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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Oberflächen von
im wesentlichen flachen Werkstücken.
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Derartige
Vorrichtungen werden sowohl für relativ
große
als auch für
relativ kleine Werkstückoberflächen, beispielsweise
zum Reinigen, Schleifen und Polieren der Oberflächen selbst sowie auch zum Entgraten
von Außen-
und Innenrändern
von in irgendeiner Weise ausgeschnittenen bzw. ausgestanzten, flachen
Werkstücken
verwendet, die beispielsweise aus Metallblech, Holzwerkstoffen,
Kunststoffen u.dgl. hergestellt sein können.
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Zu
den zuvor genannten Zwecken ist es aus der Praxis bereits bekannt,
entsprechende Werkstück-Oberflächen mit
rotierend antreibbaren Bearbeitungswerkzeugen zu bearbeiten, wobei
die Werkstücke
im allgemeinen unter den Werkzeugen entlang transportiert und dabei
die Werkzeuge gegen die Werkstück-Oberflächen angestellt
werden können.
Je nach der gewünschten
Bearbeitungsart ist in der Bearbeitungsvorrichtung entweder wenigstens eine
Bürstenwalze
oder wenigstens ein umlaufendes Schleifband als Bearbeitungswerkzeug
vorgesehen. Gerade bei der Verwendung von Bürstenwalzen und Schleifbändern kommt
es besonders bei der Bearbeitung von relativ großen Werkstück-Oberflächen vielfach zu unerwünschten
Streifenbildungen, weshalb diesen Bearbeitungswalzen und Schleifbändern zusätzlich zu
ihrer umlaufenden Bewegung noch eine etwa quer zur Werkstück-Transportrichtung
ausgerichtete Oszillationsbewegung erteilt wird, was jedoch vielfach
zu ebenfalls unerwünschten
wellenförmigen
Streifen führt.
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Außerdem sind
beispielsweise aus der US-A-51 05 583 und EP-A-919 331 Vorrichtungen bekannt,
in denen eine Anzahl von um senkrechte Achsen rotierenden, tellerförmigen Bearbeitungswerkzeugen
bzw. Bürsten
vorgesehen sind, die neben ihrer Eigenrotation noch um wenigstens
eine weitere gemeinsame Drehachse zusätzliche etwa planetenförmige Drehbewegungen
ausführen
können.
Diese verschiedenen Drehbewegungen der tellerförmigen Bearbeitungswerkzeuge
haben zur Folge, dass bei gleichzeitiger Vorschubbewegung des Werkstückes mehrere
unterschiedliche Relativbewegungen stattfinden, wodurch in verschiedenen
Oberflächenbereichen
der Werkstücke
zwangsläufig
unterschiedlich intensive Oberflächenbearbeitungen vorgenommen
werden. Abgesehen davon ist zu bedenken, dass diese bekannten Ausführungen
wegen ihrer grundsätzlich
um vertikale Achsen rotierenden Bearbeitungswerkzeuge nur für eine begrenzte
Art von Oberflächenbearbeitungen
zum Einsatz kommen können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruches 12 so auszubilden, dass die Bearbeitungsvorrichtung
bei relativ niedrigem Vorrichtungsaufwand sowie mit optimalem Bearbeitungsergebnis äußerst zuverlässig für sehr vielfältige Oberflächenbearbeitungsarten
verwendet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Ein
Grundgedanke der Erfindung wird darin gesehen, dass die Werkstück-Oberflächen in
wenigstens einer Bearbeitungszone derselben Bearbeitungsvorrichtung
wahlweise mittels einer wenigstens eine Bearbeitungswalze enthaltenden
ersten Werkzeugeinheit oder einer eine Gruppe von tellerförmigen Bearbeitungswerkzeugen
enthaltenden zweiten Werkzeugeinheit bearbeitet werden, wobei die
Bearbeitungswalze etwa in ihrer radialen Richtung und die tellerförmigen Bearbeitungswerkzeuge
etwa in ihrer axialen Richtung gegen die Werkstückoberflächen angestellt werden.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass unterschiedliche Werkstück-Oberflächen und unterschiedliche
Werkstoffarten jeweils nur mit entsprechend angepassten Bearbeitungswerkzeugen optimal
bearbeitet werden können.
Dabei kann eine relativ große
Gruppe von Oberflächenarten
und Werkstoffarten besonders günstig
mit walzenförmigen
Bearbeitungswerkzeugen und eine weitere große Gruppe von Oberflächenarten
und Werkstoffarten besonders günstig
mit tellerförmigen
Bearbeitungswerkzeugen bearbeitet werden, wobei sich die genannten
Gruppen teilweise auch überschneiden
können.
Wenn dementsprechend in wenigstens einer Bearbeitungszone ein und
derselben Bearbeitungsvorrichtung die wenigstens eine Bearbeitungswalze enthaltende
erste Werkzeugeinheit und die eine Gruppe von tellerförmigen Bearbeitungswerkzeugen enthaltende
zweite Werkzeugeinheit leicht und relativ rasch gegeneinander ausgetauscht
werden können, dann
können
darin äußerst zuverlässig und
mit optimalem Bearbeitungsergebnis sehr vielfältige Oberflächen-Bearbeitungsarten
(sei es entsprechend der Größe und Form
der Oberflächen,
sei es in bezug auf die Werkstoffart) durchgeführt werden. Dies erweist sich
vor allem auch dann als besonders vorteilhaft, wenn ein Anwender
einer solchen Bearbeitungsvorrichtung nur verhältnismäßig kleine Werkstückmengen
mit den jeweils spezifischen Oberflächenbearbeitungsarten bzw.
