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Bearbeitungswerkzeug zum Erzielen einer möglichst glatten
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Beschichtung einer Werkstückoberfläche Die Erfindung bezieht sich
auf ein Bearbeitungswerkzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten
und allgemein bekannten Art.
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Da die Grundierschicht einer Fahrzeugkarosserie vor Aufbringung der
Decklackschicht eine möglichst glatte, also nicht wellige Oberfläche aufweisen soll,
wird diese üblicherweise mit Polierscheiben, Bürstenwalzen oder dergleichen bearbeitet.
Bei Schleifwerlcwzeugen dieser Art kann sich das aus Schleifwlies, Schleifpapier,
Borsten oder dergleichen bestehende, verhältnismäßig biegesteife Schleifmittel schlecht
an die Kontur einer stark bombierten, stellenweise unter Umständen sogar zerklüfteten
Karosserieoberfläche anpassen, wodurch insbesondere bei automatischen Schleifeinrichtungen
keine gleichmäßige Materialabtragung erreicht werden kann. Außerdem weichen naturgemäß
bestimmte Schleifmittel, wie beispielsweise Bürsten, kleinen Oberflächenunebenheiten
aus, so daß die zu bearbeitende Oberfläche nicht über ihre gesamte Erstreckung fein
geglättet wird.
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Auch bei Bearbeitung einer Oberflächenbeschichtung durch Sandstrahlen,
Naßstrahlen oder der'Ltleichen1bei der loses
Schleifmedium durch
einen Hochdruckstrahl gegen die Beschichtung geschleudert wird, können vorhandene
Beschichtungsunebenheiteh nicht oder allenfalls geringfügig ausgegleichen werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Bearbeitungswerkzeug der eingangs
genannten Gattung mit einfachen Mitteln derart auszubilden, daß die Welligkeit der
Beschichtung-Lack oder Grundierung - einer Werkstückoberfläche, welche sowohl ebenflächig
als auch bombiert gestaltet ist, möglichst in einem einzigen Arbeitsgang weitgehend
eingeebnet werden kann.
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Zur Lösung der Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche
1 und 7 dargelegten Gestaltungsmerkmale vorgesehen.
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Da die außenliegende Kunststoffschicht des Bearbeitungswerkzeugs aus
Schaumstoff besteht und die beiden Kunststoffschichten eine unterschiedliche Elastizität
haben, können sich die Kunststoffschichten über die gesamte Längserstreckung einer
Walze (damit über eine relativ große Erstreckun einer Werkstückoberfläche) oder
Scheibe in vorteilhafter Weise einer bombierten, beschichteten Werkstückoberfläche
anpassen und dabei auch auf diese einen weitgehend gleichmäßigen Anpreßdruck ausüben.
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Eine optimale Anpassung der Kunststoffschichten an eine bombierte,
beschichtete Werkstückoberfläche kann am zweckmäßigsten dadurch erreicht werden,
daß die innenliegende Kunststoffschicht des Bearbeitungskörpers eine größere Elastizität
hat als die außenliegende Kunststoffschicht (Merkmal des Patentanspruchs 2). Darüberhinaus
kann hierbei mit dem erfindunz;sgemätJen Benrbeitllngswerkzeug eine bornbi erte
, beschichtete Werkstückoberfläche bearbeitet
werden ohne daß dabei
das ;#erkzeug in mehreren, unterschiedlich zueinander verlaufenden Ehenen verlagert
werden muß. Ferner ist auch problemlos eine Bearbeitung einer beschichteten Werkstückoberfläche
in unterschiedlichen Drehrichtungen des Bearbeitungswerkzeugs möglich. Bei Einleitung
einer flüssigen Schleifdispersion in Längskanäle (Merkmal des Patentanspruchs 4)
oder in den Längskanal einer Hohlwelle (Merkmal des Patentanspruchs 5) und über
diese bzw. diesen zur außenliegenden Kunststoffschicht wird das Schleifmedium getrennt
dem Bearbeitungswerkzeug zugeführt, wodurch sich dessen Standzeit erheblich erhöhen
läßt und was ferner auch für ein automatische Bearbeitungseinrichtung von Vorteil
ist. Schließlich ist bei in die außenliegende Kunststoffschicht eingebetteten Schleifmitteln
ein rascher Werkzeugaustausch ohne Einrichten und Justieren möglich.
