DE3932089A1 - Bearbeitungseinheit zum brechen der kanten oder zum entgraten eines werkstuecks - Google Patents

Description

Eine Bearbeitungseinheit gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-OS 37 43 091 bekannt. In einem Lagerkörper ist eine Welle drehbar gelagert, die ein Fräswerkzeug trägt. Der Lagerkörper ist in einem sphärischen Schwenklager zen­ triert. Der Außenring des Schwenklagers ist in einem Gehäuse befestigt. Am andern Ende ist der Lagerkörper gegenüber dem Gehäuse durch mehrere druckbeaufschlagte Kolben zentriert. Die Zylinder der Kolben sind miteinander verbunden und an einen Druckregler angeschlossen. Damit wird eine von der Aus­ lenkung unabhängige Zentrierkraft erreicht. Die Wahl des Drucks richtet sich nach der gewünschten Anpreßkraft des Werkzeugs. Diese Bearbeitungseinheit hat sich zum Kanten­ brechen gut bewährt. Für das Entgraten ist sie allerdings weniger geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungs­ einheit gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzu­ bilden, daß sie sich auch zum Entgraten eignet. Diese Auf­ gabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung kann die An­ preßkraft des Werkzeugs auf das Werkstück unabhängig von der Zentrierkraft in Vorschubrichtung eingestellt werden. Dadurch wird es möglich, die Zentrierung in Vorschubrichtung relativ steif zu machen. Ein vorstehender Grat kann dann ge­ wissermaßen mit dem Werkzeug durchsägt werden, ohne daß die Vorschubgeschwindigkeit stark verkleinert werden muß. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung ist deshalb nebst dem Kantenbruch auch ein rationelles Entgraten von Werkstücken möglich.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Axialschnitt durch eine Bearbeitungseinheit.

In der Zeichnung ist ein oszillierendes Druckluftwerkzeug 1 sche­ matisch dargestellt. Es umfaßt einen Lagerkörper 1, in welchem eine Kolbenstange 3 mit einem Kolben 4 längsverschiebbar gela­ gert ist. Die Kolbenstange 3 ist gegenüber dem Lagerkörper 2 gegen Verdrehen gesichert, z.B. durch eine Nut-Feder-Verbin­ dung. Die Kolbenstange 3 trägt an ihrem freien Ende ein Spann­ futter 5 mit einem eingespannten Werkzeug 6 dargestellt als Feile. Der Lagerkörper 2 enthält ferner ein nicht dargestell­ tes Ventil, das den Kolben 4 auf seinen beiden Seiten ab­ wechselnd mit Druckluft beaufschlagt, so daß die Kolben­ stange 3 längs ihrer Achse 17 oszilliert. In der Zuleitung 9 zum Ventil ist ein Schlauch 10 so verlegt, daß er auf den Lagerkörper 2 keine wesentlichen auslenkenden und vom Betrag der Auslenkung abhängigen Kräfte ausübt. Das Druckluftwerk­ zeug 1 bildet mit einem Gehäuse 15 eine Bearbeitungseinheit 11. Der Lagerkörper 2 ist im Gehäuse 15 mittels eines sphä­ rischen Wälz-Schwenklagers 16 um zwei sich und die Stangen­ achse 17 senkrecht schneidende Schwenkachsen 18, 19 schwenk­ bar gelagert und durch einen in eine Nut 20 eingreifenden Stift 21 gegen Verdrehen um die Stangenachse 17 gesichert. Das Schwenklager 16 gewährleistet eine reibungsarme Lagerung des Lagerkörpers 2 ohne Haft- und Gleitreibung.

An dem dem Werkzeug 6 zugewandten Ende sind im Gehäuse 15 gleichmäßig über den Umfang verteilt vier radiale, abge­ stufte Zylinderbohrungen 25 gebohrt. Die Stufe 26 dieser Bohrungen 25 dient als Anschlag für einen in der Bohrung 25 geführten abgestuften Kolben 27. Der Lagerkörper 2 durch­ dringt eine axiale Bohrung 28 des Gehäuses 15 mit Spiel. Jede Bohrung 25 ist außen durch einen Anschlußstutzen 29 abgeschlossen. Von jedem Stutzen 29 geht eine Zufuhrleitung 30 ab. Je zwei einander diametral gegenüberliegende Zylinder­ räume 25 sind über die Leitungen 30 miteinander verbunden und an je einen Druckregler 31, 32 angeschlossen.

In der dargestellten zentrierten Mittelstellung liegen sämt­ liche Kolben 27 gleichzeitig an der Stufe 26 und am Lager­ körper 2 an. Die Bearbeitungseinheit 11 wird so ausgerich­ tet, daß die dargestellte Schnittebene senkrecht zur Vor­ schubrichtung ist. Bei Auslenkung des Lagerkörpers 2 durch Anpressen des Werkzeugs 6 gegen das Werkstück hebt einer der dargestellten Kolben 27 vom Lagerkörper 2 und der ge­ genüberliegende Kolben 27 von der Stufe 26 ab, so daß der Lagerkörper 2 mit einer von der Auslenkung unabhängigen, durch den Druck im Regler 31 einstellbaren Kraft in Rich­ tung auf die Mittelstellung belastet wird. In Vorschubrich­ tung ist der Lagerkörper 1 hingegen durch eine größere, durch den Druck im Regler 32 eingestellte Kraft zentriert. Um die Reibung bei der Auslenkung möglichst gering zu hal­ ten, sind die Kolben 27 gegenüber den Zylinderbohrungen 25 nicht durch elastomere Dichtringe abgedichtet, so daß durch den engen Spalt zwischen Kolben 27 und Bohrung 25 stets etwas Luft entweicht.

