht in Richtung senkrecht zu jener Ebene, in der die Kreislinie verläuft, gezeigt. Die Fingerlagen 1a, 1b, 1c erstrecken sich radial bezüglich des Mittelpunkts der Kreislinie. Die Fingerlagen 1a, 1b, 1c sind hier als durchgehende Linien dargestellt, sie weisen jedoch die in 2 beschriebenen Finger 2a, 2b, 2c auf, die hier nicht aufgelöst sind. Es ist zu erkennen, dass eine Dichte der Fingerlagen 1a, 1b, 1c und damit eine Dichte der Finger 2a, 2b, 2c von innen nach außen abnimmt. Um der hierdurch entstehenden Inhomogenität der Fingerdichte entgegenzuwirken, kann ein tellerförmiges Werkstück wie in 5 gezeigt ausgestaltet sein. In diesem Beispiel ist zusätzlich zu den Fingerlagen 1a, 1b, 1c eine Vielzahl an weiteren Fingerlagen 1b, 1e, 1f vorgesehen, die entlang einer weiteren geschlossenen Kreislinie mit geringerem Radius angeordnet sind. Es werden auch hier wieder nur drei der weiteren Fingerlagen 1d, 1e, 1f angesprochen, während eine Vielzahl weiterer Fingerlagen entlang der inneren Kreislinie angeordnet sind, für die das bezüglich der Fingerlagen 1d, 1e, 1f Gesagte entsprechend gilt.
Die weitere geschlossene Kreislinie, entlang derer die Fingerlagen 1d, 1e, 1f angeordnet sind, ist konzentrisch zur genannten ersten Kreislinie angeordnet und hat einen kleineren Radius als diese. Die beiden Kreislinien verlaufen in der gleichen Ebene. Die innere Anordnung von Fingerlagen 1d, 1e, 1f hat eine geringere Anzahl an Fingerlagen 1d, 1e, 1f, wodurch die Fingerdichte im Bereich der inneren Fingerlagen 1d, 1e, 1f herabgesetzt ist gegenüber einer Ausgestaltung, in welcher die äußeren Fingerlagen 1a, 1b, 1c in den Bereich fortgesetzt wären, in dem in 5 die inneren Fingerlagen 1d, 1e, 1f angeordnet sind. Das in 5 gezeigte Werkzeug ermöglicht dadurch eine homogenere Bearbeitung auf einer größeren Fläche als das in 4 gezeigte Werkzeug mit gleichen äußeren Abmessungen.
Die 6, 7 und 8 zeigen beispielhaft verschiedene mögliche Anordnungen von Fingern und Fingerlagen im erfindungsgemäßen Werkzeug. Die Finger sind hierbei schematisch als gerade Linien dargestellt. Die geraden Linien können dabei als Fuß- bzw. Befestigungslinie des entsprechenden Fingers an einer Tragestruktur 3 angesehen werden oder als Oberseiten der Finger an dem der Tragestruktur 3 gegenüberliegendem Ende der Finger. Die Fingerlagen sind in den 6, 7 und 8 parallel zueinander dargestellt, was in der blockförmigen und der walzenförmigen Ausgestaltung zutreffend ist. In einer tellerförmigen Ausgestaltung des Werkzeugs würden die Fingerlagen in der Darstellung der 6, 7 und 8 einen Winkel zueinander aufweisen. Da dieser jedoch sehr klein ist, wäre er in den Figuren kaum zu erkennen, so dass die 6, 7 und 8 auch für die tellerförmige Ausgestaltung als zutreffend angesehen werden können.
6 zeigt eine Anordnung von Fingern. Es werden hierbei nur die Finger 2a bis 2f ausdrücklich benannt. Für die anderen gezeigten Finger gilt das Gesagte entsprechend.
In 6 sind die Finger benachbarter Fingerlagen 1a bis 1e zueinander versetzt angeordnet. Das bedeutet, dass die Finger 2a, 2b, 2c der Fingerlage 1a in einer Projektion auf die benachbarte Fingerlage 1b in den Abständen zwischen den Fingern 2d, 2e, 2f dieser benachbarten Fingerlage angeordnet sind. Es wird hierbei in Richtung senkrecht zur Lagenfläche der Fingerlage 1a oder 1b projeziert. In entsprechender Weise sind in 6 die Finger aller benachbarter der Fingerlagen 1a bis 1e in der gesagten Projektion in den Abständen zwischen den Fingern oder neben den Fingern der benachbarten Fingerlage 1a bis 1e angeordnet.
