-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Oberfläche eines gegenüber der Vorrichtung fixierten Werkstückes, mit einem antreibbaren scheibenförmigen Rotor, der mit mindestens einem den Umfang des Rotors radial überragenden Werkzeug, das am Rotor über ein Lagermittel schwenkbeweglich befestigt ist, an die zu bearbeitende Oberfläche heranführbar ist.
-
Eine derartige Vorrichtung, bei welcher am Umfang des Rotors mindestens ein den Umfang radial überragendes, langgestrecktes Werkzeug schwenkbeweglich befestigt ist, welches an dem am Werkstück auftreffenden Ende eine Schneide aufweist, ist bekannt aus
DE-C-42 06 823. Der Schwenkweg der Werkzeuge ist entweder überhaupt nicht oder nur durch die Antriebswelle des Rotors begrenzt, sodass die Werkzeuge beim Auftreffen auf ein Hindernis vollständig ausweichen können. Zum Schneiden von Büschen oder Gras besteht der Rotor aus einer Scheibe, zum Bearbeiten bzw. Aufschneiden einer Tapetenoberfläche aus einer Anzahl parallel in Form einer Walze angeordneter konzentrischer Scheiben. Zum Abschlagen eines Grats von einem Gussstück ist die bekannte Vorrichtung nicht gedacht und nicht geeignet.
-
Eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Oberfläche mit zwei an ihrem Umfang schwenkbaren Werkzeuge tragenden walzenförmigen Rotoren, die an gegenüberliegenden Enden einer Wippe gelagert sind, ist bekannt aus
DE-C-37 00 207. Hierbei erfolgt das Heranführen der Werkzeuge an die zu bearbeitende Oberfläche durch horizontales Bewegen des Werkstückes und Kippen der Wippe, sodass zunächst die Werkzeuge des einen Rotors und dann auch die Werkzeuge des zweiten, gegenläufig angetriebenen Rotors in Eingriff mit der zu bearbeitenden Oberfläche gelangen. Der Schwenkweg der Werkzeuge ist nur durch die Antriebswelle des Rotors begrenzt, sodass die Werkzeuge beim Auftreffen auf ein Hindernis vollständig ausweichen können. Die bekannte Vorrichtung ist vorwiegend für das Entfernen dicker Grate geeignet, die durch Brennschneiden an schweren Stranggussbrammen entstanden sind. Hierbei können die in einem rechten Winkel auf schwer zu entfernende Grate auftreffenden Werkzeuge im Zuge ihrer Schwenk- bzw. Pendelbewegung dem Grat vollständig ausweichen, sodass dieser an manchen Stellen nur verbogen und nicht vollständig entfernt wird. Der Grat muss daher nochmals von der anderen Seite her bearbeitet werden, was mithilfe des zweiten, gegenläufig angetriebenen Rotors oder nochmaliges Durchlaufen des Werkstückes erfolgt. Zum Entgraten kleinerer Werkstücke mit einem dünnen Gussgrat, insbesondere von Gussstücken mit einer runden Oberfläche, ist die bekannte Vorrichtung nicht geeignet.
-
Eine Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken, mit einem antreibbaren scheibenförmigen Rotor, der den Umfang des Rotors radial überragende und dort feststehend befestigte Werkzeuge aufweist, ist bekannt aus
DE-A-39 14 563. Treffen feststehende Werkzeuge auf einen Grat, besteht die Gefahr, dass der Grat entweder nicht vollständig abgeschlagen oder das Werkstück beim Abschlagen des Grates beschädigt wird.
-
Vorrichtungen der eingangs genannten Art ist beispielsweise auch aus der
DE 650 539 C und
DE 10 2009 014 766 A1 bekannt geworden. Bei den bekannten Vorrichtungen ergibt sich jedoch das Problem, dass es aufgrund der während des Entgratens auf den Rotor wirkenden Reaktionskräfte zu Beschädigungen der Vorrichtung kommen kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Oberfläche eines Werkstückes ohne die erwähnten Nachteile bereitzustellen, die auch zum Entgraten kleinerer Werkstücke mit einem dünnen Grat, insbesondere von Werkstücken mit einer runden oder sphärisch runden Oberfläche geeignet ist.
