DE3927085A1 - Entgrateinrichtung fuer werkstuecke aus kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entgrateinrichtung für Werkstücke aus Kunststoff, insbesondere duropla­ stischem Faserverbundwerkstoff, mit einem Schleif­ band, welches während der Entgratbewegung nachgie­ big an der zu bearbeitenden Werkstückfläche in An­ lage gehalten ist.

Beim Entgraten von Werkstücken aus Kunststoff, insbesondere aus duroplastischem Faserverbundwerk­ stoff, haben bisher überwiegend von Hand geführte Schwingschleifer Verwendung gefunden, die als ei­ gentliches Entgratwerkzeug ein Schleifband aufwei­ sen.

Bedingt durch Verzugstoleranzen, Schwindungstole­ ranzen und fertigungstechnische Einflüsse liegt die Gratwurzel der hier angesprochenen Werkstücke nicht auf einer vorherbestimmbaren Bahn. Die an sich wünschenswerte automatische Bearbeitung - die eine empfindliche und aufwendige Regel- und An­ triebstechnik voraussetzt - hat sich daher noch nicht wirtschaftlich verwirklichen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entgrateinrichtung zu entwickeln, welche insbeson­ dere die Nachbearbeitung, d. h. Feinentgratung, von Werkstückflächen gestattet und die ggf. auch eine Automatisierung derartiger Bearbeitungsvorgänge zuläßt.

Vor allem im Hinblick auf automatisch ablaufende Bearbeitungsvorgänge soll die Entgrateinrichtung außerdem derart beschaffen sein, daß der Arbeits­ bereich des Schleifbandes ohne besonderen Zeit- und Arbeitsaufwand ausgetauscht bzw. erneuert wer­ den kann.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Entgratein­ richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Grundgedanke der Erfindung besteht danach da­ rin, das von einer Vorratsrolle abziehbare Schleifband abschnittsweise über einen federnd ab­ gestützten Andrückschuh an der zu bearbeitenden Werkzeugfläche zum Eingriff zu bringen und dem An­ drückschuh im Anschluß an den Arbeitsbereich ein Schrittschaltwerk zuzuordnen; dieses ist derart ausgebildet, daß es den Arbeitsbereich des Schleifbandes durch Nachführen erneuern und nach Beendigung seiner Nachführbewegung am Andrückschuh in der neuen Lage festhalten kann.

Das Schrittschaltwerk gestattet es, die Entgrat­ einrichtung - ohne daß aufwendige Auswech­ selvorgänge erforderlich werden - jeweils unter im wesentlichen gleichbleibenden Arbeitsbedingungen einzusetzen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfin­ dungsgegenstandes steht der Andrückschuh in Rich­ tung auf die zu bearbeitende Werkstückfläche pa­ rallel zu sich selbst beweglich mit dem Tragteil in Verbindung (Anspruch 2); die Verbindung kann dabei insbesondere aus zumindest einem Doppellen­ ker bestehen (Anspruch 3).

Eine betriebssichere Anlage des Schleifbandes am Andrückschuh läßt sich dadurch verwirklichen, daß dieser - in Richtung der Abziehbewegung des Schleifbandes von der Vorratsrolle gesehen - vor dem Arbeitsbereich mit zumindest einem Andrückele­ ment für das Schleifband ausgestattet ist (An­ spruch 4). Dieses besteht im einfachsten Fall aus einer Andrückrolle, die ggf. zusätzlich federnd in Richtung auf die Oberfläche des Andrückschuhs vor­ gespannt ist.

Statt dessen oder auch zusätzlich zur Andrückrolle kann auch ein federbelastetes Kolbenaggregat zur Anwendung kommen, dessen Kolben das Schleifband an der Andrückschuh-Oberfläche in Anlage hält.

Das Schrittschaltwerk weist vorzugsweise eine am Andrückschuh angelenkte Schwinge auf, die mit einem das Schleifband erfassenden Halteorgan aus­ gestattet und mittels eines Schwingenantriebs hin und her schwenkbar ist (Anspruch 5). Nach Inbe­ triebsetzen des Schwingenantriebs wird das vom Halteorgan erfaßte Schleifband mitgeführt, wodurch ein bisher ungenutzter Abschnitt des Schleifbandes in den Arbeitsbereich des Andrückschuhs gelangt. Der Erfindungsgegenstand kann dadurch weiter ausgestaltet sein, daß dem Schrittschaltwerk - in Richtung der Abziehbewegung des Schleifbandes von der Vorratsrolle gesehen - ein Klemmorgan vorgela­ gert ist, über welches das Schleifband außerhalb des Arbeitsbereichs an dem Andrückschuh festhalt­ bar ist (Anspruch 6).

