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Vorrichtung zur Bearbeitung der Oberfläche langgestreckter Werkstücke
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bearbeitung der Oberfläche langgestreckter
Werkstücke mit rundem oder profiliertem Querschnitt, insbesondere von strangförmigem
Material, bei der das Werkstück an wenigstens einem drehend angetriebenen Werkzeug
unter Berührung mit dem Werkzeug längsbewegt wird.
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In vielen Herstellungsbetrieben ist es erforderlich, langgestreckte
Werkstücke mit rundem oder profiliertem Querschnitt, insbesondere strangförmiges
Material wie Draht, nach dem vorhergehenden Herstellungsvorgang, bei Draht nach
dem Ziehvorgang, für die weitere Bearbeitung und insbesondere für eine galvanische
Behandlung einer Oberflächenbearbeitung zu unterziehen, um unerwünschte Oxidhäute,
Roetechutzlegierungen, Ziehfette, Oberflächenporen o.dgl. zu entfernen. Ein be-~anderes
Problem stellt sich dann, wenn diese langgestreckten Werkstücke und insbesondere
etrangfdrmigee Material wie Draht, aus einem Vorrat in eine Bearbeitungsmaechine
ständig eingeführt und dort einer Verformungsarbeit unterworfen werden soll und
die in dieser Bearbeitungemaechine aus dei
strangförmigen Material
hergestellten Werkstücke einer nachträglichen galvanischen oder ähnlichen Behandlung
unterzogen werden sollen. Bisher wurde im allgemeinen in diesem ~all so vorgegangen,
daß das strangförmige Material ohne vorherige Oberflächenbehandlung der Bearbeitungsmaschine
zugeführt wurde und die daraus durch entsprechende Verformung hergestellten Werkstücke
nachträglich, z.B. bei aus Draht hergestellten Werkstücken in einer sogenannten
Scheuertrommel, der vorbereitenden Oberflächenbearbeitung für die nachfolgende galvanische
Behandlung unterzogen. Dies führte jedoch einerseits zu einer erheblichen Verzögerung
der Fertigung und gewährleistete andererseits nicht immer die einwandfreie Vorbereitung
der Oberfläche für den nachfolgenden Behandlungsvorgang, insbesondere bei verhältnismäßig
kompliziert verformten Werkstücken. Es ist dieses Verfahren sehr kostenaufwendig,
weil der Werkstücktransport und der Umtrieb beim Beschicken der Scheuertrommel besonders
lohnintensiv sind und die den Werkstücken noch anhaftenden Reste der Scheuermittel,
falls galvanische Oberflächenbehandlung nachfolgt, die Bäder erheblich verschm#tzen.
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Es sind Schleifvorrichtungen der eingangs angegebenen Art bekannt,
die eine ortsfest gelagerte drehend angetriebene Schleifscheibe aufweisen, an der
die langgestreckten Werkstücke oder auch der Draht unter Berührung mit der Schleifscheibe
vorbeibewegt werden. Es wurde nun versucht, mit derartigen Schleifvorrichtungen
eine vorherige Oberflächenbearbeitung der in die Bearbeitungsmaschine bewegten langgestreckten
Bauteile durchzuführen, um die Werkstücke vor ihrer Verformung in der Bearbeitungemaschine
der gewünschten Oberflächenbehandlung zu unterziehen und dadurch den nachfolgenden
Reinigungsvorgang, insbesondere in der genannten Scheuertrommel, zu vermeiden. Es
hat sich jedoch gezeigt, daß die bekannten Schleifvorrichtungen für einen derartigen
Einsatz nicht geeignet sind. Die an der Schleifscheibe vorbeibewegten langgestreckten
Bauteile und insbesondere ein Vorratsstrang aus Draht, der in die nachfolgende Bearbeitungsmaschine
kontinuierlich oder schrittweise eingezogen wird, erhielte durch die Schleifscheibe
eine unvermeidliche Abflachung, so daß die gewünschte Form und Maßhaltigkeit des
langgestreckten Werkstücks nicht gewährleistet ist Selbst bei einem gleichzeitigen
Einsatz mehrerer ortsfest gelagerter Schleifscheiben würden Unregelmäßigkeiten in
der Oberfläche
des langgestreckten Werkstücks verbleiben, die in
den allermeisten Fällen nicht in Kauf genommen werden können. Eine Rotation des
langgestreckten Werkstücke während der Bearbeitung durch die bekannte Schleifvorrichtung
entfällt in nahezu allen Anwendungsfällen, da entweder bei einem strangförmigen
Werkstück, insbesondere bei einem Abzug eines Drahtes von einer Vorratsepule, eine
Rotation ausgeschlossen ist oder ein Drehantrieb des langgestreckten Werkstücks
einen unerträglichen hohen Vorrichtungsaufwand mit sich brächte bzw. den nachfolgenden
Verformungsvorgang in unzulässiger Weise behindern würde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
angegebenen Art zu schaffen, mit deren Hilfe die gewünschte Oberflächenbearbeitung
der langgestreckten Werkstücke ohne Beeinträchtigung von deren Rundheit oder Maßhaltigkeit
so durchgeführt werden kann, daß die langgestreckten Werkstücke vor ihrem Eintritt
in die nachfolgende Bearbeitungsmaschine bei kontinuierlicher oder schrittweiser
Vorschubbewegung vollständig von den unerwünschten Verunreinigungen oder Oberflächenbeschaffenheiten
befreit werden können und Jede weitere Bearbeitung der Oberfläche nach der Verformung
in der Bearbeitungsmaschine und vor dem anschließenden weiteren Arbeitsgang, z.B.