-
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine zentrale Lagerstelle des Rotors zumindest abschnittsweise von zumindest einer Schicht aus einem elastomeren Material umgeben und mit der zumindest einen Schicht aus elastomeren Material gegenüber einem Grundkörper des Rotors abgestützt ist. Als Elastomere können beispielsweise Silikonkautschuk, Naturkautschuk oder andere formfeste, aber elastisch verformbare Stoffe verwendet werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung kann sehr effizient verhindert werden, dass es durch auf den Rotor einwirkende Reaktionskräfte zu Beschädigungen des Rotors bzw. der Lagerstelle kommt.
-
Eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung, welche die Lagerstelle unabhängig von der Richtung der Krafteinwirkung schützt, sieht vor, dass die Schicht aus elastomeren Material konzentrisch zu einer Rotationsachse des Rotors angeordnet ist.
-
Als besonders günstig hinsichtlich der Dämpfungs- und Federungseigenschaften Eigenschaften der Schicht hat sich eine Variante der Erfindung herausgestellt, gemäß welcher das elastomeren Material Gummi ist.
-
Gemäß einer bewährten Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die zentrale Lagerstelle als eine Lagerbuchse ausgebildet ist, wobei die Schicht aus elastomeren Material zwischen der Lagerbuchse und dem Grundkörper des Rotors angeordnet ist. Die Lagerbuchse dient hierbei zur zentralen Lagerung des Rotors an einer Welle, welche konzentrisch zur Rotationsachse des Rotors angeordnet ist. Bei dieser Welle kann es sich beispielsweise um eine Antriebswelle für den Rotor handeln.
-
Weiters ist es von besonderem Vorteil, wenn die Schicht einen spaltförmigen Bereich zwischen der Lagerbuchse und dem Grundkörper des Rotors ausfüllt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Lagerbuchse eine zumindest abschnittsweise von einer Kreisform abweichende und kongruent mit einer äußeren Oberfläche einer Antriebsachse für den Rotor ausgebildete innere Oberfläche aufweist. Auf diese Weise lässt sich eine gute Kraftübertragung von der Antriebswelle auf die Lagerbuchse gewährleisten. Die Lagerbuchse kann beispielsweise eine Nut oder mehrere Nuten aufweisen, die mit kongruent zu den Nuten ausgebildeten Vorsprüngen der Antriebsachse in Eingriff gebracht werden können.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elastomere Schicht mit der Lagerbuchse und/oder dem Grundkörper des Rotors durch Vulkanisieren verbunden ist.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
-
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:
-
1 eine perspektivische Gesamtansicht einer an einem Roboterarm befestigten Vorrichtung zum Abschlagen eines Grates an einem in einer Spanneinrichtung gehaltenen Werkstück, wobei die am Roboterarm befestigte Vorrichtung sich nicht in der am Werkstück angreifenden Arbeitsstellung befindet;
-
2 eine Ansicht des eigentlichen Arbeitsteiles der Vorrichtung nach 1 in größerem Maßstab;
-
3 den Arbeitsteil geschnitten gemäß den Linien III-III in 2;
-
4 ein Blockschaltbild, welches die für den Verfahrensablauf der Vorrichtung beim Abschlagen eines Grates von dem Werkstück notwendigen Mittel schematisch zeigt;
-
5 eine weitere Ausbildung der Vorrichtung in vereinfachter Darstellung;
-
6 einen Teilbereich eines Rotors mit an diesem schwenkbar gelagerten Werkzeugen;
-
7 den Teilbereich des Rotors geschnitten gemäß den Linien VII-VII in 6;
-
8 eine andere Ausbildung des Rotors mit einem sphärischen Lagermittel für das Werkzeug.
