DE19852879A1 - Frässystem zum Bearbeiten des Schweißbereichs von Punkt-Schweiß-Elektroden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Frässystem zum Bearbeiten des Schweiß­ bereichs von Punkt-Schweiß-Elektroden, umfassend eine Fräseinheit mit wenigstens einem Fräswerkzeug, welches zum Bearbeiten wenigstens einer Punkt-Schweiß-Elektrode in Kontakt mit dieser bringbar ist, und eine Antriebsein­ heit durch welche das wenigstens eine Fräswerkzeug zur Durchführung des Bearbeitungsvorgangs zur Drehung antreibbar ist.

Bei derartigen im Stand der Technik bekannten Frässystemen werden im allgemeinen zwei verschiedene Typen von Antriebseinheiten verwendet. Ein erster Typ umfaßt ein Druckluftaggregat, welches jedoch den Nachteil aufweist, daß es hinsichtlich seiner Leistungsabgabe relativ elastisch ist, d. h. die Drehzahl ändert sich relativ stark mit der Last. Da derartige Antriebe im allgemeinen ihr maximales Drehmoment bei 50 bis 70% der Leerlaufdrehzahl haben, ist es äußerst schwierig, die Schnittgeschwindigkeit eines mit der Antriebseinheit gekoppelten Fräswerkzeugs genau zu steuern. Ferner besteht bei Druckluft­ antrieben das Problem, daß diese aufgrund der Forderung nach dem Einsatz ohne Ölbeimischung in der Zuluft oftmals einen relativen hohen Verschleiß aufweisen oder konstruktiv relativ aufwendig ausgeführt werden müssen, um dieser Forderung gerecht zu werden.

Ein weiterer Typ eines Antriebssystems beruht auf einem elektrischen Antrieb mit Synchron-Drehstrommotoren. Drehstrommotoren weisen den Vorteil auf, daß der Drehzahlabfall bei Nennlast nur 3 bis 5% beträgt, d. h. die Schnittgeschwindigkeit am Fräswerkzeug kann sehr genau reguliert werden. Obgleich derartige Synchron- oder Servomotoren relativ hohe Anschaffungskosten mit sich bringen, was insbesondere auch durch eine relativ kostenaufwendige Synchron-Frequen­ zumrichtanordnung bedingt ist, werden sie oftmals aufgrund der hohen Betriebs­ sicherheit und der relativ geringen Baugröße, d. h. Leistungsdichte, eingesetzt.

Auch hat sich gezeigt, daß das mit derartigen Synchron-Drehstrommotoren erhaltbare Bearbeitungsergebnis insbesondere aufgrund des Leistungsverhaltens dieser Antriebsaggregate sehr gut ist, so daß der durch die relativ hohen An­ schaffungskosten eingeführte Nachteil deshalb in Kauf genommen wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Frässystem zum Bearbeiten des Schweißbereichs von Punkt-Schweiß-Elektroden vorzusehen, das bei kostengünstigem Aufbau sehr gute Fräsergebnisse erzielt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Frässystem zum Bearbeiten des Srhweißbereichs von Punkt-Schweiß-Elektroden gelöst, umfassend eine Fräseinheit mit wenigstens einem Fräswerkzeug, welches zum Bearbeiten wenigstens einer Punkt-Schweiß-Elektrode in Kontakt mit dieser bringbar ist, und eine Antriebseinheit, durch welche das wenigstens eine Fräswerkzeug zur Durch­ führung der Bearbeitung zur Drehung antreibbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Fräswerkzeug ist ferner vorgesehen, daß die Antriebseinheit mit der Fräseinheit antriebsmäßig durch eine Untersetzungs­ getriebeeinheit verbunden ist und daß die Antriebseinheit einen Drehstrom- Asynchronmotor umfaßt.

Drehstrom-Asynchronmotoren bieten hinsichtlich der Konstanz der Leistungs­ abgabe bei Belastung die gleichen Vorteile wie Drehstrom-Synchronmotoren, sind jedoch hinsichtlich der Anschaffungskosten deutlich günstiger. Das heißt, es läßt sich mit Drehstrom-Asynchronmotoren als Antriebseinheit ebenso ein sehr geringer Drehzahlabfall erhalten, so daß aufgrund der sehr guten Regulierbarkeit der Drehzahl und der im Betrieb konstant bleibenden Drehzahl ein sehr gutes Fräsergebnis erzielt werden kann.

