DE19749898A1 - Verfahren zum Bearbeiten eines Gegenstandes sowie Schleifwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bearbeiten eines Gegenstandes mittels eines scheibenförmigen sich um seine Achse drehenden Schleifwerkzeuges mit radial abragenden flexiblen Drahtelementen, insbesondere zum Abtragen von Schichten und/oder Verrunden einer Felge, wobei der Gegenstand in einer Halterung eingespannt und um eine Rotationsachse während des Bearbeitens gedreht wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein scheibenförmiges Schleifwerkzeug mit von einem Kern radial abragenden flexiblen Draht­ elementen zum Bearbeiten wie Abtragen von Schichten und/oder Verrunden von Kanten eines Gegenstandes wie Felge.

Moderne Kraftfahrzeugfelgen bestehen heutzutage häufig aus Aluminiumguß. Nach der Herstellung weisen die Felgen eine Oxidschicht auf, die ungeachtet eines optisch ansprechen­ den Äußeren abzutragen ist, da diese Fehler verdecken könnte. Auch ist es erforderlich, herstellungsbedingte Kanten oder Grate zu entfernen, da diese beim anschließenden Auftragen von Schutz- wie Lackschichten ein Abreißen dieser hervorrufen. Eine Bearbeitung kann mittels Sandstrahlen oder Gleitschleifen erfolgen. Beide Verfahren sind aufwendig und mit hohen Investionen verbunden. Auch bereitet das Entsorgen ebenfalls erhebliche Probleme.

Auch ist es bekannt, Felgen mittels Drahtbürsten zu bearbeiten. Allerdings lassen sich aufgrund der individuellen Bearbeitung reproduzierbare gleichbleibende Ergebnisse nur schwer erreichen. Insbesondere dann, wenn eine Felge eine ausgefallene Geometrie wie eine Vielzahl von gegebenenfalls unterschiedlichen Fenstern aufweist, bereitet die Bearbeitung mit entsprechenden Drahtbürsten Probleme, da diese bei hohen Drehzahlen ein quasi starres Scheibenelement darstellen, wodurch eine Bearbeitung von Vertiefungen kaum möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und ein Schleifwerk­ zeug der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß großtechnisch Gegenstände, insbesondere Felgen außenseitig, also deren Sichtfläche, bearbeitet werden können, wobei auch unterschiedlichste Geometrien und insbesondere vorhandene Vertiefungen problemlos bearbeitet werden können, insbesondere ein Verrunden von Kanten möglich ist, ohne daß z. B. Bohrungen o. ä. unerwünscht vergrößert werden.

Verfahrensmäßig wird das Problem im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Schleifwerk­ zeug mit einer Umfangsgeschwindigkeit derart gedreht wird, daß die Drahtelemente in ihren Enden flexibel oder weitgehend flexibel bleiben, und daß das Schleifwerkzeug während der Bearbeitung entlang seiner Achse eine oszillierende Bewegung ausübt und/oder der Gegen­ stand während der Bearbeitung entlang der Achse verstellt wird.

Abweichend vom vorbekannten Stand der Technik wird ein Schleifwerkzeug in Form einer rotierenden Drahtbürste verwendet, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit mit dem Gegen­ stand wechselwirkt, die sicherstellt, daß die Drahtenden weiterhin flexibel sind, so daß während des Bearbeitens ein Eindringen in Vertiefungen und damit ein Verrunden von schwer zugänglichen Kanten und ein Abtragen von Oxidschichten möglich ist.

Durch die oszillierende Bewegung des Schleifwerkzeugs entlang seiner Achse erfolgt ein gleichmäßiges großflächiges Bearbeiten des Gegenstandes, so daß hohe Taktzeiten erzielbar sind. Dabei sind sowohl das Werkzeug als auch der Gegenstand in ihren Drehrichtungen umkehrbar, wodurch sichergestellt ist, daß sämtliche Oberflächenbereiche und Kanten, unabhängig von deren Verlauf im erforderlichen Umfang bearbeitet werden können.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß das Schleifwerkzeug bei einem Durchmesser D mit D ≧ 500 mm, insbesondere D ≧ 600 mm mit einer Drehzahl U mit U ≦ 500 Drehungen/min in Rotation gebracht wird. Dabei sollte der Durchmesser des Kerns, von dem die drahtförmigen flexiblen Elemente, die entlang ihrer Längsachse gewendelt sind, zwischen 75 und 150 mm, insbesondere im Bereich 100 mm betragen, so daß die Draht­ elemente eine hinreichende Länge und damit die erforderliche Flexibilität aufweisen.

Durch die Abstimmung des Kerns und der Drahtelemente sowie der Drehzahl aufeinander ist sichergestellt, daß die Drahtelemente in ihren Enden eine hinreichende Flexibilität beim Bearbeiten des Gegenstandes aufweist, so daß sämtliche Oberflächenbereiche und Ver­ tiefungen gut zugänglich sind.