-
9 eine perspektivische Ansicht eines Rotors im näheren Detail. Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
-
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
-
In 1 ist ein Werkstück mit 1 bezeichnet, welches in einer Spanneinrichtung 2 mittels deren Stellmittel 3 in Form eines von einem Druckmedium beaufschlagbaren Kolbens festgespannt ist. Am Ende eines Roboterarmes 4, der um eine senkrechte Achse 5 drehbar ist und drei waagrechte Schwenkachsen 6–8 aufweist und somit in zwei zueinander senkrechte Achsrichtungen, nämlich auf und ab sowie zum Werkstück 1 hin und zurück, bewegbar ist, befindet sich ein scheibenförmiger Rotor 9 als eigentliches Arbeitsteil der Vorrichtung. Ein Rotationsantrieb des Rotors 9 in Form eines drehzahlregelbaren Elektromotors ist mit 10, die Rotationsachse des Rotors 9 mit 11 bezeichnet. Der Rotor 9 trägt seinen Umfang radial überragende Werkzeuge 12, die um den Umfang gleichmäßig verteilt sind. Die Werkzeuge 12 sind am Rotor 9 über nahe dessen Rotationsachse 11 angeordnete Lagermittel 13 schwenkbeweglich befestigt. Gesonderte Begrenzungsmittel für den Schwenkweg der Werkzeuge 12 sind in 1 bei 14 angedeutet und gewährleisten eine enge Begrenzung des Schwenkweges und das radiale Vorragen der Werkzeuge 12 über den Umfang des Rotors 9.
-
Das Werkstück 1 ist in der Spanneinrichtung 2 so positioniert, dass die Ebene des scheibenförmigen Rotors 9 etwa im rechten Winkel zum Verlauf des am Werkstück 1 bei 15 angedeuteten Grates verläuft.
-
Wie noch weiters der 1 zu entnehmen, kann im Arbeitsbereich und wie noch später im Detail beschrieben, eine Erfassungseinrichtung, insbesondere eine optoelektronische Bildverarbeitungseinrichtung, die mit einer Steuereinrichtung der Vorrichtung zum Bearbeiten des Werkstückes 1 verbunden ist, vorgesehen sein. Weiters besteht auch die Möglichkeit die Erfassungseinrichtung direkt am Roboterarm 4 vorzusehen.
-
Ebenso ist es möglich, die Beschickung der Spanneinrichtung 2 mit dem Werkstück 1 für die Bearbeitung sowie die Entnahme des Werkstückes 1 mittels einer ebenfalls mit der Steuereinrichtung der Vorrichtung leitungsverbundenen Handhabungsvorrichtung automatisiert vorzunehmen.
-
Auch ist es möglich, die Spanneinrichtung 2 auf einem nicht weiter dargestellten zwei-achsigen NC-Tisch anzuordnen, wodurch eine weitere Positioniermöglichkeit des Werkstückes 1 bezüglich der Bearbeitungskontur in Bezug auf einen Verstellbereich des Roboterarmes 4 erreicht wird.
-
Der Rotor 9 als eigentliches Arbeitsteil der Vorrichtung ist aus den 2 und 3 näher ersichtlich. Er weist zwei nahe aneinander gleichachsig und parallel angeordnete kongruente Scheiben 9’ auf, zwischen denen die Werkzeuge 12 um zur Rotationsachse 11 des Rotors 9 parallele Schwenkachsen 16 schwenkbar angeordnet sind. Die in den Schwenkachsen 16 angeordneten Lagermittel 13 weisen in Bohrungen des Werkzeuges 12 nahe der Rotorachse 11 angeordnete Lagerbüchsen auf, in denen in Bohrungen der Scheiben 9’ befestigte Lagerbolzen gelagert sind. Die Begrenzungsmittel 14 für den Schwenkweg der Werkzeuge 12 sind als Anschläge in Form von Bolzen ausgebildet, welche durch Bohrungen in den Scheiben 9’ des Rotors 9 hindurchgehen und an diesen befestigt sind. Der Abstand der Werkzeuge 12 ist größer als deren maximale Auslenkung, sodass die Werkzeuge 12 beim Schwenken nicht aneinander stoßen können.
-
Die Werkzeuge 12 sind langgestreckt und mit einer an einem Ende angeordneten Schlagfläche oder -kante 12’ ausgebildet, welche gegenüber der Seitenfläche oder -kante des Werkzeuges 12 abgewinkelt ist.