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Eine andere Lösung der Erfindung besteht bei einem gattungsgemäßen
Bearbeitungswerkzeug in den Merkmalen des Nebenanspruchs.
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Dabei dienen die am Umfangsrand des Kunststoffs angeordneten, nach
außen offenen profilartigen Ausnehmungen zur Ableitung der dem Bearbeitungskörper
zugefü-hrten flüssigen Schleifdispersion bzw. anlösenden Mitteln. Durch das in einem
Längsschnitt karkassenartig gestaltete Profil des Bearbeitungskörpers - wie nach
einem Unteranspruch des Nebenanspruchs vorgesehen - läßt sich eine besonders große
Druckelastizität erreichen.
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Andere Ausgestaltungen der Erfindiing sind in weiteren Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein walzenförmig
gestaltetes Bearbeitungswerkzeug im Längsschnitt, Fig. 2 einen Schnitt längs der
Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform von Fig. 1 im Längsschnitt,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine weitere abgewandelte
Ausführungsform von Fig.
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1 im Längsschnitt, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in
Fig. 5, Fig. 7 ein Bearbeitungswerkzeug in Stirnansicht mit einer in seinem Umfangsbereich
liegenden Zuführeinrichtung für eine flüssige Schleifdispersion, Fig. 8 einen Schnitt
längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7.
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Die in den Fig. 1 bis 8 gezeigtenwalzenförmigenBearbeitungswerkzeuge
1, 2, 3 und 4 dienen zum Behandeln der Beschichtung - Lack oder Grundierung - einer
Karosserieoberfläche a oder dergleichen Gegenstand und können in jeder Raumlage
in eine entsprechend gestaltete, nicht dargestellte Vorrichtung eingesetzt sein,
durch die sie rotierend - gegebenenfalls in unterschiedliche Drehrichtungen - angetrieben
werden. Hierbei bewegen sich Fahrzeugkarosserie und Vorrichtung relativ zueinander,
wobei der Außenmantel der Bearbeitungswerkzeuge 1, 2, 3 und 4 mit entsprechend großem
Anpreßdruck gegen die zu behandelnde Werkstückoberfläche a gepreßt wird.
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Das in den Fig. 1 und 2 veranschaulie.hte 13erbeitunrswerkzeug 1 besteht
aus einer als Hohlwelle 6 - oder auch al Vollwelle - ausgebildeten Lagerwelle, die
drehfest einen rotationssymmetrischen Bearbeitungskörper 7 trägt; dabei kann die
Hohlwelle 6 über dessen Stirnseiten hinausragen oder von einer nicht dargestellten
Lagerwelle aufgenommen werden. Der Bearbeitungskörper 7 setzt sich aus einer innenliegenden
Knststoffschicht 8 und einer diese konzentrisch umgebenden, außenliegenden Kunststoffschicht
9 zusammen, welche beide ein kreisringförmiges Querschnittsprofil haben und drehfest
miteinander verbunden sind. Die innenliegende Kunststoffschicht 8 - die aus einem
offen -oder geschlossenzelligen Schaumstoff besteht - hat dabei eine größere Elastizität
alS die außenliegende, aus geschlossenzelligem Schaumstoff bestehende Kunststoffschicht
9. Dadurch, daß die innenliegende Kunststoffschicht 8 gegenüber der außenliegenden
Kunststoffschicht 9 elastischer ist, kann sich der Bearbeitungskörper 7 bzw. 7'
der Bearbeitungswerkzeuge 1, 2, 3 und 4 optimal an eine bombierte Oberflächebkontur
anpassen, wobei gegen diese durch die elastische außenliegende Kunststoffschicht
9, 9' auch ein weitgehend gleichmäßiger Anpreßdruck ausgeübt wird.