7 zeigt eine mögliche Anordnung von Fingern 2a bis 2l in Fingerlagen 1a bis 1i. Die Finger 2a, 2b, 2c der Fingerlage 1a überlappen in einer Projektion auf die benachbarte Fingerlage 1b in Richtung senkrecht zu deren Fläche mit den Fingern 2g, 2h und 2i dieser Fingerlage 1b. Entsprechend überlappen sich auch die Finger der Fingerlage 1c mit den Fingern der Fingerlage 1a und 1b. Die Finger 2a bis 2i der Fingerlagen 1a bis 1c sind also in Richtung senkrecht zur Lagenfläche dieser Fingerlagen hintereinander angeordnet.
Die Finger 2j bis 2l der Fingerlagen 1d bis 1f, die sich an die Lagen 1a bis 1c anschließen, sind in einer Projektion in Richtung senkrecht zur Lagenfläche der Fingerlagen 1a bis 1c oder 1d bis 1f in den Abständen zwischen der benachbarten Lage 1c angeordnet. Andererseits sind die Finger 2j bis 2l der Lagen 1d bis 1f hintereinander bzw. überlappend, wie vorstehend für die Lagen 1a bis 1c beschrieben, angeordnet. Die Finger der Lagen 1g bis 1i sind wiederum hinter den Fingern 2a bis 2i der Lagen 1a bis 1c angeordnet, also mit diesen wie oben beschrieben überlappend. Sie sind daher in den Abständen zwischen den Fingern der Lagen 1d bis 1f bzw. neben den Fingern dieser Lagen in der Projektion angeordnet.
8 zeigt eine Anordnung von Fingern 2a bis 2f in Fingerlagen 1a bis 1d. Die Finger 2a bis 2f benachbarter Fingerlagen 1a bis 1d fallen dabei wiederum wie in 6 gezeigt in der Projektion in die Abstände zwischen der jeweils benachbarten Fingerlage 1a bis 1d.
In allen Figuren haben alle Finger jeweils die gleiche Breite und die gleichen Abstände voneinander. Dies ist optional aber vorteilhaft. Während in den 6 und 7 die Breite der Finger gleich dem Abstand zwischen benachbarten Fingern der gleichen Lage ist, haben in dem in 8 gezeigten Beispiel die Finger 2a bis 2f eine geringere Breite als der Abstand zwischen benachbarten der Finger 2a bis 2f der gleichen Lage 1a bis 1d. Auf diese Weise fallen Finger 2d bis 2f einer Fingerlage 1b mit einem Abstand 4 zwischen die Finger 2a bis 2c der benachbarten Fingerlage 1a bzw. 1c. Die Finger 2d bis 2f können also gebogen werden, ohne mit den Fingern 2a bis 2c benachbarter Fingerlagen 1a bis 1d zu reiben oder anzustoßen.
9 zeigt beispielhaft einen Verlauf eines Verfahrens zur Entgratung und Kantenverrundung eines Werkstücks. In einem Zustand Z1 liegt ein Werkstück mit einem Primärgrat vor. Ein Primärgrat kann beispielsweise dadurch entstanden sein, dass das Werkstück aus einem Blech ausgestanzt wurde oder dass aus dem Werkstück Teile ausgestanzt wurden. Der Stand der Technik sieht nun einen Schritt S1 vor, in dem der Primärgrat entfernt wird. Die Primärgratentfernung kann beispielsweise mittels eines umlaufenden Bandes mit abrasiver Oberfläche erfolgen. In vielen Fällen wird hierdurch der Primärgrat nicht vollständig abgetragen, sondern zumindest teilweise in einen sog. Sekundärgrat umgeformt. Der Schritt S1 kann daher zu einem Zustand Z2 führen, indem ein Werkstück mit einem Sekundärgrat vorliegt. Es muss sich dann ein Schritt S2 der Sekundärgratentfernung anschließen, der in einem Zustand Z3 zu einem entgrateten Werkstück führt. Für viele Anwendungen ist es erforderlich, dass die Kanten des entgrateten Werkstücks zu einem gewissen Maße abgerundet werden, beispielsweise, um ein Abplatzen einer später aufzubringenden Lackierung zu verhindern. Die Abrundung der Kanten wird durch einen Schritt S3 der Kantenverrundung erreicht, der auf das entgratete Werkstück angewendet wird. Das Ergebnis dieses Schrittes S3 ist ein Zustand Z4, in dem ein kantenverrundetes Werkstück vorliegt.