Werkstoffarten (mit den jeweils am besten geeigneten Bearbeitungswerkzeugen)
bearbeitet und somit diese Bearbeitungsvorrichtung bei Ausrüstung nur
mit walzenförmigen
oder nur mit tellerförmigen
Bearbeitungswerkzeugen vollkommen unzureichend ausgelastet wäre.
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Es
ist dabei besonders vorteilhaft, wenn für jede Werkzeugeinheit ein
Werkzeug-Lagerungsrahmen
mit wenigsten teilweise gleicher äußerer Formgebung verwendet
wird und jeder Werkzeug-Lagerungsrahmen in denselben Aufnahme-Teilrahmen
eines Hauptvorrichtungsgestelles schnell austauschbar eingebaut
bzw. ein- und ausgebaut werden kann.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
werden in der ersten Werkzeugeinheit eine Bürstenwalze und in der zweiten
Werkzeugeinheit als tellerförmige
Bearbeitungswerkzeuge stirnseitig gegen die Werkstück-Oberfläche anstellbare Tellerbürsten verwendet.
Bürstenförmige Bearbeitungswerkzeuge
haben sich bei der praktischen Anwendung als besonders vielseitig
verwendbar erwiesen, wobei zusätzlich
zu beachten ist, dass zum einen die Bürstenwalzen und die Tellerbürsten jeweils für recht
unterschiedliche Bearbeitungseingriffe geeignet sind und dass zum
andern zusätzlich
noch die Möglichkeit
besteht, sowohl bei Bürstenwalzen
als auch bei Tellerbürsten
spezifisch angepaßtes
Borstenmaterial (Borstenbesatz) zu verwenden, um mehr oder weniger
intensive Bearbeitungseingriffe erzeugen zu können.
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Darüber hinaus
bestehen in vorteilhafter Weise noch vielfältige Einwirkungsmöglichkeiten
in Bezug auf die Drehbewegungen und die Anstellmöglichkeiten sowohl der Bürstenwalzen
als auch der Tellerbürsten,
was aus der späteren
Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele
noch deutlich wird.
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Die
erfindungsgemäß ausgeführte Vorrichtung
zeichnet sich dadurch aus, dass für wenigstens eine Bearbeitungszone
dieser Vorrichtung eine wenigstens eine Bearbeitungswalze enthaltende
erste Werkzeugeinheit und eine wenigstens eine Gruppe von tellerförmigen Bearbeitungswerkzeugen
enthaltende zweite Werkzeugeinheit vorgesehen und diese Werkzeugeinheiten
wahlweise zur Bearbeitung der Werkstückoberflächen betreibbar sind, wobei
die Bearbeitungswalze mit ihrer Außenumfangsfläche in etwa
radialer Richtung und die tellerförmigen Bearbeitungswerkzeuge
mit ihren äußeren Stirnseiten
in etwa axialer Richtung gegen die Werkstück-Oberflächen anstellbar sind.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Vorrichtung weist jede
Werkzeugeinheit einen eigenen Werkzeug-Lagerungsrahmen für die Anordnung
und Halterung der Bearbeitungswerkzeuge auf, und es ist eine Schnellwechseleinrichtung
zum wahlweisen gegenseitigen Austausch der verschiedenen Werkzeugeinheiten
vorgesehen, wobei jeder Werkzeug-Lagerungsrahmen in seiner Formgebung
und in seinen Außenabmessungen gleichartig
so ausgebildet ist, dass er genau passend in denselben Aufnahme-Teilrahmen
des Hauptvorrichtungsgestelles fest, jedoch auswechselbar einbaubar
ist. Durch diese Ausgestaltung können
somit im Bedarfsfalle sowie ggf. im raschen Wechsel sehr vielfältige bzw.
unterschiedliche Bearbeitungsarten mit jeweils optimalem Ergebnis
bearbeitet werden, da jeweils eine optimal dem gewünschten
Bearbeitungsergebnis und den jeweiligen Werkstückarten angepasste Werkzeugeinheit – wegen
der raschen Austauschbarkeit bzw. Auswechselbarkeit der Werkzeugeinheiten – zur Anwendung
kommen kann.
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Gerade
bei dieser Ausbildung mit Schnellwechseleinrichtung erweist sich
eine weitere Ausgestaltung der Erfindung als sehr vorteilhaft, wonach jede
Werkzeugeinheit über
ihren Werkzeug-Lagerungsrahmen im Betriebszustand fest mit dem Aufnahme-Teilrahmen
verschraubt und im gelösten
Einbau- und Ausbauzustand auf Gleitschienen dieses Aufnahme-Teilrahmens
derart abgestützt
und geführt ist,
dass sie von einer Längsseite
der Vorrichtung her schnell ein- und ausgebaut und damit ein rascher Wechsel
der Werkzeugeinheiten vorgenommen werden kann.