-
Es wird weiters auch noch darauf verwiesen, dass die Lagermittel 13 anstelle wie in den 1 und 2 als Lagerbolzen und Lagerhülsen, die eine Schwenkbewegung des Werkzeuges nur um die parallel zur Rotationsachse 11 verlaufende Schwenkachse 16 ermöglichen, auch durch ein sphärische Lageranordnungen der Werkzeuge 12 und bei vergrößertem Abstand zwischen den Scheiben 9‘ des Rotors ausgebildet sein können, wodurch auch eine durch die Scheiben 9 begrenzte seitliche Auslenkung der Werkzeuge 12 erreicht wird.
-
Das in 4 gezeigte Blockschaltbild veranschaulicht den Verfahrensablauf beim Abschlagen eines Grates. Zunächst erfasst eine optoelektronische Erfassungseinrichtung 20 in Form von ein oder zwei Digitalkameras, die am Roboterarm 4 (in den 1 und 2 nicht dargestellt) befestigt sind, die Lage und Gestalt des Werkstückes 1. Die von der Erfassungseinrichtung 20 ermittelten Daten werden einer Vergleichseinheit 21 zugeleitet, der außerdem die von einem Datenspeicher 22 gelieferten Daten, welche die Soll-Gestalt des Werkstückes 1 abbilden, zugeführt werden. Die Vergleichseinheit 21 stellt die Abweichungen der Ist-Gestalt von der Soll-Gestalt des Werkstückes 1 fest und liefert die diese Abweichungen abbildenden Daten an eine Steuereinrichtung 23 für den Roboterarm 4, welche das Heranführen des am Ende des Roboterarmes 4 befestigten Rotors 9 mit den Werkzeugen 12 an das Werkstück 1 steuert. Nach dem vollständigen Abschlagen des Grates 16 wird die Ist-Gestalt des Werkstückes 1 mittels der Erfassungseinrichtung 20 aufgenommen und mit der in dem Datenspeicher 22 aufgenommenen Soll-Gestalt in der Vergleichseinheit 21 verglichen, welche am Ende das Protokollieren des Vergleichsergebnisses auslöst. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Toleranzgrenze löst die Vergleichseinheit 21 eine Störungsmeldung aus.
-
Zusätzlich wird mittels einer ebenso am Rotor 9 angeordneten weiteren Bilderfassungseinrichtung 24 (in den 1 und 2 nicht dargestellt) die Kontur der Schlagfläche bzw. Schlagkante 12’ der Werkzeuge 12 kontinuierlich erfasst und diese Ist-Kontur mit einer in dem Datenspeicher 22 hinterlegten Soll-Kontur in der Vergleichseinheit 21 verglichen, welche die Abweichungen der beiden Konturen ermittelt und entsprechende Steuerungsparameter an die Steuereinrichtung 23 für den Roboterarm 4 übermittelt. Die Bahnführung des Roboterarmes 4 wird dann mittels der Steuereinrichtung 23 unter Berücksichtigung der Abweichungen nachjustiert.
-
Nicht dargestellt sind am Rotor 9 oder Rotorantrieb 10 angeordnete Sensoren zur Erfassung des Spektrums der Schwingungen, welche durch den Angriff der Werkzeuge 12 am Grat 16 entstehen und die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigen können. Die von den Sensoren gelieferten Daten werden der Steuereinrichtung 23 des Rotorarms 4 zugeführt, welche die Drehzahl des Rotordrehantriebs 10 zur Unterdrückung der Schwingungen regelt.
-
In der 5 ist eine weitere Ausbildung der Vorrichtung zum Entfernen eines eine Oberfläche 28 des Werkstückes 1 zumindest bereichsweise überragenden Grates 15 gezeigt.
-
Das Werkstück 1 ist nach diesem Ausführungsbeispiel in einem U-förmigen Aufnahmebock 29 der Spanneinrichtung 2 zwischen aufragenden Schenkeln 30 eingesetzt und in Richtung einer Z-Achse – gemäß Doppelpfeil 32 – auf zumindest einem Stellmittel 33 justier- und/oder verstellbar aufgelagert. Einer der Schenkeln 30 weist für eine exakte Anlage des Werkstückes 1 voneinander beabstandete Anlageflächen 34 auf. Im gegen über liegenden Schenkel 30 ist beispielsweise zumindest ein mit einem Druckmedium beaufschlagbarer Druckzylinder 36 zum Spannen des Werkstückes 1 gegen die Anlageflächen 34, des gegen über liegenden Schenkel 30 angeordnet.