10 zeigt eine optionale Schrägstellung der Lagen gegenüber jener Richtung, in der das Werkzeug bei Verwendung bewegt wird. Das obere Teilbild zeigt dabei eine Draufsicht entsprechend 6. das linke untere Teilbild zeigt eine Schnittansicht entlang der im oberen Teilbild eingezeichneten Schnittlinie A-A und dass rechte untere Teilbild zeigt eine Schnittansicht entlang der im oberen Teilbild eingezeichneten Linie B-B.
Die Bewegungsrichtung des Werkzeugs bei Verwendung steht senkrecht auf jener Richtung, entlang derer die Finger der gleichen Lage nebeneinander angeordnet sind, im oberen Teilbild also nach rechts oder links. In den Schnittansichten ist zu erkennen, dass hier die Lagen 1a bis 1e gegenüber der Bewegungsrichtung um einen Winkel von ungleich 90° geneigt sind. Dabei sind benachbarte der Lagen 1a bis 1d in entgegengesetzte Richtungen geneigt. Im gezeigten Beispiel sind die Lagen 1a, 1b und 1c nach rechts geneigt und die Lagen 1d und 1e nach links.
11 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung entsprechend der in 6 gezeigten Ausführungsform. Dabei zeigt das oberste Teilbild die Stellung der Finger 1a bis 1h von oben, das mittlere Teilbild eine Seitenansicht auf die Fläche der Finger und das untere Teilbild eine Stellung der Finger 1a bis 1h von oben. Die in 11 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 6 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass in 11 die äußersten Finger 2a, 2d, 2g, 2h jeder Fingerlage zum Rand der Fingerlage hin abfallend angeschrägt sind. Zum Rand hin werdend die Finger also kürzer. Die Finger können zum Rand hin auch schmaler werden. Durch diese Ausgestaltung wird ein weicherer Eingriff erzielt.
Das erfindungsgemäße Werkzeug kann nun in einem Verfahren zum Entfernen von Sekundärgraten an einer Kante eines metallischen Werkstücks, also im Schritt S2, Anwendung finden. Es kann alternativ oder zusätzlich auch im Schritt S3 zum Verrunden einer Kante eines metallischen Werkstücks Anwendung finden. Es wird dabei das Werkzeug so über die Kante des Werkstücks bewegt, dass die Fingerlagen die zu bearbeitende Kante streifen und dadurch den Sekundärgrat entfernen und/oder die Kante abrunden.
Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Werkzeug in einem Verfahren Anwendung finden, in dem in einem gemeinsamen Schritt Primärgrate an Kanten des Werkzeugs entfernt werden und die Kanten verrundet werden. Mittels des erfindungsgemäßen Werkzeugs kann also das Werkstück in nur einem Schritt vom Zustand Z1 in den Zustand Z4 bearbeitet werden. Es wird hierzu wiederum das Werkzeug so über die Kante bewegt, dass die Fingerlagen die Kante streifen und dadurch die Primärgrate entfernen und die Kante abrunden.

Claims

Werkzeug zum Bearbeiten eines Objektes, aufweisend eine Vielzahl von Fingerlagen (1a, 1b, 1c), die sich jeweils in einer Lagenfläche erstrecken, wobei die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) so hintereinander angeordnet sind, dass sich die Lagenflächen Benachbarter der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) zumindest bereichsweise überlappen, wobei jede Fingerlage (1a, 1b, 1c) eine Mehrzahl an Fingern (2a, 2b, 2c) aufweist, wobei die Finger (2a, 2b, 2c) der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in einer auf der Lagenfläche der entsprechenden Fingerlage stehenden Richtung aus einem unausgelenkten Zustand biegbar sind, wobei die Finger (2a, 2b, 2c) der Fingerlagen jeweils flächig ausgebildet sind, und sich im unausgelenkten Zustand in der entsprechenden Lagenfläche erstrecken, wobei benachbarte Finger (2a, 2b, 2c) der gleichen Fingerlage (1a, 1b, 1c) im unausgelenkten Zustand voneinander um einen Abstand größer als Null beabstandet sind, wobei sich Längsrichtungen der Finger (2a, 2b, 2c) der gleichen Fingerlage (1a, 1b, 1c) im unausgelenkten Zustand jeweils parallel zueinander erstrecken, wobei die Finger (2a, 2b, 2c) zumindest einiger der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in einer Projektion auf eine benachbarte der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in den Abständen zwischen den Fingern (2a, 2b, 2c) oder neben den Fingern (2a, 2b, 2c) dieser benachbarten Fingerlage (1a, 1b, 1c) angeordnet sind.
Werkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Finger (2a, 2b, 2c) der gleichen Fingerlage (1a, 1b, 1c) unabhängig voneinander elastisch aus dem unausgelenkten Zustand biegbar sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen den Fingern (2a, 2b, 2c) benachbarter der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) kein Material vorhanden ist.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand zwischen benachbarten Fingern (2a, 2b, 2c) der gleichen Lage (1a, 1b, 1c) größer ist als eine Breite dieser Finger in (2a, 2b, 2c) einer Richtung, in der diese Finger (2a, 2b, 2c) benachbart sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Finger (2a, 2b, 2c) zumindest einiger der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in einer Projektion auf eine benachbarte der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in Richtung senkrecht zu deren Fläche überlappend mit den Fingern (2a, 2b, 2c) dieser benachbarten Fingerlage (1a, 1b, 1c) angeordnet sind.
Werkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Finger (2a, 2b, 2c) von zwei, drei, vier oder mehr der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in einer Projektion in Richtung senkrecht zu einer dieser Fingerlagen (1a, 1b, 1c) auf eine gemeinsame Ebene überlappen.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei benachbarte der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) unmittelbar aneinandergrenzen oder mit einem Abstand von einer, zwei, drei oder mehr Dicken der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) zueinander beabstandet sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lagenflächen im unausgelenkten Zustand eben sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) mit einer Linie, entlang derer die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) hintereinander angeordnet sind, einen Winkel von größer als Null Grad und kleiner als 180 Grad einschließen.
Werkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Finger (2a, 2b, 2c) jeweils zumindest eine schleifende und/oder abrasive Oberfläche aufweisen, die zu jener Fläche parallel liegt, in der sich der entsprechende Finger (2a, 2b, 2c) flächig erstreckt.
Werkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Finger (2a, 2b, 2c) als Schleifmittel auf Unterlage ausgebildet sind, wobei das Schleifmittel auf der schleifenden und/oder abrasiven Oberfläche aufgebracht ist.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Finger (2a, 2b, 2c) Baumwolle, Polyester oder Polycotton als Unterlage aufweisen.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei benachbarte der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) so ausgestaltet sind, dass diese Fingerlagen (1a, 1b, 1c) übereinandergelegt eine rechteckige Fläche vollständig ausfüllen.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Länge der Finger (2a, 2b, 2c) in Richtung senkrecht zu jener Richtung, in der die Finger (2a, 2b, 2c) der gleichen Fingerlage (1a, 1b, 1c) nebeneinander angeordnet sind und senkrecht zu jener Richtung in der die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) hintereinander angeordnet sind größer oder gleich 20 mm, vorzugsweise größer oder gleich 30 mm, besonders bevorzugt größer oder gleich 40 mm beträgt und/oder kleiner oder gleich 150 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 120 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 90 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 70 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 60 mm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 50 mm beträgt.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Breite der Finger (2a, 2b, 2c) in jener Richtung, in der die Finger (2a, 2b, 2c) der gleichen Lage (1a, 1b, 1c) nebeneinander angeordnet sind, größer oder gleich 1 mm, vorzugsweise größer oder gleich 2 mm, vorzugsweise größer oder gleich 3 mm, vorzugsweise größer oder gleich 5 mm und/oder kleiner oder gleich 20 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 15 mm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 10 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 7 mm beträgt.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) zueinander parallel hintereinander angeordnet sind und eine von den Fingerlagen (1a, 1b, 1c) aufgespannte Fläche senkrecht zu den Lagenflächen rechteckig ist.
Werkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Werkzeug in jener Richtung, in der die Finger (2a, 2b, 2c) der gleichen Lagen (1a, 1b, 1c) nebeneinander angeordnet sind, eine Breite von größer oder gleich 20 mm, vorzugsweise größer oder gleich 70 mm und/oder kleiner oder gleich 100 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 80 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 65 mm, besonders bevorzugt gleich 50 mm hat.