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Die
Erfindung sei nachfolgend anhand einiger in der Zeichnung veranschaulichter
Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In
dieser Zeichnung zeigen
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1 eine vereinfachte Seitenansicht
der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung
mit einer eingebauten ersten Werkzeugeinheit (mit Bürstenwalze);
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2 eine Stirnansicht der
Bearbeitungsvorrichtung gemäß 1;
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3 eine Aufsicht auf die
Bearbeitungsvorrichtung gemäß 1;
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4 eine Seitenansicht der
ersten Werkzeugeinheit mit einer Bürstenwalze;
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5 eine Stirnansicht der
ersten Werkzeugeinheit gemäß 4;
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6 eine Aufsicht auf die
erste Werkzeugeinheit gemäß 4;
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7, 8 und 9 Seitenansicht,
Stirnansicht und Aufsicht einer zweiten Werkzeugeinheit mit einer Anzahl
von Tellerbürsten,
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
nach dem alle Tellerbürsten
durch Riementriebe angetrieben werden;
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10 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang
der Linie X–X
in 9;
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11 eine rein schematische
Teil-Grundrissansicht auf die zweite Werkzeugeinheit, zur Erläuterung
der Tellerbürsten-Zusammenordnung;
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12 eine ähnliche Aufsicht auf die zweite Werkzeugeinheit
wie 9, jedoch zur Erläuterung eines
zweiten Ausführungsbeispieles,
bei dem die Tellerbürsten
durch Zahnräder
(Stirnräder)
miteinander antriebsverbunden sind;
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13, 14 und 15 Seitenansicht,
Stirnansicht und Aufsicht der zweiten Werkzeugeinheit gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel,
nach dem die Tellerbürsten
mit gesonderten Einzelantriebsmotoren versehen sind;
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16 eine Querschnittsansicht
entsprechend der Linie XVI–XVI
in 15.
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Der
Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 sei
zunächst
anhand der 1 bis 3 erläutert, wobei hinzugefügt sei,
dass dort im wesentlichen– in
teilweise vereinfachter Form – nur
die Vorrichtungsteile veranschaulicht sind, die zur Erläuterung
der Erfindung als notwendig angesehen werden.
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Diese
Bearbeitungsvorrichtung 1 dient zur Bearbeitung von Oberflächen 2a von
beliebigen, im wesentlichen flachen Werkstücken 2 (z.B. aus Metallblech, Holzwerkstoffen,
Kunststoffen u.dgl.), die während
ihrer Bearbeitung auf einer geeigneten Transporteinrichtung, beispielsweise
einem in 1 nur angedeuteten
Förderband 3 beispielsweise
in Richtung des Pfeils 4 (2)
unter einem oder mehreren Bearbeitungswerkzeugen einer jeweils eingebauten Werkzeugeinheit
entlang transportiert werden.
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Bei
der Darstellung in den 1 bis 3 sei angenommen, dass in
die Bearbeitungsvorrichtung 1 eine erste Werkzeugeinheit 5 eingebaut
ist, in der eine Bürstenwalze 6 als
Bearbeitungswalze bzw. walzenförmiges
Bearbeitungswerkzeug rotierend antreibbar angeordnet ist. Wie später noch
im einzelnen erläutert
wird, kann die Bürstenwalze 6 – wie im
Prinzip an sich bekannt – mit
ihrer Außenumfangsfläche in etwa
radialer Richtung gegen die Werkstück-Oberfläche 2a angestellt
bzw. davon abgehoben werden, d.h. die Bürstenwalze 6 ist mit
der gesamten ersten Werkzeugeinheit 5 in Richtung des Doppelpfeils 7, also
in vertikaler Richtung, in ausreichendem Maße und genau einstellbar.
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Die
Bearbeitungsvorrichtung 1 enthält ein Hauptvorrichtungsgestell 8,
in dem ein Hauptrahmen 9 mit Hilfe von zwei Verstellgetrieben
(z.B. Schneckengetrieben) 10 und zugehörigen Verstellspindeln 11 in
vertikaler Richtung und damit höhenverstellbar ist,
um die vertikale Einstellbarkeit bzw. das Anstellen der jeweiligen
Werkzeuge (z.B. Bürstenwalze 6)
entsprechend Doppelpfeil 7 gegenüber den Werkstück-Oberflächen 2a gewährleisten
zu können.
Die Verstellspindeln 11 können dabei etwa in Hohlwellen der
Verstellgetriebe 10 axialverstellbar gelagert sein. Diese
axiale Verstellung (und damit die Höhenverstellbarkeit des Hauptrahmens 9 mit
den daran angeordneten Vorrichtungsteilen) kann durch jede geeignete
Antriebseinrichtung geschehen; in diesem Ausführungsbeispiel sind dazu Druckluftzylinder 12 vorgesehen.
Der axiale Verstellweg kann ferner durch geeignete und vorzugsweise
einstellbare Anschläge 13 (2) begrenzt werden.