Um die Drehzahl der Antriebseinheit auf einen gewünschten Wert einstellen zu können, wird vorgeschlagen, daß das erfindungsgemäße System ferner eine Frequenz-Steuer/Regel-Anordnung umfaßt zum Einstellen einer Frequenz des dem Drehstrom-Asynchronmotor zuzuführenden Drehstroms im Bereich von 100 Hz bis 300 Hz, vorzugsweise 150 Hz bis 250 Hz, am meisten bevorzugt auf ca. 200 Hz.

Um das gewünschte Fräsergebnis zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß der Drehstrom-Asynchronmotor eine Nennleistung, vorzugsweise bei 200 Hz, im Bereich von 300 W bis 500 W, vorzugsweise 350 bis 450 W, aufweist.

Um dennoch die gewünschten hohen Leistungen zu erhalten, die zum Erzielen des gewünschten Befräsergebnisses erforderlich sind, wird vorgeschlagen, daß zur Durchführung eines Bearbeitungsvorgangs der Drehstrom-Asynchronmotor mit einer Leistungsabgabe im Bereich von 600 W bis 1000 W, vorzugsweise 750 W bis 950 W arbeitet.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Drehstrom-Asynchronmotor zur Durch­ führung eines Bearbeitungsvorgangs mit einer Leistungsabgabe im Bereich vom 1,5 bis 2,5-fachen der Nennleistung des Drehstrom-Asynchronmotors arbeitet.

Dabei liegt dann eine Betriebsdrehzahl des Drehstrom-Asynchronmotors im Bereich von 2500 bis 7000, vorzugsweise 5000 bis 6000 Umdrehungen pro Minute.

Eine Betriebsdrehzahl des Fräswerkzeugs liegt vorzugsweise im Bereich von 200 bis 800 vorzugsweise bei 200 bis 400 Umdrehungen pro Minute.

Bekanntermaßen fallen bei Durchführung von Befräsvorgängen durch den dabei auftretenden spanabhebenden Bearbeitungsvorgang Metallspäne o. dgl. an. Diese Metallspäne führen zu dem Problem, daß in Verbindung mit dem im Bereich der Bearbeitung oftmals vorhandenen Schmiermittel oder an den Punkt-Schweiß- Elektroden anhaftenden Haftstoffen o. dgl. das Fräswerkzeug verschmiert oder verklebt wird und dabei entweder beschädigt wird oder zumindest in seiner Arbeitscharakteristik beeinträchtigt wird. Es wird daher im allgemeinen dafür gesorgt, daß die während des Bearbeitungsvorgangs erzeugten Späne aus dem Bereich des Fräswerkzeugs wegbefördert werden. Hierzu ist es bekannt, durch Druckluftzufuhr die Späne wegzublasen, oder durch Erzeugung eines Unterdrucks die Späne abzusaugen. Eine derartige Absauganordnung ist beispielsweise aus der WO97/44153, amtliches Aktenzeichen PCT/EP 97/02572 des Anmelders der vorliegenden Anmeldung bekannt. Der Offenbarungsgehalt dieser Patentanmel­ dung wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.

Insbesondere beim Einsatz von Elektroantriebsmotoren, welche unmittelbar, also ohne Zwischenschaltung eines Druckluftströmungskreislaufs, das Fräswerkzeug antreiben, ist es im allgemeinen erforderlich, zur Drucklufterzeugung ein separates Aggregat vorzusehen, so daß bei diesem gesamten Frässystem zum einen der Antriebsmotor mit elektrischer Energie über entsprechende Zuführ­ leitungen versorgt werden muß und zum anderen Luftströmungsleitungen an das Frässystem herangeführt werden müssen, um die von einem separat vor­ gesehenen Aggregat erzeugte Druckluft zuzuführen, bzw. die Späne abzusaugen. Dies bedeutet jedoch, daß ein erhöhter Einsatz an Gerätschaften erforderlich ist und bedeutet darüber hinaus, daß für den Betreiber zumindest beim Zu­ sammenbau des Systems ein erhöhter Arbeitsaufwand anfällt.

Gemäß einem weiteren Aspekt sieht daher die Erfindung vor, daß bei einem derartigen Antriebssystem, bei welchem die Antriebseinheit einen Elektroantriebs­ motor umfaßt, eine Luftstromerzeugungsanordnung vorgesehen ist, welche durch den Elektro-Antriebsmotor zur Erzeugung eines Luftstroms antreibbar ist. Es müssen somit zum gesamten System keine zusätzlichen Luftströmungsleitungen gelegt werden. Vielmehr kann die Einheit, welche den Luftstrom erzeugt, direkt in das System integriert werden, so daß auch lediglich innerhalb des Systems beispielsweise in bereits vorinstallierter Art und Weise, die Luftströmungs­ leitungen angeordnet werden können.