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Zur Bearbeitung der Beschichtung ein.er Werkstückoherfläche nfJeckmäßiaerweise
in Hohlräume 11, a können in die außenliegende Kunststoffschicht 9tabrasive Mittel
- also eine Vielzahl von Schleifkörner eines natürlichen oder künstlichen Schleifmittels
- eingebettet sein, so daß bei Rotation des Bearbeitungswerkzeugs 1 dessen Bearbeitungskörper
7 eine Schleifwirkung hat, wobei diesem über eine in seinem Umfangsbereict vorgesehene,
der Werkstückoberfläche a zugewandtenSprüteinrichtung 10 ein Spülo(1' und; Kühlmittel
zugeführt wird. Anstelle von abrasiven Mitteln kann die außenliegende Kurststoffschicht
9 auch ein die zu bearbeitende Beschiehtllng bei rotierendem Bearbeitungswerkzeug
t anlösendes flüssiges Mittel mit
einer entsprechenden chemischen
Zusammensetzung enthalten, wobei die außenliegende Kunststoffschicht 9 mit dem anlösenden
Mittel entweder getränkt ist oder das dieser und/ oder der Werkstückoberfläche a
über die Sprüheinrichtung 10 oder durch einen anderen geeigneten Flüssigkeitsauslauf
zugeführt wird. Ferner kann dem Bearbeitungskörper 1 und/-oder der Werkstückoberfläche
a über die Sprüheinrichtung 10 eine flüssige Schleifdispersion zugeleitet werden.
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In den Fig. 3 und 4 ist ein Bearbeitungswerkzeug 2 gezeigt, das eine
Hohlwelle 12 und eine mit dieser verbundene Traghülse 13 aufweist, welche drehfest
die innenliegende Kunststoffschicht 8 trägt; auf dieser befindet sich die außenliegende
Kunststoffschicht 9, welche zusammen den Bearbeitungskörper 7 bilden. Wie in Fig.
3 ersichtlich, ist die Wandung der Hohlwelle 12, der Traghülse 13 und der innenliegenden
Kunststoffschicht 8 zusammen von einer Vielzahl radial verlaufender Querbohrungen
14 durchsetzt, die bei gleichgroßem Abstand voneinander in einer Ebene nebeneinander
liegen. m der außenliegenden Kunststoffschicht 9 gleichmäßig über ihren ganzen Umfang
ein flüssiges Medium zuführen zu können, sind sechs, in gleichgroßem Winkelabstand
voneinander angeordnete Reihen von Querbohrungen 14 vorgesehen, wobei die Querbohrungen
14 einer Querbohrungsreihe jeweils versetzt, nämlich im Mittelbereich zwischen den
Querbohrungen 14 der benachbarten Querbohrungsreihe liegen. In den Längskanal 12'
der Hohlwelle 12 wird unter Druck eine flüssige Schleifdispersion oder ein die zu
bearbeitende Beschichtung anlösendes, flüssiges Mittel eingeleitet, das über die
Querbohrungen 14 in die außenliegende Kunststoffschicht 9 gelangt ; da diese aus
geschlossenzelligem Schaumstoff besteht, gelangt das flüssige Mittel schließlich
über diesen zu ihrem Umfangsmantel.
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Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen ein Rerbeitungwerkzeu 3 mit einer
feststehenden Lagerwelle 16, auf der eine Lagerhülse 17 drehbar gelagert ist. Auf
dieser ist zur Bildung des Bearbeitungskörpers 7 die innenliegende Kunststoffschicht
8 drehfest angebracht, welche ihrerseits mit der außenliegenden Kunststoffschicht
9 verbunden ist. In der innenliegenden Kunststoffschicht 8 sind sechs parallel zur
Lagerwelle 16 verlaufende und im Abstand von jeweils 600 voneinander angeordnete
Längskanäle 18 vorgesehen, in die jeweils eine Vielzahl von im Abstand nebeneinanderliegender
radial zum Außenumfang der innenliegenden Kunststoffschicht 8 verlaufende Querkanäle
19 einmünden.