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Die
zuvor erläuterte
axiale Verstellung kann gewisserrmaßen als eine doppelte Axialverstellung und
damit als doppelte Höhenverstellung
in Richtung des Doppelpfeils in der Weise ausgeführt sein, dass die jeweils
im Hauptvorrichtungsgestell 8 eingebauten Bearbeitungswerkzeuge
(Bürstenwalze 6 oder die
noch später
zu erläuternden
Tellerbürsten 25)
auf wenigstens zwei Verstellwegen vertikal gegenüber den Werkzeugoberflächen 2a verstellt
werden können,
von denen der erste Verstellweg die allgemeine Anstell- bzw. Nachstellbarkeit
und der zweite Verstellweg eine vorbestimmbare Hubgröße bildet,
um die die Bearbeitungswerkzeuge von den Werkstückoberflächen 2a in eine inaktive
Außereingriffsstellung angehoben
werden. Letzteres kann beispielsweise dann sinnvoll und erforderlich
sein, wenn Werkstücke 2 bei
einer hin- und hergehenden Relativbewegung zwischen den Bearbeitungswerkzeugen
und den Werkstückoberflächen bearbeitet
und dabei die Bearbeitungswerkzeuge bei einem Zurückfahren
in eine Ausgangsstellung oder dergleichen keine Bearbeitung der
Werkstückoberflächen ausführen, also
inaktiv sein sollen. In dieser Inaktiv- bzw. Außereingriffsstellung genügt es im
allgemeinen, wenn die Werkzeuge nur um wenige Millimeter (z.B. 3
mm) von den Werkstückoberflächen abgehoben
bzw. entfernt sind. Dieses Anheben der Bearbeitungswerkzeuge kann automatisch
mit dem Umsteuern der Relativbewegungen (z.B. zum Zurückfahren)
erfolgen. Unabhängig
von diesem Anheben der Bearbeitungswerkzeuge um die vorbestimmbare
bzw. voreinstellbare Hubgröße können die
Bearbeitungswerkzeuge mit Hilfe der Verstellgetriebe 10 und
der zugehörigen
Verstellspindeln 11 über
den ersten Verstellweg mit ausreichend großen Verstellmaßen beliebig
allgemein angestellt bzw. nachgestellt werden, wenn dies erforderlich
wird (z.B. bei unterschiedlichen Werkstückdicken, nach Abnutzung der
Borstenbesätze
der Bearbeitungswerkzeuge usw.).
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Im
Hauptrahmen 9 ist ferner ein Schwingrahmen 14 angeordnet,
der an seinen Stirnenden durch Längsführungszapfen 15 o.dgl.
in ortsfesten Führungsbuchsen 16 in
Richtung des gestrichelten Doppelpfeils 17 für eine etwa
quer zum Werkstück 2 bzw. zu
dessen Transportrichtung gemäß F feil 4 verlaufende
Hin- und Herbewegung gelagert ist, d.h. dieser Schwingrahmen 14 kann
eine entsprechende quer verlaufende hin- und hergehende Relativbewegung zwischen
den Werkstücken 2 und
den Werkzeugen (z.B. Walze 6) ausführen. Zu diesem Zweck ist dem Schwingrahmen 14 auf
dem Hauptrahmen 9 ein geeigneter Oszillationsantrieb 18 zugeordnet,
der u.a. einen Antriebsmotor 18a, ein Winkelgetriebe 18b und einen
Kurbeltrieb 18c enthalten kann. Selbstverständlich könnten auch
andere geeignete Oszillationsantriebe vorgesehen sein, wie z.B.
ein Pneumatikzylinder oder ein Elektrozylinder.
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Für die weitere
Erläuterung
sei zunächst
auf die 4 bis 6 Bezug genommen, in denen
nur die erste Werkzeugeinheit 5 in verschiedenen Ansichten veranschaulicht
ist. Hier ist zu erkennen, dass diese erste Werkzeugeinheit 5 – wie überhaupt
jede Werkzeugeinheit der Bearbeitungsvorrichtung 1 – einen eigenen
Werkzeug-Lagerungsrahmen 19 für die Anordnung,
Halterung und Drehlagerung des zugehörigen Bearbeitungswerkzeuges,
also in diesem Falle der Bürstenwalze 6 aufweist.
In diesem Werkzeug-Lagerungsrahmen 19 ist die Bürstenwalze 6 über ihre
Wellenenden 6a, 6b in zwei stirnseitig an diesem
Lagerungsrahmen 19 nach unten hängend befestigten Lagern 20 drehbar
gelagert. Das über das
Lager 20 hinaus verlängerte
eine Wellenende 6b der Bürstenwalze 6 trägt ein drehfest
darauf angebrachtes Antriebsrad, das vorzugsweise in Form einer
Riemenscheibe bzw. Keilriemenscheibe 21 ausgebildet ist.
Nimmt man unter Beachtung der vorhergehenden Erläuterungen zu den 4 bis 6 nochmals Bezug auf die Gesamtdarstellung
der Bearbeitungsvorrichtung gemäß den 1 bis 3, dann sei zunächst darauf hingewiesen, dass
diese Bearbeitungsvorrichtung 1 als ein wichtiges Merkmal
eine Schnellwechseleinrichtung zum wahlweisen gegenseitigen Austausch
der verschiedenen Werkzeugeinheiten enthält. Hierzu gehört zum einen
grundsätzlich der
Werkzeug-Lagerungsrahmen jeder Werkzeugeinheit der Bearbeitungsvorrichtung 1,
wobei die Werkzeug-Lagerungsrahmen aller Werkzeugeinheiten in ihrer
Formgebung und in ihren Außenabmessungen
gleichartig ausgebildet sind, und zum andern gehört dazu ein Aufnahme-Teilrahmen
des Hauptvorrichtungsgestelles 8, wobei dieser Aufnahme-Teilrahmen
so ausgeführt
ist, dass in ihm genau passend jeder Werkzeug-Lagerungsrahmen der
verschiedenen Werkzeugeinheiten der Bearbeitungsvorrichtung 1 fest,
jedoch auswechselbar eingebaut werden kann.