Das Schrittschaltwerk weist dabei eine Steuerung auf, die bewirkt, daß das Halteorgan während der Abziehbewegung des Schwingenantriebs - im Gegen­ satz zum Klemmorgan - die Schließstellung und wäh­ rend der Rückführbewegung des Schwingenantriebs in die Ausgangslage bei in der Schließstellung be­ findlichem Klemmorgan die Öffnungsstellung ein­ nimmt (Anspruch 7).

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist der Schwingenantrieb (Anspruch 8) - ebenso wie ggf. das Halteorgan und das Klemmorgan (Anspruch 9) - als Kolbenaggregat ausgebildet. Das Halte- und das Klemmorgan weisen dabei ein Rückstahlelement in Form eines Federele­ ments auf.

Die Wirtschaftlichkeit der Entgrateinrichtung, insbesondere bei automatischer Betriebsweise, läßt sich dadurch weiter verbessern, daß das Schleif­ band über einen Zeitschalter mit vorwählbarem Schaltzeitpunkt um ein vorgegebenes Wegstück nach­ führbar ist (Anspruch 10). Dieser ermöglicht es, die Entgrateinrichtung - abhängig von der Bean­ spruchung des Schleifbandes im Arbeitsbereich - inmer unter annähernd gleichbleibenden Arbeits­ bedingungen einzusetzen.

Für die Bearbeitung insbesondere von Werkstückflä­ chen mit größerer Längserstreckung ist es von Vor­ teil, wenn sich das Tragteil nach Art eines Schlittens verschiebbar an einer Führungsbahn ab­ stützt (Anspruch 11).

Eine bessere Ausnutzung des Schleifbandes läßt sich dadurch erreichen, daß dieses im Arbeitsbe­ reich bezüglich der Längsrichtung der Führungsbahn schräggestellt ist (Anspruch 12).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, stark schematisierten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Entgratein­ richtung mit Steuerungsschema für das zugehörige Schrittschaltwerk und

Fig. 2 im gegenüber Fig. 1 verkleinertem Maßstab eine Draufsicht der Entgrat­ einrichtung (ohne Schrittschaltwerk nebst Steuerung und ohne Vorratsrolle).

Die Entgrateinrichtung weist folgende Hauptbe­ standteile auf: Einen Andrückschuh 1, der über einen Doppellenker mit zwei Gelenkstangen 2, 3 parallel zu sich selbst beweglich an einem Trag­ teil 4 angebracht ist, ein am Andrückschuh 1 befe­ stigtes Schrittschaltwerk 8 mit drei Kolbenaggre­ gaten 5 bis 7, eine über eine Konsole 9 am Trag­ teil 4 gehaltene Vorratsrolle 10 mit Schleifband 10a (Fig. 1) und ein an der Rückseite des Trag­ teils 4 befestigtes Gleitstück 11, über welches das Tragteil nach Art eines Schlittens an einer Führungsbahn 12 in Richtung des Doppelpfeils 13 hin und her verfahren werden kann (Fig. 2).

Die Führungsbahn 12 ist in der Weise angeordnet und ausgebildet, daß der Andrückschuh 1 sich in Längsrichtung der zu bearbeitenden Fläche bzw. Kante eines aus Kunststoff bestehenden Werkstücks 14 bewegen kann.

Das Tragteil 4 mit dem daran angelenkten Andrück­ schuh 1 ist dabei - wie Fig. 2 erkennen läßt - derart ausgerichtet, daß das den letzteren teil­ weise umschließende Schleifband 10a bezüglich der Längsrichtung des Werkstücks 14 unter einem Winkel schräggestellt verläuft.

Die Verbindungsarme zwischen dem Tragteil 4 und dem Gleitstück 11 sind mit 4 a bezeichnet.

Der Andrückschuh 1 - bestehend aus einem breiteren Kopfstück 1a mit dem Arbeitsbereich 1b und einem schmaleren Fußstück 1c - stützt sich über die obere Gelenkstange 2 unter Zwischenschaltung eines Federelements 15 an einer Tragplatte 16 ab, die ihrerseits starr an dem Tragteil 4 befestigt ist. Der Bewegungsspielraum des Andrückschuhs in lot­ rechter Richtung ist durch einen unterhalb der Tragplatte 16 befestigten Anschlagblock 17 festge­ legt, an dem die untere Gelenkstange 3 im Laufe ihrer Aufwärtsbewegung ggf. zur Anlage kommt. Die Verbindungsstellen zwischen den Gelenkstangen 2, 3 einerseits und dem Andrückschuh 1 bzw. Trag­ teil 4 andererseits bestehen aus Gelenkpunkten 2a, 2b bzw. 3a, 3b; die Gelenkpunkte 2a und 3a sind dabei in Höhe des Kopf- bzw. Fußstückes 1a bzw. 1c angeordnet.