der galvanischen Behandlung, vermieden wird, insbesondere die so aufwendige Reinigung
in einer Scheuertrommel o.dgl. Die Vorrichtung soll dabei einfach sein und eine
hohe Arbeitsgeschwindigkeit zulassen.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß bei der Vorrichtung
nach der eingangs angegebenen Art wenigsten.
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ein Werkzeug auf einem koaxial zur Werketücklängsachse drehend angetriebenen
Umlaufkörper in einem Abstand von dessen Drehachse gelagert ist. Auf diese Weise
wird erreicht, daß das in sich rotierende Werkzeug eine weitere Rotationsbewegung
um das Werkstück ausführt, so daß die gesamte Oberfläche des Werketcka gleichmäßig
wenigstens einmal von dem Werkzeug erfaßt wird. Infolge des Umlaufs des rotierenden
Werkzeugs werden irgendwelche Abflachungen oder andere
Unregelmäßigkeiten
der Oberfläche vollständig vermieden, so daß die anschließende Verformungsarbeit
unter genauer Maßhaltigkeit des Werkstücks ausgeführt werden kann. Eine nachträgliche
Oberflächenbearbeitung des Werkstücke zur Beseitigung der geschilderten Oberflächenverunreinigungen
kann ganz entfallen. Die Werkstücke können nach ihrer Verformung sogleich der galvanischen
Nachbehandlung zugeführt werden. Der Umlauf des seinerseits rotierenden Werkzeuge
um das langgestreckte Werkstück ermöglicht ferner eine kontinuierliche oder schrittweise
Vorschubbewegung in die nachfolgende Bearbeitungsmaschine. Jede Rotation des Werkstücks
selbst wird vermieden, so daß auch von einer Vorratsspule o.dgl. abgezogene Werkstücke,
insbesondere Drähte, mit sehr geringem Aufwand bearbeitet werden können. Die Vorrichtung
nach der Erfindung eignet sich daher ganz besonders zur Oberflächenbearbeitung gezogener
Drähte, die in einer nachfolgenden Maschine verformt und daran anschließend galvanisch
behandelt werden sollen, um vor Eintritt in die Bearbeitungsmaschine die Schutzschichten,
Ziehfette, Rostschutzschichten, Oxidhäute, Zunder, Oberflächenporen oder Rost zu
entfernen. Auch eine reine Oberflächenbehandlung vor dem Eintritt in eine weitere
Bearbeitungsmaschine ist möglich, und zwar stets ohne Beeinträchtigung der Rundheit
oder Maßhaltigkeit des Werkstücke und ohne eigene Rotation des Werkstücks, was die
Bearbeitung wesentlich vereinfacht und beschleunigt und den Aufwand an Vorrichtungen
wesentlich verringert.
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Nach einer Ausführungeform der Erfindung ist koaxial zum Umlaufkörper
eine gegenüber dem Umlaufkörper stillstehende Scheibe angeordnet, die mit der Antriebswelle
des Werkzeuge mittel- oder unmittelbar in Eingriff steht. Dadurch kann ein zusätzlicher
Antrieb für die Drehbewegung des oder der Werkzeuge vollständig entfallen, da über
die stillstehende Scheibe der Umlaufkörper selbst die notwendige
Drehbewegung
auf die Werkzeuge überträgt. Dabei können die Antriebswellen der Werkzeuge selbst
mit der stillstehenden Scheibe in Eingriff stehen, oder es können Übertragungsmittel
für diese Drehbewegung eingeschaltet sein.