Diese Luftstromerzeugungsanordnung kann beispielsweise ein Gebläse umfassen. Ein derartiges Gebläse kann beispielsweise ein Radialverdichter, ein Kompressor o. dgl. sein.

Vorzugsweise ist bei einer derartigen Luftstromerzeugungsanordnung dann eine durch den Elektro-Antriebsmotor zur Drehung antreibbare Komponente, vorzugsweise Schaufelkomponente, vorgesehen.

Insbesondere der vorangehend beschriebene Einsatz eines Drehstrom-Asyn­ chronmotors, welcher mit relativ hoher Drehzahl im Bereich von 5000 bis 7000 U/min dreht, bietet sich der Vorteil, daß beispielsweise die Komponente mit einer Antriebswelle der Antriebseinheit direkt gekoppelt werden kann, so daß auch die Komponente mit entsprechend hoher Drehzahl dreht. Ist eine höhere oder eine niedrigere Drehzahl erforderlich, was je nach Auslegung der Luftstromerzeu­ gungsanordnung bzw. der erforderlichen Luftströmungsrate bzw. des er­ forderlichen Drucks variieren kann, so ist ebenso möglich, die Komponente mit der Antriebswelle der Antriebseinheit über eine Getriebeanordnung zur gemeinsamen Drehung zu verbinden.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Komponente mit einem ersten Ende der Antriebswelle gekoppelt ist und daß durch das zweite Ende der Antriebswelle das wenigstens eine Fräswerkzeug zur Drehung antreibbar ist. Um im Bereich des wenigstens einen Fräswerkzeugs in geeigneter Weise dafür zu sorgen, daß während des Befräsvorgangs erzeugte Späne aus diesem Bereich herausbefördert werden, kann vorgesehen sein, daß eine Luftabgabeseite der Luftstromerzeugungsanordnung mit der Fräseinheit zur Zufuhr eines Druckluft­ stroms zu dem Bereich des wenigstens einen Fräswerkzeugs in Verbindung steht.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, daß eine Luftansaugseite der Luftstrom­ erzeugungsanordnung mit der Fräseinheit zum Absaugen von Luft aus dem Bereich des wenigstens einen Fräswerkzeugs in Verbindung steht.

Da beim Absaugen von Luft aus dem Bereich des Fräswerkzeugs in be­ absichtigter Weise Frässpäne oder Metallpartikel mit dem Luftstrom mitbefördert werden, ist bei einer derartigen Anordnung vorzugsweise in einem den Bereich des wenigstens einen Fräswerkzeugs mit der Ansaugseite der Luftstrom­ erzeugungsanordnung verbindenden Strömungskanal eine Filteranordnung vorgesehen. Auf diese Art und Weise kann verhindert werden, daß Metallspäne oder Partikel in die Luftstromerzeugungsanordnung eintreten und diese beschädigen.

Bei einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltungsart kann vorgesehen sein, daß eine Luftabgabeseite der Luftstromerzeugungsanordnung über eine Venturi-Anordnung o. dgl. zum Absaugen von Luft aus dem Bereich des wenigstens einen Fräswerkzeugs in Verbindung steht.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Frässystems;

Fig. 2 den zeitlichen Verlauf des Betriebs einer Antriebseinheit des erfindungsgemäßen Frässystems;

Fig. 3 schematisch ein Leitungsverbindungsschema, durch welches Druckluft zum Bereich eines Fräswerkzeugs gefördert wird und durch Unterdruck­ erzeugung Luft vom Bereich des Fräswerkzeugs weg befördert wird;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechenden Darstellung einer Ausgestaltungs­ form, bei welcher durch Druckluftzufuhr zu einer Venturi-Anordnung ein Unterdruck zum Absaugen von Luft aus dem Bereich des Fräswerkzeugs erzeugt wird;

Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, welche eine Kombination des Erzeugens von Unterdruck durch eine Venturi-Anordnung und der Druckluft­ zufuhr darstellt; und

Fig. 6 eine weitere der Fig. 3 entsprechende Darstellung, welche eine Kombination von Luftabsaugung durch eine Venturi-Anordnung, Luftabsaugung durch die Saugwirkung eines Gebläses und Druckluftzufuhr durch die Druckluft­ erzeugung des Gebläses zeigt.