Des weiteren ist vorgesehen, daß das Schleifwerkzeug mit gleichbleibendem oder nahezu gleichbleibendem Anpressdruck auf den Gegenstand einwirkt, wodurch zusätzlich das Bearbeitungsergebnis verbessert und die bearbeiteten Gegenstände eine gleichbleibende Qualität aufweisen.

Der Gegenstand selbst sollte mit einer Drehzahl U_G mit 0 < U_G ≦ 60 Umdrehungen/min gedreht werden.

Ein scheibenförmiges Schleifwerkzeug mit von einem Kern radial abragenden flexiblen Drahtelementen zum Bearbeiten eines Gegenstandes wie Abtragen von Schichten und/oder Verrunden von Kanten einer Felge zeichnet sich dadurch aus, daß das Schleifwerkzeug einen Durchmesser D mit D ≧ 500 mm aufweist und beim Bearbeiten des Gegenstandes mit einer Umdrehungszahl U mit U ≦ 500 Umdrehungen/min angetrieben ist und daß das Werkzeug entlang seiner Drehachse oszilliert. Dabei gehen die Drahtelemente von einem scheibenförmi­ gen Kern aus, der einen Durchmesser zwischen 75 und 150 mm, insbesondere in etwa 120 nm aufweist.

Die Drahtelemente, die entlang ihrer jeweiligen Längsachse gewendelt, ondoliert, gedreht oder wellenförmig ausgebildet sind, bestehen aus einem rostfreien Material oder aus einem Stahl mit Außenimprägnierung wie Messingimprägnierung.

Dadurch, daß das Werkzeug einerseits einen Außendurchmesser von mehr als 500 mm, insbesondere mehr als 600 mm aufweist und beim Bearbeiten des Gegenstandes mit einer Drehzahl von 500 Umdrehungen/min oder weniger antreibbar ist und daß zusätzlich der Drehbewegung eine entlang der Drehachse erfolgende Oszillationsbewegung überlagert ist, wird sichergestellt, daß der Gegenstand im notwendigen Umfang bearbeitet wird, d. h. Schichten abtragbar und Kanten verrundbar sind. Durch die niedrige Drehzahl und den großen Durchmesser bedingt bleiben die Drahtelemente in ihren Enden beim Wechselwirken mit dem Gegenstand in einem Umfang flexibel, daß diese in Vertiefungen eindringen und damit tieferliegende oder bereichsweise abgedeckte Bereiche des Gegenstandes im notwendi­ gen Umfang bearbeiten können.

Des weiteren ist vorgesehen, daß die Drehachse des Werkzeuges zur Rotationsachse des Gegenstandes verschwenkbar ist, wobei die Achsen einen Winkel α mit 60° < α < 120°, vorzugsweise in etwa 80° < α < 100° einschließen können.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

In der einzigen Figur ist im Ausschnitt eine Vorrichtung 10 zum Bearbeiten eines Gegen­ standes 12 in Form einer Felge dargestellt, von der zum Beispiel Oxidschichten abgetragen und Kanten oder Grate verrundet werden sollen.

Die Felge 12 ist auf einer Halterung 14 zum Beispiel eines Rundtischautomaten 16 gespannt und um eine Achse 18 mittels eines Motors 20 drehbar. Dabei kann die Felge 12 entspre­ chend der Pfeildarstellung 22 im und entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden.

Zum Bearbeiten der Außen- also Sichtfläche der Felge 12 wird erfindungsgemäß eine scheibenförmige Drahtbürste 24 benutzt, die zum Beispiel einen Durchmesser D von 600 mm aufweist. Das scheibenförmige Schleifwerkzeug 24 besteht aus einem Kern 26 mit einem Durchmesser von zum Beispiel 120 mm. Von dem Kern 26 gehen radial verlaufende flexible Drahtelemente aus, die entlang ihrer Längsachsen gewendelt, ondoliert, gedreht oder wellen­ förmig ausgebildet sind.

Das Werkzeug 24 ist mittels eines Motors 28 über eine Welle 30 antreibbar, die ihrerseits mittels einer Spindel 32 eine oszillierende Bewegung entlang ihrer Rotationsachse 34 ausüben kann. Dies wird durch den Doppelpfeil 36 angedeutet. Ferner ist das Schleifwerkzeug 24 im und entgegen den Uhrzeigersinn antreibbar (Doppelpfeil 40).

Der Antrieb 28 und die Spindel 32 und damit das Werkzeug 24 gehen ihrerseits von einer axial derart verschiebbaren Spindel 35 aus, daß das Schleifwerkzeug 24 auf die Felge einen gleichbleibenden Druck ausübt. Hierdurch ist sichergestellt, daß eine reproduzierbare Bearbeitung von Felgen 12 unabhängig davon erfolgt, in welchem Umfang die Drahtelemente des Werkzeugs 24 abgenutzt sind.