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Um die Vorrichtung den unterschiedlichen Werkstückformen und Werkstückdurchmessern
anzupassen, ist in weiterer Ausbildung der Erfindung die Antriebswelle des Werkzeugs
auf dem Umlaufkörper in radialer Richtung ver- und feststellbar, Zur Anpassung an
die unterschiedlichen Werkstückdurchmesser oder Werkstückformen ist es daher lediglich
erforderlich, den radialen Abstand der Antriebswelle des Werkzeugs gegenüber der
Gesamtdrehachee der Vorrichtung bzw. der Drehachse des Umlaufkörpers zu verändern.
Diese Ver- und Festetellbarkeit ermöglicht ferner auch den Einsatz unterschiedlicher
Werkzeuge auf der gleichen Antriebswelle.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen stillstehender
Scheibe und Werkzeugantriebswelle ein auf dem Umlaufkörper gelagertes Vorgelege
eingeschaltet und sind die Achse oder Achsen des Vorgeleges entsprechend der Verstellung
der Werkzeugantriebswelle nachetellbar. Auf diese Weise kann der gesamte Antrie0:#1##
zwischen stillstehender Scheibe und Werkzeugantriebswelle den Jeweiligen Verhältnissen,
also dem jeweiligen Abstand der Antriebswelle des Werkzeuge gegenüber der Drehachse
des Umlaufkörpers und damit gegenüber der Längsachse des Werkstücke angepaßt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Umlaufkörper
eine motorgetriebene Scheibe, durch deren hohle Welle das Werkstück längsbewegt
wird, sind auf dieser Scheibe diametral und symmetrisch zur Werketücklängsachse
zwei Werkzeuge und zwei jeweils einem Werkzeug zugeordnete Vorgelege gelagert und
stehen die stillstehende Scheibe, die Vorgelege und die Antriebswellen der Werkzeuge
über Riementriebe miteinander in Eingriff. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß
eine hinsichtlich der Gestaltfestigkeit bei hohen
Drehgeschwindigkeiten
besonders günstige Ausbildung des Umlaufkörpers und symmetrische Lagerung der Werkzeuge
erzielt wird und ferner eine besonders teilesparende Antriebsübertragung auf die
Antriebswellen der Werkzeuge ermöglicht wird, da zur Übertragung der Drehbewegung
von der stillstehenden Scheibe auf die Vorgelege ein einziger Riementrieb ausreicht.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Werkzeuge in
Längsrichtung des Werkstücks derart gegeneinander versetzt, daß die Werkzeuge das
Werkstück auf voneinander getrennten Oberflächenabschnitten berühren. Diese Ausführungsform
eignet sich für besonders dünne Werkstücke, also besonders für Drähte, da einerseits
eine gegenseitige Berührung der sonst einander gegenüberliegenden Werkzeuge beim
Bearbeitungsvorgang vermieden wird, eine unzulässig hohe Beanspruchung an einer
Bearbeitungsstelle im Werkstück vermieden wird und schließlich die Wärmeabfuhr beim
Bearbeitungsvorgang erleichtert wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Riementriebe
Zahnriementriebe, die sich für die Übertragung der Drehantriebsbewegungen besonders
eignen wegen ihrer Schlupflosigkeit und ihrer hohen zulässigen Laufgeschwindigkeiten.
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Wird die Vorrichtung insbesondere zum Schleifen und Polieren von
Drahtoberflächen verwendet, so ist es in weiterer Ausbildung der Erfindung zweckmäßig,
wenn die Werkzeuge Schleifscheiben mit elastisch gebundenem Schleifmittel sind.