Werkzeug nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug in jener Richtung, in der die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) hintereinander angeordnet sind, eine Tiefe von größer oder gleich 30 mm, vorzugsweise größer oder gleich 40 mm und/oder kleiner oder gleich 70 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 60 mm, besonders bevorzugt gleich 55 mm hat.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) entlang einer geschlossenen Kreislinie oder einem Segment einer Kreislinie hintereinander angeordnet sind, wobei die Lagenflächen senkrecht auf der Kreislinie stehen und wobei die Finger (2a, 2b, 2c) senkrecht auf der Fläche eines durch die Kreislinie beschriebenen Kreises stehen.
Werkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zusätzlich eine Vielzahl an weiteren Fingerlagen (1a, 1b, 1c) entlang einer weiteren geschlossenen Kreislinie oder einem Segment einer weiteren Kreislinie angeordnet sind, wobei die weitere Kreislinie konzentrisch zur genannten Kreislinie angeordnet ist und einen größeren oder kleineren Radius als die genannte Kreislinie hat.
Werkzeug nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug einen Durchmesser von größer oder gleich 50 mm, vorzugsweise größer oder gleich 80 mm, vorzugsweise größer oder gleich 100 mm, vorzugsweise größer oder gleich 115 mm, vorzugsweise größer oder gleich 125 mm, vorzugsweise größer oder gleich 150 mm und/oder kleiner oder gleich 1500 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 1000 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 400 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 250 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 200 mm hat.
Werkzeug nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) in jener Richtung, in der die Finger (2a, 2b, 2c) der gleichen Lagen nebeneinander angeordnet sind, eine Breite von größer oder gleich 15 mm, vorzugsweise größer oder gleich 20 mm, vorzugsweise größer oder gleich 30 mm und/oder kleiner oder gleich 100 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 60 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 50 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 40 mm hat.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 22 wobei eine Vielzahl der Fingerlagen (1a, 1b, 1c) zu jeweils einem Block zusammengefasst sind, der vorzugsweise in jener Richtung, in der die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) hintereinander angeordnet sind, eine Tiefe von größer oder gleich 20 mm, vorzugsweise größer oder gleich 35 mm, vorzugsweise größer oder gleich 45 mm und/oder kleiner oder gleich 70 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 55 mm hat.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) entlang einer geschlossenen Kreislinie hintereinander angeordnet sind, wobei die Lagenflächen senkrecht auf der Kreislinie stehen und wobei sich die Finger (2a, 2b, 2c) mit ihrer Längsrichtung radial zu einer Achse erstrecken, die durch einen Mittelpunkt der Kreislinie verläuft und senkrecht auf der Kreislinie steht.
Werkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Durchmesser des Werkzeugs in Richtung radial zur Kreislinie größer oder gleich 50 mm, vorzugsweise größer oder gleich 100 mm, vorzugsweise größer oder gleich 200 mm und/oder kleiner oder gleich 400 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 300 mm beträgt.
Werkzeug nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Breite des Werkzeugs in Richtung senkrecht zur geschlossenen Kreislinie größer oder gleich 20 mm, vorzugsweise größer oder gleich 100 mm, vorzugsweise größer oder gleich 500 mm, vorzugsweise größer oder gleich 1500 mm und/oder kleiner oder gleich 2500 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 2000 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 1700 mm beträgt.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug ein Werkzeug zum Entgraten und/oder Verrunden von Kanten eines Werkstücks oder eines metallischen Werkstücks ist und/oder ein Entgrat- und/oder Verrundungswerkzeug ist.
Verfahren zum Entfernen von Sekundärgraten an einer Kante eines Werkstücks und/oder zum Verrunden von einer Kante eines Werkstücks, wobei ein Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche relativ zum Werkstück über die Kante bewegt wird, so dass die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) die Kante streifen so dass durch das Streifen der Kante durch die Fingerlagen (1a, 1b, 1c) ein Sekundärgrat an der Kante entfernt wird und/oder die Kante abgerundet wird.
Verfahren zum Entgraten und Verrunden einer Kante eines Werkstücks, wobei ein Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche relativ zum Werkstück über die Kante bewegt wird, so dass die Fingerlagen die Kante streifen, so dass durch das Streifen der Kante durch die Fingerlagen ein Primärgrat an der Kante entfernt wird und die Kante abgerundet wird.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkstück ein metallisches Werkstück ist.