Das in Fig. 1 dargestellte Frässystem 10 umfaßt eine allgemein mit 12 bezeichnete Antriebseinheit, welche durch einen Asynchron-Drehstrommotor 12 gebildet ist. Der Asynchron-Drehstrommotor 12 steht in Antriebsverbindung mit einem Untersetzungsgetriebe 14, das wiederum in Antriebsverbindung mit einem mit 16 bezeichneten Fräswerkzeug steht. Das Fräswerkzeug 16 weist einen Werkzeugträger 18 auf, der beispielsweise wenigstens ein Fräsmesser 20 trägt, das an seinen beiden axialen Seiten jeweils Fräskanten zum Befräsen von von beiden Seiten her zuführbaren Punkt-Schweiß-Elektroden aufweist. Das Frässystem 10 umfaßt ferner eine Steuer/Regel-Einrichtung 22, welche einerseits über eine Signalleitung 24 in Verbindung mit einem Drehzahlsensor 26 steht und vom Drehzahlsensor 26 einer Drehzahl des Fräswerkzeugs 10 entsprechende Signale empfängt, und welche andererseits über eine Signalleitung 28 in Steuer- oder Regelverbindung mit dem Drehstrom-Asynchronmotor 12 steht und diesem den Drehstrom mit der erforderlichen Frequenz liefert.

Bei einem derartigen Frässystem treten ganz spezifische Anforderungen an den Antrieb auf. Man erkennt in Fig. 2, daß eine mit T2 bezeichnete Arbeitszeit, welche im Bereich von 2 bis 4 Sekunden liegt, im Vergleich zu dem Intervall T4 zwischen zwei Arbeitsvorgängen, welches im Bereich von ca. 5 Minuten liegt, äußerst kurz ist. Das heißt, der Drehstrom-Asynchronmotor wird nach einer im wesentlichen lastfreien Hochlaufzeit T1 im Bereich von 1 Sekunde 2 bis 4 Sekunden lang unter Last betrieben und läuft dann während einer lastfreien Auslaufzeit im Bereich von ebenfalls ca. 1 Sekunde wieder herab. Danach kann der Drehstrom-Asynchronmotor 12 abkühlen, bis nach ca. 5 Minuten der nächste Bearbeitungsvorgang durchzuführen ist. Dieses spezifische Arbeitsschema ermöglicht den Einsatz ganz gezielt ausgewählter Drehstrom-Asynchronmotoren. Es können nämlich Drehstrom-Asynchronmotoren verwendet werden, die während der Betriebszeit T2 nicht mit ihrer Nennlast betrieben werden, sondern in einem ihre Nennlast deutlich übersteigenden Leistungsbereich betrieben werden. So kann beispielsweise ein Drehstrom-Asynchronmotor, dessen Nennlast im Bereich von ca. 300 bis 500 W liegt, mit einer maximalen Leistungsabgabe von 700 bis 900 W bei Drehstromfrequenz von ca. 200 Hz betrieben werden. Da die Betriebszeit von ca. 2 bis 4 Sekunden äußerst kurz ist, kann eine derartige Überlastung des Motors nicht zu einer Überhitzung und Beschädigung von irgendwelchen Komponenten desselben führen.

Die Möglichkeit, einen an sich zu schwach dimensionierten Motor einzusetzen, bringt den Vorteil mit sich, daß ein Motor mit relativ geringer Baugröße, beispielsweise mit einem Gewicht von ca. 3 kg, eingesetzt werden kann, so daß einerseits die Baukosten weiter gesenkt werden können und andererseits der im erfindungsgemäßen Frässystem durch den Motor 12 eingenommene Bauraum verringert werden kann. Um diesen Bauraum weiter zu verringern, kann beispielsweise darauf verzichtet werden, am Drehstrom-Asynchronmotor 12 irgendwelche Kühlrippen oder irgendwelche Ventilatoren vorzusehen; auch dies ist dadurch bedingt, daß durch den relativ kurzen Belastungszustand eine Überhitzung des Motors praktisch nicht auftreten kann.

Zum Erhalt eines gewünschten Fräsergebnisses wird die Drehzahl des Motors 12, die bei derart dimensionierten Motoren im Bereich von 5000 bis 7000 Um­ drehungen pro Minute liegt, durch das Getriebe 14 untersetzt, so daß das Fräswerkzeug 16 mit Drehzahlen im Bereich von 200 bis 400 Umdrehungen pro Minute angetrieben wird. Die genaue Drehzahl hängt von den zu befräsenden Punkt-Schweiß-Elektroden sowie den verwendeten Messern u. dgl. ab. Um die Drehzahl des Fräswerkzeugs 16 auf den gewünschten Wert einstellen zu können, ist der Drehzahlsensor 26 vorgesehen, welcher sein Erfassungssignal in die Steuer/Regel-Einrichtung 22 eingibt. Entsprechend dem Erfassungssignal reguliert die Steuer/Regel-Einrichtung 22 die Drehzahl des Asynchron-Drehstrom­ motors 12 durch entsprechende Veränderung der Frequenz des diesem Motor zugeführten Drehstroms. Es wäre grundsätzlich auch denkbar, die Drehzahl bzw. auch die Leistung des Drehstrom-Asynchron-Motors 12 durch Einstellung der durch die Steuer/Regel-Einrichtung 22 abgegebenen Spannung vorzunehmen; es hat sich jedoch gezeigt daß die Drehzahlregulierung vermittels Einstellung der Drehstromfrequenz besser durchzuführen ist.