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Dieser
Werkzeug-Lagerungsrahmen 19 selbst weist im wesentlichen
die Form eines langgestreckten regelmäßigen Rechteckes ausreichender Länge auf.
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Betrachtet
man im zuvor genannten Sinne somit nochmals die ganze Bearbeitungsvorrichtung 1,
dann erkennt man insbesondere in 2 zunächst, dass
der anhand der 4 bis 6 erläuterte Werkzeug-Lagerungsrahmen 19 in
dem bereits erwähnten
Aufnahme-Teilrahmen aufgenommen ist, der vorzugsweise (nach diesem
Ausführungsbeispiel)
durch den weiter oben erläuterten
Schwingrahmen 14 gebildet ist. Bei dem in den 1 und 2 veranschaulichten Betriebszustand der
Bearbeitungsvorrichtung 1 ist zu erkennen, dass die erste
Werkzeugeinheit 5 über
ihren Werkzeug-Lagerungsrahmen 19 fest mit dem Schwingrahmen
(= Aufnahme-Teilrahmen) 14 mit
Hilfe von Schrauben 22 fest eingebaut bzw. verschraubt
ist. Auf diese Weise ist die erste Werkzeugeinheit 5 (wie
auch jede andere dort einbaubare Werkzeugeinheit) während des
Bearbeitungsbetriebes zum einen direkt bzw. fest mit dem Schwingrahmen 14 und
zum andern – über diesen
Schwingrahmen 14 – auch
fest mit dem Hauptrahmen 9 verbunden, so dass diese Werkzeugeinheit 5 – und jede
andere damit fest verbundene Werkzeugeinheit – sowohl die Oszillationsbewegungen
(Doppelpfeil 17) des Schwingrahmens 14 als auch
die vertikalen Einstell- bzw. Anstellbewegungen (Doppelpfeil 7)
des Hauptrahmens 9 mitmacht.
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Wie
nun ferner in 2 erkennbar
ist, sind die unteren Enden des Schwingrahmens 14 in Form von
Abwinklungen 14a – gegeneinanderweisend – nach einwärts gebogen,
so dass sie die Längsträger 19a des
Werkzeug-Lagerungsrahmens 19 untergreifen, wobei diese
Abwinklungen 14a an ihren nach oben weisenden Seiten in
Form von Gleitschienen (ggf. bzw. zweckmäßig mit Gleitmaterialauflagen) ausgebildet
sind. Wenn nun die Schrauben 22 aus dem Werkzeug-Lagerungsrahmen 19 herausgeschraubt
sind und sich letzterer bzw. die zugehörige Werkzeugeinheit 5 sich
im gelösten
Zustand befindet, dann stützt
sich dieser Werkzeug- Lagerungsrahmen 19 über seine
Längsträger 19a entsprechend auf
den Abwinklungen bzw. Gleitschienen 14a ab. In diesem gelösten Einbau-
bzw. Ausbauzustand kann die Werkzeugeinheit 5 bzw. jede
Werkzeugeinheit – unter
Abstützung
und Führung
auf den Gleitschienen 14a – von einer Längsseite
(bzw. einem Stirnende) der Bearbeitungsvorrichtung 1 her
schnell ein- und ausgebaut werden bzw. kann jede Werkzeugeinheit gegen
eine andere Werkzeugeinheit ausgewechselt werden. Eine auf diese
Weise neu eingebaute Werkzeugeinheit stützt sich nach ihrem Einschieben
in den Aufnahme-Teilrahmen bzw. Schwingrahmen 14 zunächst auf
den Gleitschienen 14a ab und kann dann, wenn sie sich in
ihrer genauen Einbauposition befindet, mit Hilfe der Schrauben 22 wieder
fest von unten her an den Schwingrahmen 14 angebaut werden,
so dass sie sich dann in ihrem Betriebszustand in der Bearbeitungsvorrichtung 1 befindet.
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Im
eingebauten Zustand (1 und 2) dieser ersten Werkzeugeinheit 5 befindet
sich die Keilriemenscheibe 21 der Bürstenwalze 6 im Bereich
des einen Stirnendes der Bearbeitungsvorrichtung 1. Dementsprechend
ist in geeigneter Weise im bzw. am Hauptvorrichtungsgestell 8 für den Drehantrieb dieser
Bürstenwalze 6 eine
Antriebseinrichtung 23 ortsfest angebracht, die durch eine
Antriebsverbindung, vorzugsweise einem Riementrieb bzw. Keilriementrieb 24 mit
dem Antriebsrad bzw. der Keilriemenscheibe 21 dieser im
Schwingrahmen 14 eingebauten ersten Werkzeugeinheit 5 (oder
jeder anderen eingebauten Werkzeugeinheit) in Antriebsverbindung
steht. Die Antriebseinrichtung 23 bzw. ein entsprechender
Antriebsmotor kann generell für
eine insgesamt angepasste Antriebsdrehzahl der Bürstenwalze 6 ausgelegt
sein; es kann jedoch besonders zweckmäßig sein, wenn diese Antriebseinrichtung 23 mit
einer Drehzahlregelung ausgestattet ist, so dass die verschiedenen
Bearbeitungswerkzeuge mit den jeweils als optimal angesehenen Drehgeschwindigkeiten
(auch in Anpassung an verschiedene Werkstoffe) angetrieben werden
können.