Solche Schleifscheiben passen sich beim Umlauf sanft und trotzdem vollständig der
Werkstückoberfläche an, sie wachsen gleichsam beim Umlauf um das Werkstück infolge
der Zentrifugalkraft, so daß eine besonders gleichmäßige Bearbeitung der Oberfläche
erzielt wird. Diese Schleifacheiben mit elastisch gebundenem Schleifmittel eignen
sich ganz besondere für die Oberflächenbearbeitung von Drähten an der Vorrichtung
nach der Erfindung,
Die vorstehenden Schilderungen zu den Ausführungsformen
der Erfindung zeigen, daß mithilfe der Vorrichtung nach der Erfindung eine vollständige
Oberflächenbearbeitung von langgestreckten Werkstücken und insbesondere von Drähten
ermöglicht wird, die jede weitere Oberflächenbearbeitung überflüssig macht und insbesondere
für die Behandlung solcher Werkstücke geeignet ist, die von einem Vorratsprodukt
strangförmig, also z.B. bei einem Draht von einem Drahtring, abgezogen werden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigen: Fig, 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der
Erfindung mit einer Schleifscheibe, Fig. 2 schematisch eine Ansicht der wesentlichen
Teile der Vorrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeils A gesehen, Fig 3 eine Seitenansicht
einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 4 eine schematische
Ansicht der wesentlichen Teile der Vorrichtung nach Fig. 3 in Richtung des Pfeils
B gesehen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist auf einem Vorrichtungsgestell
1 eine Welle 2 mit der auf ihr befestigten, als Umlaufkörper wirkenden Scheibe 3
gelagert, die mithilfe eines Motors 4 über einen Riementrieb 5 drehend angetrieben
wird. Die Welle 2 durchdringt ferner eine stillstehende Scheibe 6, die bei diesem
Ausführungsbeispiel als Zahnrad ausgebildet ist und auf der Welle 2 drehbar gelagert,
jedoch mithilfe des Winkelstücks 6a gegen Drehung mit der Welle 2 festgelegt ist.
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Die Welle 2 ist hohl ausgebildet, und durch diese hohle Welle 2 ist
das zu bearbeitende langgestreckte Werkstück 7, z.B. ein Draht, hindurchgeführt,
und zwar mit seiner Längsachse koaxial zur Drehachse der umlaufenden Scheibe 3.
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Auf der Scheibe 3 ist auf einer Antriebswelle 8 das als Schleifscheibe
ausgebildete Werkzeug 9 befestigt. Diese Schleifscheibe 9 wird über die Antriebswelle
8 drehend angetrieben, wozu ein auf der gegenüberliegenden Seite der
Scheibe
D auf der Antriebswelle 8 angeordnetes Ritzel 10 dient, das in Eingriff mit dem
stillstehenden Zahnrad 6 steht. Das Werkstück 7 wird zusätzlich in einem Führungsarm
11 des Vorrichtungsgestells 1 geführt. Das Werkstück 7 bewegt sich in Richtung des
Pfeils A in Längsrichtung, z.B. infolge einer Einziehbewegung durch eine nachgeschaltete
Bearbeitungsmaschine.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist die folgende: Mit der durch
den Motor 4 drehend angetriebenen Scheibe 3 läuft die Antriebswelle 8 des Werkzeugs
9 um. Infolge des Eingriffs zwischen der stillstehenden Scheibe 6 und dem Ritzel
10 wird bei diesem Umlauf das Werkzeug 9 einerseits über die Antriebswelle 8 drehend
angetrieben. Unter ständiger Berührung mit dem Werkstück 7 und unter eigener Rotation
läuft das Werkstück 9 um die Längsachse des Werkstücks 7 um, so daß jede Stelle
der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücke 7 bei einem Umlauf der Scheibe 3
erfaßt wird. Dies geschieht sowohl im Stillstand des Werkstücke 7 als auch während
einer kontinuierlichen oder schrittweisen Vorschubbewegung des Werkstücks 7 in Pfeilrichtung
A. Dies wird besonders deutlich in der schematischen Darstellung gemäß Fig. 2, Bei
der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist wiederum mit der hohlen Welle 2, durch
die das Werkstück 7, insbesondere ein Draht, koaxial in Richtung des Pfeils B bewegt
wird, die Scheibe 3 drehend gelagert und wird wiederum drehend angetrieben mithilfe
des Motors 4 über den Riementrieb 5. Ferner trägt die Welle 2 in der beschriebenen
Weise die stillstehende Scheibe 6 mit dem Winkelstück 6a, Bei dieser Ausführungsform
sind auf der umlaufenden Scheibe 3 auf den Antriebswellen 8' und S#' zwei Schleifscheiben
9' und 9" gelagert, die mit der Scheibe 3 umlaufen und ihrerseits über die Antriebswellen
8' und 8'' drehend angetrieben werden. Für den Drehantrieb der Schleifecheiben 9'
und 9 " über die Antriebswellen 8' und 8 " dient die folgende Übertragungseinrichtung:
: An der umlaufenden Scheibe 3 sind auf der von den Schleifscheiben 9' und 9 " abgewandten
Seite, also auf der Seite der stillstehenden Scheibe 6,
Achsen
12' und 12' ' angeordnet, auf der jeweils zwei miteinander verbundene Riemenscheiben
13 und 14' bzw. 13" und 14 " drehbar gelagert sind. Die Riemenscheiben 13' und 13''
stehen mit einem Riementrieb 15 in Eingriff, der seinerseits in Eingriff mit der
stillstehenden Scheibe 6 steht, Die Riemenscheiben 14' und 14 < stehen ihrerseits
jeweils mit einem Riementrieb 16' bzw. 16" in Eingriff, die ihrerseits in Eingriff
mit den Antriebswellen 8' und 8' ' der Schleischeiben 9' und 9' ' in Eingriff stehen.