Das Schwenklager 16 kann auch als sphärisches hydrostatisches Gasgleitlager oder als Kardanlager ausgebildet sein mit einem den Lagerkörper 2 umhüllenden Ring, der über zwei in der einen Schwenkachse 18 angeordnete Lagerzapfen mit dem Gehäuse 15 und zwei in der andern Schwenkachse 19 angeordnete La­ gerzapfen mit dem Lagerkörper 2, z.B. über Kugellager, ver­ bunden ist. Statt des Druckluftwerkzeugs kann auch eine motorisch angetriebene Spindel entsprechend der DE-OS 37 43 091 eingebaut werden, wobei das Werkzeug 6 z.B. ein Zylinderfräser ist. Die dargestellte Ausbildung des Druck­ luftwerkzeugs 1 hat den Vorteil, daß sich die Feile 6 zum Entgraten besser eignet als ein Zylinderfräser. Die Feile kann z.B. auch abgekröpft werden, wie dies in der Figur mit dem Bezugszeichen 6′ gestrichelt dargestellt ist. Da­ mit können unter Umständen Kanten gebrochen oder entgratet werden, die mit einem Zylinderfräser nicht zugänglich sind. Die von den Reglern 31, 32 abgehenden Leitungen können über ein Wechselventil geführt werden, so daß beim Ändern der Vorschubrichtung der Druck in den Zylinderräumen 25 umge­ schaltet werden kann und die Bearbeitungseinheit 11 nicht gedreht zu werden braucht. Es können auch z.B. acht, zwölf oder sechzehn Zylinder 25 mit Kolben 27 angeordnet werden, wobei z.B. nur jeweils vier davon in der beschriebenen Weise beaufschlagt sind. Damit kann die Bearbeitungsein­ heit 11 auch schief zu den X-Y-Koordinaten gefahren werden, ohne daß sie gedreht werden muß. Weil die Kolbenstange 3 bei der Bearbeitung stets etwas aus der Mittelstellung aus­ gelenkt ist, braucht grundsätzlich nur der bei dieser Aus­ lenkung ausgelenkte Kolben mit dem kleineren Druck beauf­ schlagt zu werden. Die übrigen drei Kolben können an den Regler 32 angeschlossen sein. Die beschriebene Bearbei­ tungseinheit eignet sich außer zum Feilen und Fräsen auch zum Schleifen oder Sägen.

Am hinteren Ende sind am Gehäuse 15 vier einander je paar­ weise gegenüberliegende, radial angeordnete, induktive Weg­ taster 35 befestigt, deren Abtastkopf 36 am Lagerkörper 2 anliegt. Das Signal dieser Taster 35 ermöglicht eine Be­ stimmung der Werkzeugauslenkung nach Richtung und Betrag. Diese Auswertung kann z.B. auf einem Bildschirm darge­ stellt werden und als Programmierhilfe für einen nicht dargestellten Kantenbrechautomaten oder für ein Warn- oder Stoppsignal zum automatischen Abschalten des Auto­ maten bei Überschreiten einer vorgegebenen Auslenkung verwendet werden.

Die Bearbeitung kann auch automatisch optimiert werden, indem die Signale der Taster 35 in einem Rechner ausge­ wertet werden. Es können auch mehrere, wahlweise auf die Leitung 30 aufschaltbare Druckregler 31 mit unterschied­ licher Druckeinstellung vorgesehen werden, so daß die Wahl der Anpreßkraft durch Umschalten auf den passenden Regler 31 erfolgen kann.

Claims (5)

1. Bearbeitungseinheit, insbesondere zum Brechen der Kanten oder zum Entgraten von Werkstücken, mit einem Betä­ tigungselement (3) zum Einspannen eines spanabhebenden Werk­ zeugs (6), umfassend ein Gehäuse (15), einen in einem Schwenk­ lager (16) um zwei senkrecht zueinander stehende Schwenk­ achsen (18, 19) schwenkbar im Gehäuse (15) gelagerten Lager­ körper (2), in welchem das Betätigungselement (3) beweglich gelagert ist, sowie ein vom Schwenklager (16) beabstandetes Zentrierelement zum Zentrieren der beiden aus Lagerkörper (2) und Gehäuse (15) bestehenden Elemente (2, 15) relativ zueinander, wobei das Zentrierelement mindestens vier in je einem Zylinder (25) beweglich geführte, gegeneinander wir­ kende, gegen je einen Anschlag (26) im ersten Element (15) durch ein Druckmedium über einen ersten Druckregler (32) beaufschlagte Kolben (27) umfaßt, wobei alle Kolben (27) in der zentrierten Mittelstellung der beiden Elemente (2, 15) an ihren Anschlägen (26) und am zweiten Element (2) anlie­ gen und bei einer Auslenkung aus der Mittelstellung minde­ stens einer der Kolben (27) von seinem Anschlag (26) und mindestens einer der weiteren Kolben (27) vom zweiten Ele­ ment (2) abgehoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens einer der Kolben (27) durch einen von einem weiteren Druckregler (31) geregelten, vom Druck der übrigen Kolben (27) verschiedenen Druck beaufschlagt ist.

2. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zylinder (25) je zweier einander diame­ tral gegenüberliegender Kolben (27) miteinander kommunizieren und paarweise durch den gleichen Druck beaufschlagt sind.

3. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (3) eine längs ihrer Achse oszillierende Stange ist.

4. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (6) als Feile ausgebildet ist.

5. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stange (3) relativ zum Lager­ körper (2) gegen Verdrehen gesichert ist.