-
Selbstverständlich ist es in Abhängigkeit der Geometrie des Werkstückes 1 möglich, auch mehrere der Druckzylinder 36 vorzusehen, wie es auch weiters möglich ist, derartige Druckzylinder 36, aber auch andere Spannmittel in jedem der Schenkel 30 vorzusehen.
-
Wie nun weiters der 5 zu entnehmen, ist der Aufnahmebock 29 für das Werkstück 1 auf einem NC-Tischgestell 38 angeordnet und in einer linearen Führungsbahn 40 eines Schlittens 41 in Richtung einer X-Achse – gemäß Doppelpfeil 42 – über Stelltriebe 43 verstellbar gelagert. Der Schlitten 41 ist weiter nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einer linearen Führungsbahn 44 eines Basisteils 45 in einer zur X-Achsrichtung – gemäß Doppelpfeil 42 – senkrecht verlaufenden Y-Achsrichtung – gemäß Achse 46 – mit einem weiteren Stelltrieb 43 verstellbar gelagert.
-
Unter Anwendung der Stelltriebe 43 für den Aufnahmebock 29 und den Schlitten 41 kann eine Feinjustierung des das Werkstück 1 aufnehmenden Aufnahmebockes 39 in zwei senkrecht zueinander stehenden Achsrichtungen und bei Einsatz einer NC-Achssteuerung 47 und in Verbindung mit einer, wie bereits vorhergehend beschriebenen, optoelektronischen Erfassungseinrichtung 20 sehr exakt und automatisiert erfolgen. Möglich ist dabei die Anordnung einer Digitalkamera 48, zum Beispiel am Roboterarm 4, die mit einer Bildauswerteschaltung 49, zum Beispiel integriert in der Steuereinrichtung 23, kommunikationsverbunden ist.
-
Diese Kombination ermöglicht einerseits nach in dem Datenspeicher 22 der Steuereinrichtung 23 hinterlegten Werkstückdaten eine Identifikation des Werkstückes 1 vorzunehmen und andererseits eine Abstimmung aufgrund der Position des Werkstückes 1, mit einer Roboter-Bahnsteuerung 49 für die Bearbeitung des Werkstückes 1 aber auch eine Justierung des Werkstückes 1 in Bezug auf eine programmgemäß vorgegebene, auf das Werkstück 1 bezogene, vom Roboterarm 4 zu vollziehende Bahn für die richtige Bearbeitung des Werkstückes 1 zu regeln.
-
Selbstverständlich ist dazu eine Vernetzung der Steuereinrichtung 23 mit der Roboter-Bahnsteuerung 50 und der NC-Achssteuerung 47 für die Stelltriebe 43 der X-Achse und Y-Achse sowie eine internen Vernetzung der Steuereinrichtung 23 des Datenspeichers 22, Vergleichereinheit 21, Bildauswerteschaltung 49, für eine Bewertung und Auswertung von Ist-Daten und deren Abgleichung mit Soll-Daten, zur Durchführung des Bearbeitungsvorganges zur Entfernung des Grates 15 am Werkstück 1, Voraussetzung.
-
Die Ansteuerung des Elektromotors 10 für den Antrieb des Rotors 9 erfolgt über eine mit der Steuereinrichtung 23 verbundene Rotor-Antriebsregeleinheit 51 über die insbesondere eine Regelung der Drehzahl des Rotors 9 erfolgt. Ein Drehzahlbereich innerhalb der eine Regelung erfolgt, ist in der Rotor-Antriebsregeleinheit 51 nach Werkstückparameter, zum Beispiel materialbezogene Parameter des Werkstückes 1 und/oder über die optische Erfassung ermittelte Gratbeschaffenheit programmgemäß hinterlegt. Der Drehzahlregelung durch die Rotor-Antriebsregeleinheit 51 übergeordnet ist nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Schwingungserfassungsmittel, beispielsweise ein am Roboterarm 4 angeordneter Schwingungs-Messsensor 52 mit einer Schwingungsauswertung 53 in der Rotor-Antriebsregeleinheit 51 und erfolgt aufgrund eines hinterlegten Steueralgorithmus eine entsprechende Änderung der Drehzahl zur Verhinderung einer Resonanz und zur Minimierung der Schwingungen, wodurch eine hohe Qualität in der Bearbeitung des Werkstückes 1 erreicht wird.