Dabei kann es weiterhin besonders vorteilhaft sein, wenn die Antriebseinrichtung 23 so
ausgeführt
ist, dass die jeweils verwendeten Bearbeitungswerkzeuge (sei es eine
Bürstenwalze 6 oder
mehr, seien es tellerförmige Bearbeitungswerkzeuge/Tellerbürsten, wie
noch näher
erläutert
wird) im Bedarfsfalle mit umkehrbarer Drehrichtung angetrieben werden
können.
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Ein
besonderes Merkmal dieser erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 ist
generell darin zu sehen, dass eine bzw. jede (bei gegebenenfalls mehreren
gleichartigen und hintereinander geschalteten) Bearbeitungszone
dieser Vorrichtung 1 eine wenigstens eine Bearbeitungswalze
bzw. Bürstenwalze 6 enthaltende
erste Werkzeugeinheit 5 und eine wenigstens eine Gruppe
von tellerförmigen
Bearbeitungswerkzeugen enthaltende zweite Werkzeugeinheit vorgesehen
und diese Werkzeugeinheiten wahlweise, d.h. gegeneinander auswechselbar
zur Bearbeitung der Werkstückoberflächen 2a in
der Vorrichtung 1 betrieben werden können.
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Während nun
anhand der 1 bis 6 bisher die Bearbeitungsvorrichtung
1 im Zusammenhang mit einer darin auswechselbar eingebauten bzw.
einbaubaren, eine Bürstenwalze 6 enthaltenden
ersten Werkzeugeinheit 5 erläutert worden ist, sei nachfolgend
anhand der weiteren Figuren beschrieben, dass und wie eine zweite
Werkzeugeinheit mit tellerförmigen
Bearbeitungswerkzeugen in Form von Tellerbürsten auswechselbar in die
Bearbeitungsvorrichtung 1 eingebaut werden kann.
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Bevor
auf die verschiedenen Ausführungsbeispiele
dieser zweiten Werkzeugeinheit eingegangen wird, sei zunächst vorausgeschickt,
dass in dieser zweiten Werkzeugeinheit – egal bei welchem der verschiedenen
Ausführungsbeispiele – eine ausreichende
Anzahl von tellerförmigen
Bearbeitungswerkzeugen in Form von Tellerbürsten 25 vorgesehen
ist, die alle gleichartig ausgeführt
sind, im wesentlichen vertikal angeordnete Bürstenwellen 26 aufweisen und
dementsprechend um vertikale Drehachsen drehbar angeordnet sind,
wobei sie – wie
in den verschiedenen Figuren zu erkennen – zumindest an ihren gegen
die zu bearbeitenden Werkstückoberflächen, also
nach unten gerichteten äußeren Stirnseiten
einen geeigneten Borstenbesatz 25a aufweisen. Demgegenüber ist
am Außenumfangsmantel
der Bürstenwalze 6 – wie in
den 1, 2 und 4 angedeutet – ein etwa
radialer Borstenbesatz 6c angebracht.
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Insbesondere
anhand der 7 bis 10 sei nun ein erstes Ausführungsbeispiel
der zweiten Werkzeugeinheit 30 erläutert, in der eine Anzahl von Tellerbürsten 25 vorgesehen
ist. Diese zweite Werkzeugeinheit 30 weist zunächst – wie bereits
weiter oben im Zusammenhang mit der ersten Werkzeugeinheit 1 teilweise
erläutert – einen
eigenen Werkzeug-Lagerungsrahmen 19' für die Anordnung und Halterung
der zugehörigen
Bearbeitungswerkzeuge, also der Tellerbürsten 25 auf. Dieser
Werkzeug-Lagerungsrahmen 19' bildet
wiederum nicht nur einen Teil der zugehörigen Werkzeugeinheit, also
der zweiten Werkzeugeinheit 30, sondern auch einen Teil
der bereits weiter oben beschriebenen Schnellwechseleinrichtung
der Bearbeitungsvorrichtung 1, um einen wahlweisen gegenseitigen
Austausch der verschiedenen Werkzeugeinheiten zu ermöglichen.
Wie ein Vergleich der zeichnerischen Darstellungen in den 4 bis 5 der ersten Werkzeugeinheit 5,
einerseits, und der 7 bis 9 für diese zweite Werkzeugeinheit,
andererseits, gut erkennen läßt, weist
auch dieser Werkzeug-Lagerungsrahmen 19' der zweiten Werkzeugeinheit 30 die
Form eines langgestreckten regelmäßigen Rechteckes auf, wobei
nicht nur seine Formgebung, sondern auch seine Außenabmessungen
gleichartig bzw. gleich groß sind
wie jene des Werkzeug-Lagerungsrahmens 19 der ersten Werkzeugeinheit 5.
Dabei weist dieser Werkzeug-Lagerungsrahmen 19' – wie besonders
die 8 und 10 verdeutlichen – ausgeprägte und
von außen
her frei untergreifbare Längsträger 19'a auf, so dass
dieser Werkzeug-Lagerungsrahmen 19' wiederum genau passend in denselben
Aufnahme-Teilrahmen, also den Schwingrahmen 14 des Hauptvorrichtungsgestelles 8 fest
jedoch auswechselbar eingebaut werden kann, und zwar in genau derselben
Weise wie es weiter oben im Zusammenhang mit dem Werkzeug-Lagerungsrahmen 19 der
ersten Werkzeugeinheit 5 (insbesondere anhand 2) im einzelnen erläutert worden
ist, worauf zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen sei.