Versuche haben gezeigt, daß zum Erhalt von Schnittgeschwindigkeiten im Bereich von 200 bis 400 Umdrehungen die Leistungsabgabe des Motors 12 im Bereich von 600 bis 800 W liegen sollte. Eine derartige Leistungsabgabe läßt sich erhalten, wenn ein Drehstrom-Asynchronmotor mit einer Nennleistung von ca. 360 W bei 200 Hz Drehstrom im Überlastbetrieb betrieben wird. Wie bereits erwähnt, ist dieser Betrieb möglich, da aufgrund des kurzzeitigen Überlastbetriebs eine Beschädigung des Motors nicht zu erwarten ist. Da die maximale Leistungs­ abgabe im Bereich von über 700 W vor allem dann zu erwarten ist, wenn die Anpreßzangen, mit welchen die Punkt-Schweiß-Elektroden gegen das Schneid­ werkzeug gepreßt werden, mit sehr hoher Kraft geschlossen werden, was bei Durchführung normaler Befräsvorgänge nicht der Fall ist, ist die zum Durchführen herkömmlicher Fräsvorgänge erforderliche Leistungsabgabe noch unter 700 W, so daß zusätzlich eine Gefahr der Beschädigung des Motors vermindert werden kann.

Man erkennt, daß durch das erfindungsgemäße Frässystem hinsichtlich herkömmlicher Frässysteme, welche entweder mit Druckluftantrieben oder mit Synchron-Elektroantrieben arbeiten, verschiedene Vorteile erhalten werden. Ein wesentlicher Vorteil liegt in den günstigen Anschaffungs- und Betriebskosten. Ferner weist das System eine hohe Standzeit auf und bietet aufgrund der kompakten Bauweise, d. h. der Möglichkeit, einen Motor mit geringer Baugröße und ohne Kühlrippen u. dgl. auswählen zu können, eine hohe Leistungsdichte. Ferner können die bei Drehstromaggregaten verfügbaren hervorragenden Gleichlaufeigenschaften ausgenutzt werden, wobei gleichwohl eine auch stufenlos durchführbare Regulierbarkeit der Drehzahl des Asynchronmotors bzw. der über das Untersetzungsgetriebe vorgegebenen Drehzahl des Fräswerkzeugs erhalten werden kann, wobei hier anstatt mit einer Standardfrequenz des Stromnetzes von 50 Hz in einem Frequenzbereich von 150 bis 250 Hz für den Drehstrom gearbeitet wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei einem derartigen Frässystem, wie bereits angesprochen, das Fräswerkzeug 16 wenigstens ein Fräsmesser mit jeweils zwei an entgegengesetzten axialen Seiten liegenden Fräskanten, vorzugsweise jedoch mehrere, beispielsweise vier jeweils im Winkel von 90° zueinander angeordnete Fräsmesser aufweist. An seinen beiden axialen Seiten weist das Fräswerkzeug 16 eine im wesentlichen topfartige Struktur auf, in welche zu befräsende Elektrodenspitzen eingreifen und aufgrund dieser topfartigen Struktur im Fräswerkzeug 16 selbst zentriert werden. Zu diesem Zwecke verlaufen die einzelnen Fräskanten vorzugsweise bezüglich der Drehachse des Werkzeugs, welche zur Darstellungsebene der Fig. 1 orthogonal steht, geneigt und folgen näherungsweise der topfartigen Struktur.

Man erkennt in Fig. 1 ferner ein Gebläse 30, welches ebenfalls durch den Motor 12 zur Drehung angetrieben ist. Das heißt, das Gebläse 30 weist eine drehbare Komponente 32, beispielsweise in Form eines Schaufelrads o. dgl. auf, das mit einem Ende 34 einer mit 36 bezeichneten und schematisch dargestellten Antriebswelle des Motors 12 drehfest verbunden ist. Das andere Ende 38 der Antriebswelle 36 steht dann in Drehverbindung mit einer Getriebeeingangswelle 40 des Getriebes 14 oder bildet diese Welle 40.