Zur Abstützung des Schleifbandes 10a ist der Andrückschuh 1 - in Richtung der Abziehbewegung (Pfeil 18) des Schleifbandes von der Vorratsrolle 10 gesehen - vor seinem Arbeitsbereich 1b mit einer Andrückrolle 19 ausgestattet; diese liegt also oberhalb der Vorratsrolle 10 auf der dem Tragteil 4 zugewandten Seite des Andrückschuhs. Unter der Wirkung der Andrückrolle 19 und des noch zu beschreibenden Schrittschaltwerks 8 umschlingt das von der Vorratsrolle 10 abgezogene Schleifband das Kopfstück 1a auf der rechten Seite, im Ar­ beitsbereich 1b und auf der linken Seite.

Die rechtwinklig zueinander ausgerichteten und aneinander befestigten Gehäuse 7a und 6a der Kolbenaggregate 7 und 6 stehen über ein Tragele­ ment 20 unbeweglich mit dem Kopfstück 1a in Ver­ bindung. Solange der Kolben 6b nicht druckbeauf­ schlagt ist, stützt sich die Kolbenstange 6c un­ ter Einwirkung eines vorgespannten Federelements 21 auf der linken Seite des Kopfstücks 1a an dem Schleifband 10a ab und hält dieses somit in der vorgegebenen Lage fest. Der Bewegungspielraum des Kolbens 6b innerhalb des Gehäuses 6a ist durch einen Anschlag 6d begrenzt.

Die Kolbenstange 7b des als Schwingenantrieb wirksamen Kolbenaggregats 7 stützt sich über ihre gewölbte Stirnfläche 7c an einer Schwinge 22 ab, die über den bereits erwähnten Gelenkpunkt 3a schwenkbar an dem Fußstück 1c gehalten ist und das als Halteorgan dienende Kolbenaggregat 5 trägt. Dieses weist einen in einem Gehäuse 5a ab­ gestützten Kolben 5b und eine Kolbenstange 5c auf, die - bei drucklosem Kolben 5b - unter Einwirkung eines an ihr angreifenden vorgespannten Federele­ ments 23 die (in der Zeichnung angedeutete) Schließstellung einnimmt. In dieser wird das Schleifband 10a zwischen der Kolbenstange 5c und einer dieser gegenüberliegenden, seitlich an der Schwinge 22 vorkragenden Haltefläche 22a festge­ halten.

Der Bewegungsspielraum des Kolbens 5b innerhalb seines Gehäuses 5a nach links ist durch einen An­ schlag 5d festgelegt.

Zwischen den Gehäusen 6a und 5a ist eine vorge­ spannte Zugfeder 24 befestigt. Unter deren Wirkung hat die Schwinge 22 das Bestreben, eine Schwenkbe­ wegung um den Gelenkpunkt 3a im Uhrzeigersinn auszuführen.

Der mit der Kolbenstange 7b verbundene Kolben 7d wird - solange er nicht druckbeaufschlagt ist - unter Einwirkung der von der Zugfeder 24 ausgehen­ den Rückstellkraft an einem Endanschlag 7e inner­ halb des Gehäuses 7a in Anlage gehalten. Im Gegensatz zu den Teilen 5 und 6 benötigt das als Schwingenantrieb dienende Kolbenaggregat 7 kein an seiner Kolbenstange 5b angreifendes Fe­ derelement.

Der Betrieb des Schrittschaltwerks 8 - bestehend im wesentlichen aus dem Andrückschuh 1, den Kol­ benaggregaten 5 bis 7 und der Schwinge 22 nebst Haltefläche 22a - setzt voraus, daß die Kolbenag­ gregate in einer bestimmten Weise steuerungstech­ nisch miteinander verknüpft werden.

Spätestens unmittelbar vor Einleiten der Abziehbe­ wegung durch Druckbeaufschlagung des Kolbens 7d - die, entgegen der Rückstellwirkung der Zugfeder 24, eine Schwenkbewegung der Schwinge 22 im Gegen­ uhrzeigersinn zur Folge hat - wird das Kolbenag­ gregat 6 durch Druckbeaufschlagung seines Kolbens 6b in die Öffnungstellung nach links bewegt und dadurch das Schleifband 10a im Bereich des Kopf­ stücks 1a hinter dem Arbeitsbereich 1b freige­ setzt.