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Bei
dem in den 7 bis 10 veranschaulichten ersten
Ausführungsbeispiel
der zweiten Werkzeugeinheit 30 ist vorgesehen, dass die
Tellerbürsten 25 über ihre
als Bürstenwellen 26 ausgebildeten Drehwellen
einzeln im Werkzeug-Lagerungsrahmen 19' beispielsweise mit Hilfe von Wälzlagern 27 in
der in 10 veranschaulichten
Weise drehbar gelagert sind. Je zwei einander benachbarte Bürstenwellen 26 sind
dabei an ihren den Tellerbürsten 25 entgegengesetzten
Wellenenden 26a durch eine Triebverbindung miteinander
antriebsverbunden, die bei diesem ersten Ausführungsbeispiel der zweiten
Werkzeugeinheit 30 durch einen Riementrieb, vorzugsweise
einem Zahnriementrieb 31 gebildet wird. Dazu sind – wie insbesondere
die 7 und 10 zeigen – auf den
oberen Wellenenden 26a der Bürstenwellen 26 im
allgemeinen je zwei entsprechende Zahnriemenscheiben 31a axial
unmittelbar übereinander oder
eine entsprechende Doppelscheibe drehfest angebracht.
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Damit
die Tellerbürsten 25 dieser
zweiten Werkzeugeinheit 30 mit derselben Antriebseinrichtung 23 wie
die Bürstenwalze 6 der
ersten Werkzeugeinheit 5 angetrieben sind, wenn diese zweite
Werkzeugeinheit 30 betriebsmäßig im Schwingrahmen 14 eingebaut
ist, ist am zugehörigen
Werkzeug-Lagerungsrahmen 19' am
selben Stirnende wie beim Werkzeug-Lagerungsrahmen 19 der
ersten Werkzeugeinheit 5 wiederum ein gleiches Antriebsrad bzw.
eine gleichartige Keilriemenscheibe 21 drehbar gelagert,
die zum einen über
den Riementrieb (Keilriementrieb) 24 mit der Antriebseinrichtung 23 (vgl. 2) und andererseits über ein
Winkelgetriebe 32 mit den Zahnriementrieben 31 für die Tellerbürsten 25 antriebsverbunden
ist. Dieses Winkelgetriebe 32 ist somit – wie insbesondere 7 zeigt – zwischen der zugehörigen Keilriemenscheibe 21 und
der entsprechenden ersten Werkzeug-Triebverbindung, also dem benachbarten
Zahnriementrieb 31 angeordnet, wobei an dieser Verbindung
ein weiterer Zahnriementrieb 32a vorgesehen ist (7 und 9).
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Anhand
der rein schematischen Teil-Grundrißansicht der zweiten Werkzeugeinheit 30 sei
noch kurz auf die Zusammenordnung der Tellerbürsten 25 eingegangen.
In dieser 11 ist dargestellt,
dass die in wenigstens einer Gruppe und wenigstens zwei Querreihen
zusammengeordneten Tellerbürsten 25 – im Grundriss
betrachtet – etwa
auf Lücke
zueinander versetzt angeordnet sind und dass sie sich dabei zumindest
in Bezug auf die Werkstück-Transportrichtung
(Pfeil 4), vorzugsweise aber auch, wie dargestellt, in Querrichtung
dazu einander überlappen.
Durch diese gleichmäßig überlappende Zusammenordnung
der Tellerbürsten 25 kann
das jeweils unter ihnen hindurchtransportierte Werkstück 2 an
seiner Oberfläche 2a von
den Tellerbürsten 25 bzw.
ihrem Bürstenbesatz 25a optimal
bearbeitet werden. Diese Bürstenteller-Zusammenordnung
gilt grundsätzlich
auch für
die nachfolgend noch beschriebenen weiteren Ausführungsbeispiele der zweiten
Werkzeugeinheit.
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Vom
zweiten Ausführungsbeispiel
der zweiten Werkzeugeinheit 30 ist lediglich eine der 9 ähnliche Aufsicht in 12 veranschaulicht. Der
wesentliche Unterschied zwischen dem anhand der 7 bis 10 erläuterten
ersten Ausführungsbeispiel und
diesem zweiten Ausführungsbeispiel
der zweiten Werkzeugeinheit 30 besteht darin, dass bei
diesem zweiten Ausführungsbeispiel
die Triebverbindungen zwischen je zwei einander benachbarten Bürstenwellen 26 jeweils
durch ein Zahnradgetriebe 33 gebildet wird, das auf jeweils
zwei einander benachbarten Bürstenwellen 26 befestigte
Stirnräder 33a und
wenigstens ein dazwischen angeordnetes Umkehr-Stirnrad 33b enthält. Ansonsten
werden auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel der zweiten Werkzeugeinheit 30 alle
Zahnradgetriebe 33 gemeinsam wiederum von der Keilriemenscheibe 21 und dem
Winkelgetriebe 32 angetrieben, die gleichartig wie gemäß den 7 und 9 an einem Stirnende des zugehörigen Werkzeug-Lagerungsrahmens 19' angeordnet
sind, wobei zwischen Winkelgetriebe 32 und dem benachbarten
Zahnradgetriebe 33 ein gleichartiges, angepasstes Zahnradgetriebe 33' vorgesehen
sein kann. Der Werkzeug-Lagerungsrahmen 19' ist hier genau
gleichartig ausgeführt,
wie er anhand der 7 bis 9 erläutert ist.