Das Werkzeug 24 wird mittels des Motors 28 und der Welle 30 derart angetrieben, daß sich eine Umdrehungszahl von 500 Umdrehungen/min oder weniger ergibt. Hierdurch ergibt sich eine Umfangsgeschwindigkeit für die Drahtelemente derart, daß beim Einwirken auf die Felge 12 weiterhin im erforderlichen Umfang eine Flexibilität gegeben ist, daß Hinter­ schnitte, Vertiefungen u.ä. bearbeitet werden können, so daß im erforderlichen Umfang ein Abtragen von äußeren Schichten wie Oxidschichten sowie ein Verrunden von Kanten, Graten o.a. erfolgt. Um dies sicherzustellen ist auch eine Drehrichtungsumkehr sowohl von der Felge 2 als auch von dem scheibenförmigen Schleifwerkzeug 24 erforderlich.

Ist zur Bearbeitung der Felge 12 das Schleifwerkzeug 24 entlang seiner Rotationsachse 34 verstellbar, so bestünde auch die Möglichkeit, die Felge 12 in ihrer Position zu verändern.

Des weiteren ist anzumerken, daß es nicht zwingend erforderlich ist, daß die Felge 12 auf einem Rundtischautomaten 16 positioniert wird. Andere Einrichtungen, insbesondere solche mit Roboter betriebene sind gleichfalls möglich.

Aus der Zeichnung ergibt sich des weiteren, daß das Werkzeug 24 auf einem Zustell­ schlitten 36 verschiebbar angeordnet ist. Ferner kann die Welle 30 im gewünschten Umfang zur Drehachse 18 der Felge 12 verschwenkt werden, wie durch die Stelleinrichtungen 38, 40 angedeutet wird. Dabei kann die Welle 30 gegenüber der Felge 12 derart eingestellt werden, daß die Achsen 18, 34 sich unter einen Winkel α mit 70° ≦ α ≦ 110° schneiden.

Claims (13)

1. Verfahren zum Bearbeiten eines Gegenstandes mittels eines scheibenförmigen sich um seine Achse drehenden Schleifwerkzeuges mit radial abragenden flexiblen Draht­ elementen, insbesondere zum Abtragen von Schichten und/oder Verrunden von Felgen, wobei der Gegenstand in einer Halterung eingespannt und um eine Rotations­ achse während des Bearbeitens drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug mit einer Umfangsgeschwindigkeit derart gedreht wird, daß die Drahtelemente in ihren Enden flexibel oder weitgehend flexibel bleiben, und daß das Schleifwerkzeug während der Bearbeitung entlang seiner Achse eine oszillierende Bewegung ausübt und/oder der Gegenstand während der Bearbeitung entlang der Achse verstellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Gegenstandes und/oder die Drehrichtung des Schleifwerk­ zeuges während des Bearbeitens umgekehrt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug bei einem Durchmesser D mit D ≧ 500 mm mit einer Dreh­ zahl U mit U ≦ 500 Umdrehungen/Minute gedreht wird.

4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug mit gleichbleibendem oder nahezu gleichbleibendem Anpressdruck den Gegenstand bearbeitet.

5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand mit einer Drehzahl U₁ mit O < U₁ ≦ 60 Umdrehungen/Minute gedreht wird.

6. Scheibenförmiges Schleifwerkzeug (24) mit von einem Kern (26) radial abragenden Drahtelementen zum Bearbeiten eines Gegenstandes wie Abtragen von Schichten und/oder Verrunden von Kanten einer Felge (12), dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug (24) einen Durchmesser D mit D ≧ 500 mm aufweist und beim Bearbeiten des Gegenstandes (12) mit einer Umdrehungszahl U mit U ≦ 500 Umdrehungen/Minute angetrieben ist.

7. Scheibenförmiges Schleifwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (26) des Schleifwerkzeuges (24) einen Durchmesser d mit 60 mm ≦ d ≦ 150 mm, insbesondere d in etwa 100 mm aufweist.

8. Scheibenförmiges Schleifwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtelemente entlang ihrer Längsachsen gewendelt, ondoliert, gedreht oder wellenförmig ausgebildet sind.

9. Scheibenförmiges Schleifwerkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtelemente aus rostfreiem Material oder aus Stahl mit einer Außenimpräg­ nierung wie Messingimprägnierung bestehen.

10. Scheibenförmiges Schleifwerkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug (24) derart antreibbar ist, daß der Drehbewegung eine entlang der Achse (34) des Schleifwerkzeuges erfolgende Oszillationsbewegung überlagert ist.

11. Scheibenförmiges Schleifwerkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug (24) einen Außendurchmesser D von vorzugsweise zu­ mindest 600 mm aufweist.

12. Scheibenförmiges Schleifwerkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (34) des Schleifwerkzeuges (24) zur Rotationsachse (18) des Gegen­ standes (12) um einen Winkel α mit 60° ≦ α ≦ 120°, vorzugsweise in etwa 80° ≦ α ≦ 100° einstellbar ist.

13. Scheibenförmiges Schleifwerkzeug nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug (24) von einer Halterung (35) ausgeht, die in Richtung des Gegenstandes (12) derart verstellbar ist, daß das Schleifwerkzeug (24) mit gleich­ bleibendem Anpressdruck auf den Gegenstand einwirkt.