DE3542193C1

DE3542193C1 - Werkzeug zum maschinellen Entfernen von Formteilungsgraten an Formlingen

Info

Publication number: DE3542193C1
Application number: DE19853542193
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl.-Ing. 7302 Ostfildern Klumpp
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-11-29
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1986-10-16

Description

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Eine an beiden Enden in eine Halterung eingespannte Schraubenfeder ist aufgrund ihres rotationssymmetrischen Aufbaus von ihrer Einsatzrichtung und vorl der Kontur des jeweiligen Formlings unabhängig. Sie ist mit ihrer Halterung in das Spannfutter beispielsweise eines Industrieroboters einspannbar, welcher das Werkzeug in eine hochfrequente hin- und hergehende Bewegung versetzt und automatisch am Formteilungsgrat des Formlings entlangführt. Hierbei erfolgt der Abtrag des Formteilungsgrates durch die schabende Bewegung der einzelnen Schraubenfederwindungen auf dem Grat. Da die Schraubenfeder ein handelsüblicher Massenartikel sein kann und ihre Einspannung mit beiden Enden keine kompliziert ausgestaltete Halterung erfordert, ist das Werkzeug vom Aufbau her einfach und in der Herstellung preisgünstig.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Im übrigen wird nachfolgend die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert. Hierbei zeigt F i g. 1 die teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Entgratwerkzeuges und F i g. 2 das in das Spannfutter eines Industrieroboters eingespannte Werkzeug aus Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung beim Entgraten eines Sandkernes.
Das Entgratwerkzeug 1 aus F i g. 1 weist einen Führungsstab 2 auf, der als Halterung für die Schraubenfeder 3 dient. Diese wird von den Flanschteilen 4 und 5 auf dem Führungsstab 2 zentriert, wobei das Flanschteil 4 über ein Gewinde auf den Führungsstab 2 aufgeschraubt und axial fixiert ist, und wobei das mit einer Bohrung 6 versehene Flanschteil 5 axial verschieblich auf dem Führungsstab 2 angeordnet ist.
In F i g. 2 ist das Entgratwerkzeug 1 so tief in das Spannfutter 7 eines nicht näher dargestellten Industrieroboters eingespannt, daß die Schraubenfeder 3 unter Anlage des Flanschteiles 5 am Spannfutter 7 um ein geringes Maß zusammengedrückt wird. Die Schraubenfeder 3 steht mit ihrer Mantelfläche 8 näherungsweise punktförmig mit dem am Sandkern 9 am weitesten außen befindlichen Formteilungsgrat in Eingriff und verändert hierbei ihre bisherige, zum Führungsstab 2 konzentrische Lage derart, daß sie radial elastisch vom Sandkern 9 weg ausgelenkt wird.
Der Industrieroboter versetzt, beispielsweise mittels eines pneumatischen Feilantriebes, das vom Spannfutter 7 gehalterte Entgratwerkzeug 1 in eine hochfrequente vertikalgerichtete Auf- und Abwärtsbewegung, wobei der Anpreßdruck der Spiralfeder 3 an den Sandkern 9 so gewählt ist, daß die Schraubenfeder um einen gewissen Betrag in radialer Richtung elastisch ausgelenkt wird und eine exzentrische Stellung zum Führungsstab 2 einnimmt. Hierdurch können Toleranzschwankungen ausgeglichen werden, die bei den Sandkernen, bei der Einspannung der Sandkerne auf dem Werkstücktisch oder bei den Führungen des Industrieroboters auftreten können. Durch die elastische Auslenkung der Schraubenfeder 3 verringert sich dabei der Abstand zwischen dem inneren Hüllkreis der Schraubenfeder 3 und dem Führungsstab 2, ohne daß es zu einer gegenseitigen Berührung kommt. Die einzelnen Windungen der aus hartem Federstahl bestehenden Schraubenfeder 3 bewirken beim Vollzug einer Werkzeug-Hubbewegung ein Abschaben des Formteilungsgrates, ohne dabei die Sandkernkontur zu beschädigen. Durch die radiale Ausbiegung der Schraubenfeder 3 schmiegt sich diese unter leichtem Druck an die Kontur des Sandkernes 9 an und erzeugt unter Abtragung des Grates einen glattflächigen Übergang von einer Formteilungshälfte des Sandkernes 9 zur anderen. Die Erzielung dieses glattflächigen Überganges wird auch dadurch begünstigt, daß die Schraubenfeder mit ihren beiden Enden zweipunktförmig eingespannt ist und so in einfacher Weise tangential zur Formlingoberfläche ausgerichtet werden kann. Die Drehrichtungsunabhängigkeit beim Einsatz dieses Werkzeuges ergibt sich dabei in einfacher Weise aus dem rotationssymmetrischen Aufbau der Schraubenfeder 3. Durch eine Veränderung der Einspanntiefe des Führungsstabes 2 in das Spannfutter 7 des Roboters kann die Schraubenfeder 3 in unterschiedlicher Weise vorgespannt werden, wodurch der Eigenschwingungs- bereich der Schraubenfeder umgangen werden kann.