Im Gegensatz dazu verbleibt das Kolbenaggregat 5 in der dargestellten Schließstellung, d. h. das zwischen den Teilen 5c und 22a festgehaltene Schleifband wird mit der Schwenkbewegung der Schwinge 22 nach unten mitgeführt, wobei gleich­ zeitig einerseits ein entsprechender Schleif­ bandabschnitt von der Vorratsrolle 10 in Richtung des Pfeiles 18 abgezogen und andererseits der bis­ her im Arbeitsbereich 1b befindliche (und ggf. verbrauchte) Schleifbandabschnitt durch einen neuen, unverbrauchten Schleifbandabschnitt ersetzt wird.

Die Innenräume der Gehäuse 5a, 6a, und 7a sind über eine Leitung 25, 26 bzw. 27 und ein Steuerge­ rät 28 in der zuvor beschriebenen steuertechnischen Verknüpfung an eine Druckquelle 29 bzw. einen drucklosen Auslaß 30 anschließbar.

Das Steuergerät ist dabei einerseits über einen Ein-/Ausschalter 28a von Hand oder über einen Zeitschalter 28b mit vorwählbarem Schaltzeitpunkt betätigbar.

Sobald die Schwinge 22 unter Einwirkung der Kolbenstange 7b ihre Abziehbewegung im Gegenuhr­ zeigersinn abgeschlossen hat, wird das Kolbenag­ gregat 6 drucklos geschaltet und dadurch wieder als Klemmorgan wirksam. Vor dem Drucklosschalten des Kolbenaggregats 7 wird das bis dahin in der Schließstellung befindliche Kolbenaggregat 5 durch Druckbeaufschlagung seines Kolbens 5b in die Öff­ nungsstellung gebracht, wodurch das zwischen den Teilen 5c und 22a befindliche Schleifband freigesetzt wird. Die Schwinge 22 kann sich demzu­ folge unter der Wirkung der Zugfeder 24 und unter Mitnahme der Kolbenstange 7b nach oben im Uhrzei­ gersinn aufwärts bewegen, ohne das Schleifband in dieser Richtung mitzuführen.

Sobald der Kolben 7d durch Anlage am Endanschlag 7e die dargestellte obere Ausgangslage eingenom­ men hat, wird auch das Kolbenaggregat 5 durch Drucklosschalten in die Schließstellung versetzt, in der das Schleifband erneut zwischen den Teilen 5c und 22a festgehalten wird.

Das Wegstück, um welches das Schleifband durch Ab­ ziehen von der Vorratsrolle 10 in den Arbeitsbe­ reich 1b nachführbar ist, läßt sich in einfacher Weise dadurch verändern, daß der vom Kolben 7d des Schwingenantriebs 7 ausführbare Hub - durch Versetzen des Endanschlags 7e innerhalb des Ge­ häuses 7a - vergrößert oder verkleinert wird. Statt dessen oder auch zusätzlich dazu kann die Nachführbewegung dadurch beeinflußt werden, daß das Schrittschaltwerk (insbesondere durch Mehr­ fachbetätigung des Schalters 28a) unmittelbar nacheinander mehrere Arbeitstakte ausführt.

Der unter Einwirkung des Federelements 15 nachgie­ big an dem Werkstück 14 in Anlage gehaltene An­ drückschuh 1 läßt sich unter Mitnahme des Schleif­ bandes 10a entlang der Führungsbahn 12 in der ge­ wünschten Richtung (angedeutet durch den Doppel­ pfeil 13 in Fig. 2) bewegen, wobei im Arbeitsbe­ reich 1b des Schleifbandes der Entgratvorgang ab­ läuft.

Abhängig von den Arbeitsbedingungen kann das Schrittschaltwerk der Entgrateinrichtung in der Weise betätigt werden, daß es - beispielsweise nach jedem zehnten Entgratvorgang - das Schleif­ band um ein Wegstück nachführt, das in etwa der Abmessung des Arbeitsbereichs 1b entspricht. Unter "Arbeitsbereich" ist dabei der Bereich zu verstehen, in dem das auf dem Andrückschuh auflie­ gende Schleifband gleichzeitig mit der zu bearbei­ tenden Werkstückfläche im Eingriff steht.

Zweckmäßgerweise ist das Schrittschaltwerk 8 im Anschluß an das Kolbenaggregat 5 mit einer Schneideinheit ausgestattet, die das Abtrennen des verbrauchten Schleifbandabschnitts ermöglicht. Die Schneideinheit kann dabei in der Weise ausgestal­ tet sein, daß sie unmittelbar neben der Kolben­ stange 5c an der Schwinge 22 befestigt ist und beispielsweise mit deren Haltefläche 22a als Ge­ genfläche zusammenwirkt.