Es sei darauf verwiesen, daß auch zwischen dem Motor 12 und dem Gebläse 30, welches beispielsweise einen Radialverdichter oder einen Kompressor o.dgl umfassen kann, ein Getriebe vorgesehen sein kann, wenn dies aus Drehzahl­ gründen erforderlich ist. Im allgemeinen wird jedoch die hohe Drehzahl des Motors 12, welche im Bereich von 5000 bis 7000 U/min liegen kann, ausgenutzt, um eine entsprechend hohe Drehzahl der Komponente 32 und eine entsprechende Luftströmungsrate zu erzeugen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine Luftabgabeseite 42 des Gebläses 30 über eine Luftströmungsleitung 44 mit dem Bereich des Fräswerkzeugs 16 verbunden. Das heißt die Luftströmungsleitung 44 bläst beispielsweise über eine Düse 46 die durch das Gebläse 30 erzeugte Druckluft unmittelbar in den Bereich des Fräswerkzeugs 16, so daß dort erzeugte Späne vom Fräswerkzeug 16 und insbesondere vom Bereich des Messers 20 weg befördert werden können. Es ist selbstverständlich, daß die Positionierung der Düse 46, durch welche die Druckluft abgegeben wird, an verschiedenen Bereichen vorgesehen sein kann. So kann, bei in Achsrichtung beidseitiger Ausgestaltung des Fräswerkzeugs 20 mit jeweiligen Fräskanten sowohl in Achsrichtung von der einen Seite als auch in der Achsrichtung von der anderen Seite her Druckluft an das Fräswerkzeug geblasen werden. Auch ist es ebenso möglich, wie nachfolgend in den Fig. 3 bis 6 erkennbar, an mehreren Stellen jeweils für die Oberseite und für die Unterseite Druckluft zuzuführen.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße System 10 weist den Vorteil auf, daß zum System lediglich die Versorgungsleitung 28 geführt werden muß, über welche der Motor 12 angesteuert wird. Es müssen keine weiteren Druck­ luftleitungen oder Unterdruckleitungen herangeführt werden, da das Luft­ strömungserzeugungssystem selbst in das Frässystem 10 integriert ist. Beispiels­ weise kann das gesamte Frässystem 10 als vorgefertigte oder vormontierte Einheit geliefert werden, so daß ein Betreiber keine zusätzlichen Maßnahmen ergreifen muß, um die Druckluftzufuhr erhalten zu können. Weiter weist das erfindungsgemäße System 10 den Vorteil auf, daß aufgrund der bereits angesprochenen kompakten Bauweise des Motors 12 auch das Gebläse 30 sehr nahe an den räumlichen Bereich des Fräswerkzeugs 16 heranrückt, so daß die Luftströmungsverbindungsleitungen zwischen dem Gebläse 30 und dem Werkzeug oder dem Bereich des Werkzeugs 16 sehr kurz gehalten werden können, mit dem Vorteil, daß die Strömungsverluste auf ein Minimum reduziert werden können.

Eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Frässystems mit Hinsicht auf die Auslegung des Luftströmungskreislaufs ist in Fig. 3 dargestellt. Dort ist im wesentlichen nur dieser Luftströmungskreislauf dargestellt, der Motor 12 und das Getriebe 14 sind aus Gründen der klareren Darstellung nicht gezeigt. Man erkennt, daß dort die Luftströmungsleitung 44 in drei Düsen 46 einmündet, so daß selbstverständlich für beide axialen Seite in sehr großen Umfangswinkelbereichen eine Druckluftzufuhr und somit eine sehr gleichförmige Abförderung von Frässpänen erhalten wird. Ferner erkennt man, daß das Fräswerkzeug 16 von einem ringartigen Kanalbereich umgeben ist, d. h. an beiden axialen Seiten schließen an den Träger 18 derartige ringartige Kanalbereiche an, in welche dann die Druckluft durch die Düsen 36 eingeblasen wird. Ferner steht mit diesem ringartigen Kanalbereich 50 eine Luftabführleitung 48 in Verbindung, welche über eine Filteranordnung 52 in eine Ansaugseite des Gebläses 30 einmündet. Wenn also das Gebläse 30 durch den nicht dargestellten Motor betrieben wird, so wird zum einen, wie bereits mit Bezug auf die Fig. 1 beschrieben, Druckluft über die Düsen 46 zum Werkzeug 16 geleitet, zum anderen wird durch die Ansaugwirkung im Bereich der Ansaugseite 54 über die Leitung 48 Luft aus dem Bereich des Fräswerkzeugs 16, d. h. aus dem dieses umgebenden ringartigen Raum 50 abgesaugt. Um bei diesem Absaugvorgang zu verhindern, daß Frässpäne in das Gebläse 30 eintreten, ist die bereits angesprochene Filteranordnung 52 vorgesehen, welche diese mit der abgeführten Luft mitgetragenen Partikel herausfiltert.