-
Weiter wird noch darauf verwiesen, dass nach erfolgter Bearbeitung des Werkstückes 1 mittels der Erfassungseinrichtung 20 und der Bildauswerteschaltung 49 eine Qualitätskontrolle über den erreichten Bearbeitungszustand erfolgt indem mittels der Roboter-Bahnsteuerung 50 der gesamte Verlauf des Bearbeitungsbereiches des Werkstückes 1 aufgenommen, erfasst und mit einem vorgegebenen Soll-Zustand verglichen und protokolliert wird. Bei einer eine vorgegebene Toleranz überschreitenden Abweichung erfolgt eine Fehlermeldung, die gegebenenfalls zu einer Nachbearbeitung oder einer Ausscheidung des Werkstückes 1, vor einer weitergehenden Verwendung, führt und dies aufgrund einer Fehleranalyse zu Maßnahmen zur Verhinderung weiterer Mängel.
-
In den 6 und 7 ist eine Teilansicht bzw. ein Schnitt des Rotors 9 und einer möglichen Ausbildung einer Schwenklageranordnung 55 für das Werkzeug 12 gezeigt. Auf einer die Rotationsachse 11 ausbildenden Antriebswelle 56 sind drehfest die kongruenten Scheiben 9‘ befestigt, zwischen denen in einer ringförmigen Aufnahme 57 die Werkzeuge 12 mit einer Spielpassung an die Scheiben 9‘ durchsetzenden Lagerbolzen 58 welche die parallel zur Rotationsachse 11 verlaufende Schwenkachse 16 ausbilden, schwenkbar – gemäß Doppelpfeil 59 – gelagert. Bevorzugt weisen die Werkzeuge 12 Lagerbüchsen 60 auf, zum Beispiel aus Sintermetall, und bestehen die Lagerbolzen 58 aus gehärtetem, zumindest oberflächengehärtetem, Werkzeugstahl. Anstelle der Lagerbüchsen 60 können selbstverständlich auch Kugel- oder Rollenlager zur Anwendung gelangen.
-
Weiter ist der 7 eine Ausbildung der Lagerbolzen 58 mit einem zwischen den Scheiben 9‘ gegenüber den Lagerstellen in den Rotorscheiben 9‘ vergrößertem Durchmesser zu entnehmen. Dadurch wird eine Distanz zwischen den Rotorscheiben 9‘ gewährleistet die gering größer ist als eine Dicke der Werkzeuge 12. Weiter wird dadurch ein vergrößerter Lagerdurchmesser erreicht ohne die Lagerbolzen 58 insgesamt im Durchmesser zu vergrößern, wobei der vergrößerte Lagerdurchmesser eine erhöhte Standzeit der Schwenklageranordnung 55 bewirkt.
-
Beim Betrieb des Rotors 9 sind die über den Umfang des Rotors 9 verteilt angeordneten Werkzeuge 12 in Folge der Fliehkraft bei entsprechender Drehzahl des Rotors 9 exakt radial ausgerichtet und überragen einen Außenumfang 61 der Scheiben 9‘ des Rotors 9 mit einer Schneidkante 62, die am Werkzeug 12 in Drehrichtung – gemäß Pfeil 63 – durch einen winkeligen Verlauf einer Stirnfläche 64 zu einer Seitenfläche 65 ausgebildet ist. Ein Winkel 66 zwischen der Seitenfläche 65 und der Stirnfläche 64 beträgt dabei bevorzugt zwischen 60° und 98°.