Die Fixierung des Schleifbandes 10a im Arbeitsbe­ reich 1b (vgl. Fig. 1) läßt sich im übrigen da­ durch weiter verbessern, daß die Andrückrolle 19 gleichzeitig als Halteorgan dient. Zu diesem Zweck ist die Andrückrolle mit einem Feststellorgan - beispielsweise in Form einer hydraulisch be­ tätigten Bremsscheibe - ausgestattet. Vorzugsweise nimmt die Bremsscheibe - ebenso wie die Kolbenaggregate 5 bis 7 - unter Einwirkung einer vorgespannten Feder im drucklosen Zustand die Bremsstellung ein, in welcher sie an der An­ drückrolle 19 anliegt und dadurch eine ungewollte Drehbewegung verhindert.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß das den Entgratvorgang be­ wirkende Werkzeug ohne besonderen Arbeits- und Zeitaufwand fernbetätigt erneuert werden kann; die Entgrateinrichtung ist daher auch für automatisch ablaufende entsprechende Bearbeitungsvorgänge ge­ eignet.

Claims (12)

1. Entgrateinrichtung für Werkstücke aus Kunst­ stoff, insbesondere duroplastischem Faserver­ bundwerkstoff, mit einem Schleifband, welches während der Entgratbewegung nachgiebig an der zu bearbeitenden Werkstückfläche in Anlage ge­ halten ist, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß das von einer Vorratsrolle (10) abzieh­ bare Schleifband (10a) einen Andrückschuh (1) teilweise umschlingt;
• - daß die Vorratsrolle (10) ebenso wie der mittels eines Federelements (15) abge­ stützte Andrückschuh (1) an einem Tragteil (4) angebracht ist und
• - daß der Andrückschuh (1) - in Richtung der Abziehbewegung (Pfeil 18) des Schleifbandes (10a) von der Vorratsrolle (10) gesehen - hinter dessen Arbeitsbereich mit einem auch eine Klemmwirkung ausübenden Schrittschalt­ werk (8) ausgestattet ist, über welches das Schleifband abschnittweise von der Vorrats­ rolle abziehbar und, den benutzten Bandab­ schnitt ersetzend, in den Arbeitsbereich nachführbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Andrückschuh (1) in Richtung auf die zu bearbeitende Werkstückfläche paral­ lel zu sich selbst beweglich mit dem Tragteil (4) in Verbindung steht.

3. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ drückschuh (1) über zumindest einen Doppel­ lenker (2, 3) mit dem Tragteil (4) in Verbin­ dung steht.

4. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ drückschuh (1) - in Richtung der Abziehbe­ wegung (Pfeil 18) von der Vorratsrolle (10) gesehen - vor dem Arbeitsbereich (1b) mit zu­ mindest einem Andrückelement (19) für das Schleifband (10a) ausgestattet ist.

5. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrittschaltwerk (8) eine am Andrückschuh (1) angelenkte Schwinge (22) aufweist, die mit einem das Schleifband (10a) erfassenden Hal­ teorgan (5) ausgestattet und mittels eines Schwingenantriebs (7) hin und her schwenkbar ist.

6. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schrittschaltwerk (8) - in Richtung der Ab­ ziehbewegung (Pfeil 18) des Schleifbandes (10

• a) von der Vorratsrolle (10) gesehen - ein Klemmorgan (6) vorgelagert ist, über welches das Schleifband außerhalb des Arbeitsbereichs (1b) an dem Andrückschuh (1) festhaltbar ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halteorgan (5) während der Abziehbewegung des Schwingenan­ triebs (7) - im Gegensatz zum Klemmorgan (6) - die Schließstellung und während der Rückführ­ bewegung des Schwingenantriebs in die Aus­ gangslage bei in der Schließstellung befind­ lichem Klemmorgan die Öffnungsstellung ein­ nimmt.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwingenantrieb als Kolben­ aggregat (7) ausgebildet ist.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Halteorgan (5) und das Klemmorgan (6) als federbelastete Kol­ benaggregate ausgebildet sind.

10. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifband (10a) über einen Zeitschalter (28b) mit vorwählbarem Schaltzeitpunkt um ein vorgegebenes Wegstück nachführbar ist.

11. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (4) sich nach Art eines Schlittens verschiebbar an einer Führungsbahn (12) ab­ stützt.

12. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifband (10a) im Arbeitsbereich (1b) be­ züglich der Längsrichtung der Führungsbahn (12) schräggestellt ist (Winkel α).