Es ist selbstverständlich, daß eine derartige Anordnung an beiden axialen Seiten vorgesehen sein kann oder, je nach Ausgestaltung, auch lediglich an einer axialen Seite vorgesehen sein kann. Darüber hinaus ist es möglich, an einer axialen Seite Druckluft zuzuführen und an der anderen axialen Seite durch Unterdruck­ erzeugung über die Leitung 48 Luft abzuziehen. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn axial über das Fräswerkzeug 16 hinweg ein Strömungsweg vorhanden ist.

Eine weitere Abwandlung des Luftströmungssystems ist in Fig. 4 gezeigt. Dort wird über die Luftströmungsleitung 44 die bei der Luftabgabeseite 42 abgegebene Druckluft in eine Venturi-Düsenanordnung 56 geleitet. Diese Venturi-Düsen­ anordnung 56 erzeugt durch ihre bekannte Ausgestaltung eine Sogwirkung, welche zur Folge hat, daß über eine Absaugleitung 58 Luft aus dem Bereich des Fräswerkzeugs 16 abgesaugt wird und durch die durch die Venturi-Düse 56 hindurchtretende Strömung mitgerissen wird. Auch auf diese bekannte Art und Weise der Unterdruckerzeugung kann dafür Sorge getragen werden, daß die im Bereich des Fräswerkzeugs 16 erzeugten Späne insbesondere wiederum aus einem ringartigen bzw. kanalartigen und das Werkzeug 16 an einer oder beiden axialen Seiten umgebenden Raum 50 abgesaugt werden. Von Vorteil ist hier, daß im Bereich der Venturi-Düsenanordnung keine sich bewegenden Komponenten vorhanden sind, welche durch das Hindurchtreten der Frässpäne beeinträchtigt werden können. Es müssen daher zumindest in-diesem Bereich keine Filter­ anordnungen vorgesehen sein.

Auch bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 5 ist wiederum die Venturi- Düsenanordnung 56 vorgesehen, durch welche aus dem Bereich des Werkzeugs 16, d. h. beispielsweise aus dem Bereich des Kanal- oder ringartigen Raums 50, Luft und somit Späne abgesaugt werden. Darüber hinaus sind wieder mehrere Düsen 46 vorgesehen, welche an zumindest einer axialen Seite über die Luftströmungsleitung 44 Druckluft in den Bereich des Fräswerkzeugs leiten und somit zu einem verbesserten Herausblasen oder Abführen der Späne beitragen.

In der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 6 ist eine Kombination der Ausgestal­ tungsformen gemäß den Fig. 3 und 5 dargestellt. Dort wird also sowohl durch die Venturi-Düsenanordnung 56 als auch unmittelbar durch die Luftansaugseite 54 des Gebläses 30 Luft aus dem Bereich des Werkzeugs 16 abgesaugt. Darüber hinaus wird über zumindest eine Düse 46 Druckluft in den Bereich des Werkzeugs 16 eingespeist.

Es sei noch einmal darauf verwiesen, daß das vorangehend beschriebene erfindungsgemäße System insbesondere durch das Zusammenwirken eines sehr klein bauenden Elektroantriebsmotors mit sehr hoher Leistungsdichte und hoher Drehzahl und eines Gebläses, welches hier eine Luftstromerzeugungsanordnung bildet, in effizienter und in das System integrierter Art und Weise für eine Abfuhr von Verunreinigungen in Form von Spänen o. dgl. vom Bereich des Fräswerkzeugs gesorgt werden kann. Es müssen keine zusätzlichen Versorgungsleitungen für Druckluft oder Unterdruck an das System herangeführt werden. All diese Leitungen können mit sehr kurzer Länge im System selbst verlegt werden, so daß auch die im System auftretenden Strömungsverluste gering gehalten werden können und somit auch die Leistungsabfuhr in das Luftzirkulationssystem minimiert werden kann.

Ferner sei noch einmal darauf hingewiesen, daß die jeweilige Zufuhr bzw. Abfuhr von Luft zum Bereich des Werkzeugs an einer oder an beiden axialen Seiten eines derartigen Werkzeugs erfolgen kann, verteilt über den Umfang erfolgen kann, und in bevorzugter Art und Weise über einen das Werkzeug an seinen axialen Seiten umgebenden ringartigen Raum, welcher beispielsweise in einem an das Werkzeug angrenzenden Deckelbauteil ausgebildet ist, erfolgt.