Zum Auswechseln verschlissener Schraubenfedern wird der Führungsstab 2 aus dem Spannfutter 7 ausgespannt, woraufhin das Flanschteil 5 abgezogen und die abgenutzte Schraubenfeder gegen eine neue ausgetauscht wird.
Im Unterschied zu dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist es zur Verbesserung der Entgratleistung des Werkzeuges auch denkbar, daß die einzelne Schraubenfederwindung anstelle eines runden Querschnittprofils ein kantiges Profil aufweist. Ferner kann die Schraubenfeder auch faßförmig ausgebildet sein, wodurch eine größere Elastizität und radiale Auslenkbarkeit im Eingriffsbereich der Schraubenfeder mit dem Formling erzielbar wäre. Bei einer faßförmigen Schraubenfeder könnte diese mit ihren Enden auch direkt auf dem Führungsstab 2 zentriert werden, wobei die Flanschteile 4 und 5 entfallen könnten und die Axialfixierung des unteren Endes der Feder auf dem Führungsstab 2 durch an diesem ausgebildete radiale Erhebungen, wie beispielsweise durch angeformte Nasen oder durch eine Anstauchung, bewirkt werden könnte, Auch die Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges als Doppel- oder Mehrfachwerkzeug zur gleichzeitigen Gratentfernung an zwei oder mehreren nebeneinanderliegenden Formlingen wäre denkbar. In einer einzigen Halterung würden dann im Abstand der Formlinge in einer Ebene nebeneinander angeordnete Schraubenfedern in das Spannfutter eines Industrieroboters eingespannt werden, so daß hierdurch ein noch schnelleres Entgraten von Formlingen möglich wäre.
Anstelle des Führungsstabes 2 als Halterung für die Schraubenfeder 3 könnte das Werkzeug nach dem Prin zip einer Laubsäge auch mit einer bügelförmigen Halterung für die Schraubenfeder 3 versehen sein. In Analogie zu einem Laubsägeblatt wäre die Schraubenfeder dann zwischen den beiden Enden des U-förmigen Bügels frei eingespannt, wodurch sich eine große radiale Auslenkbarkeit ergeben würde. Hierbei könnte ein Wechsel des Verschleißteiles Schraubenfeder sogar ohne die Ausspannung des Werkzeuges aus dem Spannfutter eines Industrieroboters erfolgen. Dagegen müßte zur Ermöglichung einer in allen Drehrichtungen beliebigen Einsetzbarkeit dieser erfindungsgemäßen Werkzeugausgestaltung der Industrieroboter den Werkzeug bügel immer derart mitdrehen, daß er nicht mit der äußeren Kontur des Formlings in Berührung kommt.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche: I. Werkzeug zum maschinellen Entfernen von Formteilungsgraten an Formlingen, welches wenigstens im Eingriffsbereich mit dem Formling elastisch verformbar ist und eine quer zum Formteilungsgrat gerichtete hochfrequente hin- und hergehende Bewegung ausführt, wobei das Werkzeug im Gratbereich wenigstens annähernd tangential zur Formlingoberfläche ausgerichtet ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Werkzeug (1) als eine an beiden Enden in einer Halterung eingespatinte Schraubenfeder (3) ausgebildet ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung als ein axial und zein; trisch innerhalb der Schraubenfeder (3) angeordne ter Führungsstab (2) ausgebildet ist, der wenigstens im Eingriffsbereich der Schraubenfeder (3) mit dem Formling (9) ein radiales Spiel zur Schraubenfeder (3) aufweist und der mit einem Ende in einem das Werkzeug (1) halternden Industrieroboter einspannbar ist. -
3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der Schraubenfeder (3) auf dem Führungsstab (2) zentriert sind.
4. Werkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstab (2) an seinem dem Einspannende in den Industrieroboter entgegengesetzten freien Ende einen Bund aufweist, an dem sich die Schraubenfeder (3) mit ihrem einen Ende abstützt.
5. Werkzeug nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstab (2) so tief in die Einspannung (7) des Roboters einsteckbar ist, daß sich die Schraubenfeder (3) mit ihrem anderen Ende wenigstens mittelbar an der Einspannung (7) des Roboters abstützt.
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5f dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (3) im Eingriffsbereich mit dem Formling (9) faßförmig ausgebildet ist.
7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Schraubenfeder (3) mit der Bewegungsrichtung übereinstimmt.