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Während anhand
der 7 bis 10 und 12 zuvor zwei typische Ausführungsbeispiele
erläutert worden
sind, wie bei der zweiten Werkzeugeinheit 30 alle Tellerbürsten 25 über ihre
Bürstenwellen 26 gemeinsam
angetrieben werden können,
ist in den 13 bis 16 ein drittes Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, bei dem jeder Tellerbürste 25 ein gesonderter
Antriebsmotor 34 zugeordnet ist, wobei es vorgezogen wird,
jeden Antriebsmotor 34 mit einer gesonderten Drehzahlregelung
auszustatten. Die einzelnen Tellerbürsten 25 können dabei
an den nach unten ragenden Enden der Motorantriebswellen 34a drehfest
angebracht sein, so dass die Tellerbürsten 25 dann wiederum
um vertikale Drehachsen rotierend angetrieben werden können. Auch
bei diesem dritten Ausführungsbeispiel
sind die Tellerbürsten 25 mit
ihrem Einzelantriebsmotoren 34 in einem eigenen Werkzeug-Tragrahmen 19' aufgenommen
und gehaltert, der in Formgebung und Außenabmessungen denen des weiter
oben anhand etwa der 7 – 10 beschriebenen Werkzeug
Tragrahmen 19' entsprechen.
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Durch
diese Verwendung von Einzelantriebsmotoren 34 für die Tellerbürsten 25 ergeben sich
vielfältige
Variationsmöglichkeiten,
bei der Bearbeitung von verschiedenen Werkstücken. So können die Tellerbürsten 25 alle
mit gleichartigen oder einzeln bzw. gruppenweise mit unterschiedlichen
Drehzahlen rotierend angetrieben werden. Darüber hinaus kann es dabei vorteilhaft
sein, wenn diese Tellerbürsten 25 dann
mit stufenlos einstellbaren Drehzahlen rotierend angetrieben werden,
wobei es außerdem
auch noch von Vorteil sein kann, wenn diese Tellerbürsten 25 wahlweise
in der einen oder anderen Drehrichtung angetrieben werden können, und
zwar alle Tellerbürsten 25 jeweils
in der einen oder anderen Drehrichtung oder einzelne oder gruppenweise einander
entgegengerichtet. Des weiteren besteht auch die Möglichkeit,
beispielsweise in Anpassung an die jeweilige Werkstückbreite
oder an mehrere nebeneinander angeordnete Werkstücke, alle Bearbeitungswerkzeuge
einzeln oder gruppenweise anzusteuern und anzutreiben.
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Besonders
bei der Verwendung von Einzelantriebsmotoren 34 für die Tellerbürsten 25,
ggf. aber auch bei Verwendung einer gemeinsamen Antriebseinrichtung
für alle
Tellerbürsten 25,
besteht auch die Möglichkeit,
die Tellerbürsten 25 einzeln,
gruppenweise oder gemeinsam gegen die Werkstück-Oberfläche 2a anzustellen.
Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn der Borstenbesatz 25a der
Tellerbürsten
um ein gewisses Maß abgenutzt
ist, d.h. es besteht die Möglichkeit,
die Tellerbürsten 25 entsprechend
ihrer jeweiligen Abnutzung um ein angepasstes Maß nachzustellen.
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Zusammenfassend
kann somit nochmals gesagt werden, dass durch diese erfindungsgemäße Ausführung die
Oberflächen 2a von
Werkstücken 2 in ein
und derselben Bearbeitungsvorrichtung 1 wahlweise mittels
einer wenigstens eine Bearbeitungswalze, vorzugsweise eine Bürstenwalze 6 enthaltenden
ersten Werkzeugeinheit 5 oder – im Austausch dazu – mittels
einer eine Gruppe von tellerförmigen Bearbeitungswerkzeugen,
vorzugsweise Tellerbürsten 25 enthaltenden
zweiten Werkzeugeinheit 30 bearbeitet werden. Dabei wird
dann in jeweils entsprechender Weise die Bürstenwalze 6 etwa
in ihrer radialen Richtung gegen die Werkstück-Oberflächen 2a angestellt,
während
die Tellerbürsten 25 etwa
in ihrer axialen Richtung gegen die Werkstück-Oberflächen 2a angestellt
werden, und zwar jeweils entsprechend dem Doppelpfeil 7 in
den 1 und 2. Die Werkstücke 2 werden
dann während
der Bearbeitung ihrer Oberflächen 2a mit
Hilfe der Transporteinrichtung 3 in Längsrichtung unter den Bearbeitungswerkzeugen,
also der Bürstenwalze 6 oder
unter den Tellerbürsten 25 entlang
transportiert. Dabei sind dann die Werkstücke 2 hinreichend
fest bzw. ortsfest auf der Transporteinrichtung 3 abgelegt,
wobei sie mit Hilfe dieser Transporteinrichtung 3 je nach
Bedarf kontinuierlich, absatzweise oder reversierbar relativ zu
den Bearbeitungswerkzeugen transportiert werden.