Claims (17)

1. Frässystem zum Bearbeiten des Schweißbereichs von Punkt-Schweiß- Elektroden umfassend:

• - eine Fräseinheit mit wenigstens einem Fräswerkzeug (16), welches zum Bearbeiten wenigstens einer Punkt-Schweiß-Elektrode in Kontakt mit dieser bringbar ist,
• - eine Antriebseinheit (12), durch welche das wenigstens eine Fräswerk­ zeug (16) zur Durchführung eines Bearbeitungsvorgangs zur Drehung antreibbar ist, gekennzeichnet durch eine die Antriebseinheit (12) mit der Fräseinheit antriebsmäßig verbindende Untersetzungsgetriebeeinheit (14) und dadurch, daß die Antriebseinheit einen Drehstrom-Asynchronmotor (12) umfaßt.

2. Frässystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Frequenz- Steuer/Regel-Anordnung (22) zum Einstellen einer Frequenz des dem Drehstrom-Asynchronmotors (12) zuzuführenden Drehstroms im Bereich von 100 Hz bis 300 Hz, vorzugsweise 150 Hz bis 250 Hz, am meisten bevorzugt auf ca. 200 Hz.

3. Frässystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstrom-Asynchronmotor (12) eine Nennleistung, vorzugsweise bei ca. 200 Hz, im Bereich von 300 W bis 500 W, vorzugsweise 350 W bis 450 W aufweist.

4. Frässystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung eines Bearbeitungsvorgangs der Drehstrom- Asynchronmotor (12) mit einer Leistungsabgabe im Bereich von 600 W bis 1000 W, vorzugsweise 750 W bis 950 W arbeitet.

5. Frässystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstrom-Asynchronmotor (12) zur Durchführung eines Be­ arbeitungsvorgangs mit einer Leistungsabgabe im Bereich vom 1,5 bis 2,5- fachen der Nennleistung des Drehstrom-Asynchronmotors (12) arbeitet.

6. Frässystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betriebsdrehzahl des Drehstrom-Asynchronmotors (12) im Bereich von 2500 bis 7000, vorzugsweise 5000 bis 6000 Umdrehungen pro Minute liegt.

7. Frässystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betriebsdrehzahl des Fräswerkzeugs (16) im Bereich von 200 bis -800, vorzugsweise 200 bis 400 Umdrehungen pro Minute liegt.

8. Frässystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder dem kenn­ zeichnenden Teil oder einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Antriebsein­ heit (12) einen Elektro-Antriebsmotor (12) umfaßt, gekennzeichnet durch eine Luftstromerzeugungsanordnung (30), welche durch den Elektro- Antriebsmotor (12) zur Erzeugung eines Luftstroms antreibbar ist.

9. Frässystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstrom­ erzeugungsanordnung (30) ein Gebläse (30) umfaßt.

10. Frässystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstromerzeugungsanordnung (30) einen Radialverdichter, Kompressor o. dgl. umfaßt.

11. Frässystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstromerzeugungsanordnung eine durch den Elektro-Antriebs­ motor (12) zur Drehung antreibbare oder angetriebene Komponente (32), vorzugsweise Schaufelkomponente (32) umfaßt.

12. Frässystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (32) mit einer Antriebswelle (36) der Antriebseinheit (12) direkt oder über eine Getriebeanordnung zur gemeinsamen Drehung verbunden ist.

13. Frässystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (32) mit einem ersten Ende (34) der Antriebswelle (36) gekoppelt ist und daß durch das zweite Ende (38) der Antriebswelle (36) das wenigstens eine Fräswerkzeug (16) zur Drehung antreibbar ist.

14. Frässystem nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftabgabeseite (42) der Luftstromerzeugungsanordnung (30) mit der Fräseinheit zum Zuführen von Druckluft zu dem Bereich des wenig­ stens einen Fräswerkzeugs (16) in Verbindung steht.

15. Frässystem nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftansaugseite (54) der Luftstromerzeugungsanordnung (30) mit der Fräseinheit zum Absaugen von Luft aus dem Bereich des wenigstens einen Fräswerkzeugs (16) in Verbindung steht.

16. Frässystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in einem den Bereich des wenigstens einen Fräswerkzeugs (16) mit der Ansaugseite (54) der Luftstromerzeugungsanordnung verbindenden Strömungskanal (48) eine Filteranordnung (52) vorgesehen ist.

17. Frässystem nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftabgabeseite (42) der Luftstromerzeugungsanordnung über eine Venturi-Anordnung (56) o. dgl. zum Absaugen von Luft aus dem Bereich des wenigstens einen Fräswerkzeugs in Verbindung steht.