Wie insbesondere Fig. 4 deutlich zeigt, bilden daher die Riemenscheiben 13' und
14' bzw. 13' ' und 14' ' ein Vorgelege für die Übertragung der Antriebsdrehbewegung
auf die Schleifscheiben 9' und 9 ' ' in der noch zu schildernden Weise.
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Die Schleifscheiben 9' und 9' ' sind gemäß Fig. 3 in Längsrichtung
des Werkstücks 7 derart gegeneinander versetzt, daß diese Schleifscheiben 9' und9"
das Werkstück 7 auf voneinander getrennten Oberflächenabschnitten berühren.
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Wie ferner besonders Fig. 4 zeigt, sind die Schleifscheiben 9' und9f
auf der umlaufenden Scheibe 3 diametral und symmetrisch zur Werkstücklängsachse
angeordnet, ebenso die Vorgelege 13', 14' und 13'', 14''.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung nach Fig. 3 und 4
ist die folgende: Wird die umlaufende Scheibe 3 durch den Motor 4 und den Riementrieb
5 in Drehung versetzt, so laufen die Schleifscheiben 9' und 9## um das Werkstück
7 um, Gleichzeitig wird den Schleifscheiben 9' und 9 " eine eigene Drehbewegung
erteilt über die Antriebswellen 8 und 8§', den Riementrieb 16§ und 16", die Riemenscheiben
13', 14' und 13' ', 14'', den Riementrieb 15 und die stillstehende Scheibe 6. Während
des Umlaufs der Scheibe 3 werden daher gleichzeitig die Schleifsoheibe 9' und 9'
' in Drehung versetzt, so daß sie während des Umlaufs um die Achse des ~Werkstücks
7 eine zusätzliche eigene Rotationsbewegung ausführen,. wodurch das Werkstück 7
gleichmäßig auf seiner Oberfläche bearbeitet wird.
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Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist jede Antriebswelle
8' bzw. 8'' der Schleifscheiben 9' bzw, 9'' auf der Scheibe 3 in radialer Richtung
ver- und feststellbar, wie durch die Langlöcher 17 und 172 in Fig. 4 angedeutet
ist. Die Achsen 12' und 1222 der gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 eingeschalteten
Vorgelege sind entsprechend der Verstellung der Antriebswellen 8' und 8'§ der Schleifscheiben
9' und 9 " nachstellbar, wie durch die Langlöcher 18 und 18 < in Fig. 4 angedeutet
ist.
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Die in den beiden Ausführungsformen verwendeten Riementriebe 5, 15,
16' und 16' sind zweckmäßig als Zahnriemen ausgebildet.
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Soll die Vorrichtung insbesondere zum Schleifen und Polieren von
Drahtoberflächen eingesetzt werden, so sind die Schleifscheiben 9, 9' und 9" zweckmäßig
Schleifscheiben mit elastisch gebundenem Schleifmittel.
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Wie die Zeichnung zeigt, wird bei stillstehendem oder kontinuierlich
oder schrittweise längebewegtem Werkstück 7 dieses Werkstück beim Umlauf der Scheibe
3 gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche bearbeitet, so daß das die Vorrichtung
verlassende Werkstück 7 in einer nachfolgenden Bearbeitungsmaschine verformt und
ohne weitere Oberflächenbearbeitung einer Nachbehandlung unterzogen werden kann,
z.3. einer galvanischen Behandlung.