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Diese mUnden ihrerseits in Hohlräume 20 ein, welche über das ganze
Querschnittsprofil der außenliegenden Kunststoffschichtgverteilt angeordnet sind
und jeweils miteinander in Verbindung stehen. An einer Stirnseite des Bearbeitungswerkzeugs
3 liegt ein feststehender, kreisringförmiger Flüssigkeitsvertei-ler 21 an, der eine
oder mehrere, den Längskanälen 18 zugeordnete Axialbohrungen 22 aufweist, in die
eine Rohrleitung 23 oder dergleichen einmündet. über diese wird unter Druck in den
Flüssigkeitsverteiler 21 eine flüssige Schleifdispersion oder ein die zu bearbeitende
Beschichtung anlösendes flüssiges Mittel eingespeist, die bzw. das bei rotierendem
Bearbeitungswerkzeug 3 - wobei dessen Antrieb zweckmäßigerweise an der dem Flüssigkeitsvert-eiler
21 gegenüberliegenden Stirnseite vorgesehen ist - pulsierend in die Längskanäle
18 und von diesem über die Querkanäle 19 und die Hohlräume 20 zum Umfangsmantel
der außenliegenden Kunststoffschicht 9 gelangt.
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Bei dem in Fig. ? und 8 gezeigten Bearbeitungswerkzeug 4 besteht die
zentrische Aufnahme aus zwei miteinander verschraubten, felgenartigen Tragscheiben
25 und 26, die von einer nicht dargestellten Lagerwelle aufgenommen sind
und
die an ihren außenliegenden Stirnseiten jeweils einen radial gerichteten Anlageflansch
25', 26? aufweisen. An deren innenliegendem Umfangsrand liegt kraftschlüssig der
in einem Längsschniti. ein karkassenartiges Profil aufweisende Bearbeitlngskörper
7' an, der aus der innenliegenden Kunststoff:chicht 8' und der außenliegenden, aus
geschlossenzelligem :;chaumstoff gefertigten Kunststoffschicht 9' besteht. hierbei
ist die innenliegende Kunststoffschicht 8' elastischer als die drehfest mit dieser
verbundene, außenliegende Kunststoffschicht 9', während der Bearbeitungskörper 7'
durch das karkassenartig gestaltete Profil sehr druckeiastisch ist. Die außenliegende
Kunststoffschicht 9' ist mit einer Vielzahl nach außen offenen, profilartigen Ausnehmungen
27 versehen. Diese sind im gleichgroßen Winkelabstand über den Außenumfang des Bearbeitungskörpers
7' verteilt angeordnet und verlaufen parallel zu dessen Längsachse. Gleichermaßen
können die Ausnehmungen 27 auch schräg oder pfeilförmig zur Längsachse des Bearbeitungskörpers
7' verlaufen. Uber die im Umfangsbereich des Bearbeitungskörpers 7' liegende, zur
Werkstückoberfläche a hin weisende Sprüheinrichtung 101 wird diesem bei Rotation
und/oder der Werkstückoberfläche a eine flüssige Schleifdispersion oder ein die
zu bearbeitende Beschichtung anlösendes flüssiges Mittel zugeführt.
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Bei Rotation des Bearbeitungswerkzeugs 4 werden die sich zwischen
den profilartigen Ausnehmungen 27 befindenden Stegeæder außenliegenden Kunststoffschicht
9' bei entsprechend großem Anpreßdruck in Umfangsrichtung etwas verformt, was die
Materialabtragung begünstigt, während dabei die profilartigen Ausnehmungen27selbst
als eine Drainage für das zugeführte flüssige Medium wirken.
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Zur Erzielung einer optimal glatten Beschichtung kann der Hcirtegr:ld
der Kunststoffschichten 8, 8' und 9, 9' in axi;ller FRichtllng des Bearbeitungskörpers
7, 7' absnittsse oder über dessen gesamte Längserstreolung stetig
unterschiedlich
groß sein. Ferner kann der Härtegrad der Kunststoffschichten 8, 8' und 9, 9' im
Mittelbereich der Längserstreckung des Bearbeitungskörpers 7, 7' größer oder kleiner
als an dessen Endbereichen sein. Die Bearbeitungswerkzeuge 1, 2, 3 und 4 können
auch scheibenförmig gestaltet sein.
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