-
Für eine einwandfreie Bearbeitung des Werkstückes 1 zur Entfernung des die Oberfläche 28 überragenden Grates 15 wird nach den bereits vorhergehend beschriebenen Parametern zum Material und Beschaffenheit und Geometrie des Grates des Werkstückes 1 entsprechend der Masse des Werkzeuges 12 und der Drehzahl des Rotors 9 eine Schlagenergie bewirkt, durch die der Grat 15 abgeschlagen wird, ohne dass es dabei durch die auf das Werkzeug 12 einwirkende Reaktionskraft zu einer der Drehrichtung – gemäß Pfeil 63 – entgegengesetzten, wesentlichen Auslenkung des Werkzeuges um die Schwenkachse 16 kommt.
-
Ein Abstand 67 der Lagerbolzen 58 bezogen auf einen Teilkreis 69 ist so bemessen, dass die durch die Reaktionskraft, welche beim Abschlagen des Grates 15 auf die Werkzeuge 12 einwirkt, bewirkte Auslenkung keinesfalls zu einer gegenseitigen Berührung der Werkzeuge kommt. Damit sind aber auch etwaige Abstands- oder Anschlagelemente am Rotor 9 zwischen den am Umfang verteilten Werkzeuge 12 nicht erforderlich.
-
In der 8 ist eine andere Ausführung der Schwenklageranordnung 55 für das Werkzeug 12 gezeigt. Bei dieser Ausführung wird der Rotor 9, wie bereits vorhergehend beschrieben, durch die Scheiben 9‘ gebildet, die von dem Lagerbolzen 58 unter Ausbildung der Schwenkachse 16 für die schwenkbare Lagerung des Werkzeuges 12 durchquert werden.
-
Die Scheiben 9‘ sind an einander zugewandten und zwischen sich die Aufnahme 57 ausbildenden Innenflächen 70 in Richtung des Außenumfanges 61 winkelig verlaufend, wodurch eine V-förmige Erweiterung zwischen den Scheiben 9‘ erreicht wird.
-
Das Werkzeug 12 ist über ein sphärisches Lagerelement 71, zum Beispiel Kugelkalottenlager, Pendelrollenlager, etc. schwenkbar am Lagerbolzen 58 gelagert, wodurch zusätzlich zu der Verschwenkbarkeit des Werkzeuges 12 um die Schwenkachse 16 eine begrenzte, seitliche Auslenkung gemäß einem Winkel 72 erreicht wird.
-
Damit werden etwaige Beschädigungen an der Schneidkante 62 bei plötzlich auftretenden, seitlich wirkenden Überbelastungen wirkungsvoll vermieden, wobei dies jedoch durch die rasche Aufeinanderfolge der Schlagvorgänge, durch die über den Umfang verteilten Werkzeuge 12, zu keiner negativen Auswirkung auf das Bearbeitungsergebnis führt. Durch diese Möglichkeit der winkeligen Auslenkung der Werkzeuge 12 wird hingegen die Standzeit der Werkzeuge 12, zwischen den vorzunehmenden Werkzeug-Schärfvorgängen, erhöht.
-
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen und in den 1 bis 8 beschriebenen Varianten einen Rotor aufweisen, wie er dem in 9 dargestellten entspricht.
-
Der in 9 dargestellte Rotor 9 weist eine zentrale Lagerstelle 9a auf, welche mit einer Schicht 9b aus einem elastomeren Material umgeben und gegenüber einem Grundkörper 9c des Rotors 9 abgestützt ist. Die Schicht 9b ist konzentrisch zu einer Rotationsachse 11 des Rotors 9 angeordnet. Als elastomeres Material für die Schicht 9b kommt bevorzugt Gummi zum Einsatz, auch wenn andere elastomere Materialien verwendet werden können.
-
Die zentrale Lagerstelle 9a kann als eine Lagerbuchse ausgebildet sein, wobei die Schicht 9b aus elastomeren Material zwischen der Lagerbuchse und dem Grundkörper 9c des Rotors 9 angeordnet ist. Die Schicht 9b füllt einen spaltförmigen Bereich zwischen der Lagerbuchse und dem Grundkörper 9c des Rotors aus. In der dargestellten Ausführungsform weist der Grundkörper 9c, der zwei Scheibenaufweist, zwischen welchen die Werkzeuge 12 angeordnet sind, an der Außenseite jeder Scheibe einen angeformten äußeren Lagerring 9d auf. Die Schicht 9b füllt auch den über die Scheibe hinausragenden Bereich zwischen der Lagerbuchse 9a und dem äußeren Lagerring 9d auf. Die Schicht 9b kann durch Vulkanisieren mit der Lagerbuchse 9a und/oder dem Grundkörper 9c des Rotors 9 verbunden sein.