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum maschinellen Entfernen von Formteilungsgraten an Formlingen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, wie es aus dem DE-GM 1935941 als bekannt hervorgeht.

Bei der Herstellung von Formlingen in zweiteiligen Formen, wie beispielsweise von keramischen Gegen ständen oder von Sandkernen für Gießereiprodukte, bilden sich im Formteilungsbereich an den Formlingen Grate aus, die vor Weiterverwendung des Formlings entfernt werden müssen. Diese Entfernung des Formteilungsgrates muß hierbei mit großer Sorgfalt erfolgen, da nur unzureichend entfernte Grate bei keramischen Erzeugnissen unmittelbar deren Oberflächengüte und damit deren optisches Erscheinungsbild beeinträchtigen würden und im Falle von als Gießkerne dienenden Sandformlingen sogar eine im Gratbereich auftretende Querschnittsschwächung des um den Sandkern herum gegossenen Gießerei-Endproduktes zur Folge hätten.

In den meisten Fällen wird der Nachbearbeituntsvorgang des Entfernens der Formteilungsgrate von Hand ausgeführt, wobei je nach Härtezustand des Formlingmateriales unterschiedliche Werkzeuge verwendet wer; den. Im lederharten Zustand, wie etwa bei keramischen Formlingen vor dem Brennen, dienen hierzu messerartige Werkzeuge und feuchte Schwämme, zum manuellen Verputzen bereits ausgehärteter Sandkerne nimmt man dagegen Werkzeuge aus einem grobporösen Steinmaterial oder dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Feilen. Diese manuelle Nachbehandlung der Formlinge ist relativ zeitaufwendig, eine maschinelle Entfernung des Formteilungsgrates ist aufgrund der zumeist komplizierten Formgebung der Formlinge mit ihren darüberhinaus häufig dünnwandigen Konturen jedoch nur schwerlich durchfuhrbar.

In dem DE-GM 1935 941 ist eine Vorrichtung zum Verputzen von vorkeramischen Gegenständen beschrieben, bei der der Formling - in diesem Falle eine Kaffeekanne - maschinell entgratet wird. Nach Fixierung des Formlings auf einem Aufspanntisch und einem torbereitenden Arbeitsgang werden die lVormteilungsgrate dadurch entfernt, daß ein der Kontur der Kanne angepaßtes, den gesamten Grat überdeckendes Verputzwerkzeug eine quer zum Formteilungsgrat gerichtete, schnell hin- und hergehende Bewegung ausführt, die von einem elektromotorischen Exzenterantrieb erzeugt wird. Das Verputzwerkzeug ist aus einem biegsamen Trägermaterial, wie beispielsweise Kupferblech, und einem schwammartigen Belag mit Korundein- ode? -auflagen oder einem ähnlichen Schleifmittel aufgebaut und weist hierdurch im Eingriffsbereich mit dem Formling eine gewisse Elastizität auf. Da das Werkzeug entsprechend den Konturen des Formlings gebogen ist, kommt es bei Vollzug einer einzigen Hubbewegung mit allen Längsnähten des Formlings gleichzeitig itt Eingriff.

Zwar kann hierdurch die Bearbeitungszeit für das Verputzen eines Formlings stark verkürzt werden, dàs Ehtfernen von Formteilungsgraten an unterschiedlich geformten Gegenständen ist mit diesem formspezifischen Werkzeug jedoch nicht möglich. Auch ist die Herstellung dieses Werkzeuges gerade aufgrund seiner Anpassung an eine bestimmte Formlingskontur aufwendig und somit relativ teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zum maschinellen Entfernen von Formteilungsgraten an Formlingen zu schaffen, das bei einfachem Aufbau und preisgünstiger Herstellbarkeit für die Verwendung in Industrierobotern geeignet und universell, d. h.

unabhängig von der Kontur des jeweiligen Formlings, einsetzbar ist.