-
Grundsätzlich kann die Schicht 9b als eine einzige durchgehende und zusammenhängende Lage gebildet oder aber auch unterbrochen sein und aus mehreren Abschnitten bestehen. So könnte die Schicht 9b beispielsweise aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Rippen aus elastomeren Material gebildet sein, die in einem Abstand voneinander verlaufen. Auch können die Eigenschaften der Schicht 9b neben der Auswahl des Materials auch durch die strukturelle Ausgestaltung der Schicht 9b beeinflusst werden. So könnten auch Löcher, Hohlräume und Ausnehmungen in der Schicht 9b vorgesehen sein.
-
Die Lagerbuchse kann eine zumindest abschnittsweise von einer Kreisform abweichende und kongruent mit einer äußeren Oberfläche einer Antriebsachse für den Rotor 9 ausgebildete innere Oberfläche aufweisen. So kann die Lagerbuchse beispielsweise eine Nut 9e aufweisen, in welche ein entsprechender Vorsprung der Antriebsachse eingreifen kann.
-
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvarianten möglich sind, sowie alle weiteren nicht beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen, die unter den Wortlaut der unabhängigen Ansprüche fallen vom Schutzumfang mitumfasst.
-
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Vorrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Werkstück
- 2
- Spanneinrichtung
- 3
- Stellmittel
- 4
- Roboterarm
- 5
- Achse
- 6
- Schwenkachse
- 7
- Schwenkachse
- 8
- Schwenkachse
- 9
- Rotor
- 9a
- Lagerstelle
- 9b
- Schicht
- 9c
- Grundkörper
- 9d
- Lagerring
- 9e
- Nut
- 10
- Elektromotor
- 11
- Rotationsachse
- 12
- Werkzeug
- 13
- Lagermittel
- 14
- Begrenzungsmittel
- 15
- Grat
- 16
- Schwenkachse
- 17
-
- 18
-
- 19
-
- 20
- Erfassungseinrichtung
- 21
- Vergleichereinheit
- 22
- Datenspeicher
- 23
- Steuereinrichtung
- 24
- Bilderfassungseinrichtung
- 25
-
- 26
-
- 27
-
- 28
- Oberfläche
- 29
- Aufnahmebock
- 30
- Schenkel
- 31
-
- 32
- Doppelpfeil
- 33
- Stellmittel
- 34
- Anlagefläche
- 35
-
- 36
- Druckzylinder
- 37
-
- 38
- NC-Tischgestell
- 39
-
- 40
- Führungsbahn
- 41
- Schlitten
- 42
- Doppelpfeil
- 43
- Stelltrieb
- 44
- Führungsbahn
- 45
- Basisteil
- 46
- Achse
- 47
- NC-Achssteuerung
- 48
- Digitalkamera
- 49
- Bildauswerteschaltung
- 50
- Roboter-Bahnsteuerung
- 51
- Rotor-Antriebsregeleinheit
- 52
- Schwing. Messsensor
- 53
- Schwingungsauswerteschaltung
- 54
-
- 55
- Schwenklageranordnung
- 56
- Antriebsachse
- 57
- Aufnahme
- 58
- Lagerbolzen
- 59
- Doppelpfeil
- 60
- Lagerbuchse
- 61
- Außenumfang
- 62
- Schneidkante
- 63
- Pfeil
- 64
- Stirnfläche
- 65
- Seitenfläche
- 66
- Winkel
- 67
- Abstand
- 68
-
- 69
- Teilkreis
- 70
- Innenflächen
- 71
- sphärisches Lagerelement
- 72
- Winkel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4206823 C [0002]
- DE 3700207 C [0003]
- DE 3914563 A [0004]
- DE 650539 C [0005]
- DE 102009014766 A1 [0005]
