DE4402078A1 - Verfahren und Vorrichtung zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff.

Wenn man Stücke, die aus verformbarem Werkstoff realisiert sind, oberflächlich verarbeiten muß, um dieselben oberflächlich glatt und homogen herzustellen, ist es nach dem derzeitigen Stand der Technik notwendig, nur mit der Hand derartig zu arbeiten, daß schneidende Werkzeuge zur Abnahme der Gratansätze, des Übermaterials, usw., angewendet werden.

In der Tat, wenn man automatische Vorrichtungen anwendet, erhält man durch die Gegenwart von Variationen zwischen den einzelnen Stücken wegen Herstellungsmaßtoleranzen Endoberfläche, die Aushöhlungen, Schnitte, nicht homogene Abnahme, usw. verursachen. Auf diese Variationen im Fertigerzeugnis folgen Fehler, die den Ausschluß des Stückes und somit eine Kostenerhöhung und eine geringe Wettbewerbsfähigkeit verursachen.

Ein Beispiel eines solchen Problems ergibt sich bei der Herstellung von Lenkrädern aus Polyurethan durch Spritztechniken. Die Natur des Herstellungsverfahrens führt zu der Ausbildung von Umfangsgraten, die keine erhebliche Dicke im Vergleich zu derjenigen des Lenkradkörpers aufweisen, jedoch jedenfalls derartig sind, daß sie entfernt werden müssen, um ein Qualitätsprodukt zu erhalten.

Gerade um ein befriedigendes Produkt zu erhalten, führt man eine Gratabnahme mit der Hand mit Hilfe eines schneidenden Elementes durch, so daß die Qualität des Fertigerzeugnisses von der Tüchtigkeit und Handfertigkeit der Arbeiter abhängig ist. Wie schon erwähnt, führt ein solches Verfahren zu erheblichen Kosten und schließt die Probleme von möglichen Herstellungsausschlüssen, Ausschlüssen die mit dem menschlichen Faktor verbunden sind, nicht aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu gestalten, die alle die obengenannten Probleme lösen und eine optimale und preisgünstige oberflächliche Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff erlauben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwirklichung eines Verfahrens zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff gelöst, wobei zu entfernende Anteile des Stückes in Kontakt mit einem Werkzeug gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten zu entfernenden Anteile des Stückes einem lokalisierten Strom von kryogenischem Gas unterworfen werden und gleich danach dieselben besagten gekühlten Anteile in Kontakt mit einem Werkzeug gebracht werden.

Vorteilhaft kann sogar eine Vorrichtung zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff angewendet werden, die aus einem Stützelement eines Rohteiles und einem rotierenden Werkzeug zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung des Rohteiles besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem besagten Werkzeug verbundenes Verteilerelement zur Verteilung von kryogenischem Gas vorgesehen ist, wobei das Gas stromaufwärts von dem Werkzeug auf den zu entfernenden Anteil des Stückes trifft, und daß das Rohteil aus bei Raumtemperatur verformbarem Werkstoff realisiert ist. Als Alternative kann das Werkzeug auch nicht schneidend sein.

Die Merkmale und die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden näher anhand der nachstehenden Beschreibung erläutert, die sich auf die anliegenden Zeichnungen bezieht, wobei

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht des vergrößerten Teiles der Vorrichtung nach Fig. 2 darstellen.

In den Figuren, die als nicht beschränkende Beispiele gelten, wird eine schematische Vorrichtung zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff erläutert, wobei die Stücke im vorliegenden Beispiel aus Lenkrädern 10 aus Polyurethan bestehen.

Man kann also bemerken, daß ein Stück, beispielsweise ein Lenkrad 10 aus Polyurethan, das durch Spritzen erzeugt wird und zu entfernende Anteile 11 enthält, welche aus Graten oder anderen Vorsprüngen bestehen, in einer automatischen Weise verarbeitet und nachbearbeitet sein kann, d. h. mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff.

Man muß zunächst bemerken, daß beispielsweise solche Grate 11 umfangsförmig sind und Dimensionen haben, die im Vergleich zu der Dicke des Stückes 10 nicht erheblich sind.

Erfindungsgemäß sind die Grate 11 oder ihre lokalisierte Anteile einem lokalisierten Strom von kryogenischem Gas unterworfen, welches aus einer Verteilerdüse herauskommt und dieselben Anteile steif und zerbrechlich macht, ohne allerdings den Körper des Lenkrades 10 in einer beträchtlichen Weise beeinzuflussen. Zum Beispiel kann das Gas Stickstoff sein.

Wenn diese erste Stufe von schneller Abkühlung einmal durchgeführt wird, bringt man diese gekühlten Anteile 11 in Kontakt mit einem nicht schneidenden, beispielsweise rotierenden Werkzeug, das dieselben abnimmt, ohne den Lenkradkörper zu beeinflussen.

Eine beträchtliche Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die lokalisierte Abkühlung eine Erhärtung und eine konsequente Sprödigkeit der zu entfernenden Anteile verursacht, die in dieser Weise durch spröden Bruch und nicht durch Schneiden, wie im bekannten Stand der Technik, abgenommen werden. Dieses verhindert jedes möglichen zufälligen Einschnitt des Stückes, mit Herstellungsausschluß als Folge.

Das Verfahren kann, als Alternative, den räumlichen Transport des Stückes 10 oder der Werkzeug 13- Gasverteiler 12-Gruppe oder beide, mit Hilfe der entsprechenden Vorrichtungen vorsehen, wobei die genannten Vorrichtungen dieselbige stützen.

Im folgenden wird eine nur als Beispiel geltende Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, die nur zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff anwendbar ist.

Im Beispiel besteht die Vorrichtung aus einem Stützelement eines Rohteiles, d. h. einem Arm 14 eines Roboters 15 oder eines üblichen rotierenden Motormittels in einer alternativen Ausführungsform.

Der Arm 14, das den Stück 10 trägt, wird gegenüber eine Bearbeitungsgruppe positioniert, die wesentlich aus einem rotierenden Werkzeug 13 zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung des Rohteiles 10 besteht. Erfindungsgemäß kann das Werkzeug 13 ein Schaftfräser von einer nicht schneidenden Form sein, wobei ein Verteilerelement 12 zur Verteilung von kryogenischem Gas mit dem Werkzeug verbunden ist und im vorliegenden Beispiel aus einer Düse besteht, die mit dem Gasbehälter durch eine entsprechende Röhre in Verbindung steht. Der aus der Düse verteilte Gasstrom trifft stromaufwärts vom Werkzeug 13 auf den zu entfernenden Anteil 11 des Stückes 10 und macht denselben Anteil steif, hart und zerbrechlich. Eine solche schnelle Abkühlung beeinflußt allerdings den Körper des Stückes, der verarbeitet wird, nicht in einer beträchtlichen Weise nicht, so daß er in der nachfolgenden Stufe nicht abgenommen wird.

Wenn diese Abkühlung einmal durchgeführt wird, bringt man das rotierende Werkzeug 13 in Kontakt mit dem gekühlten und gehärteten Anteil 11, der durch Bruch abgenommen wird, ohne das übrige Teil des Stückes 10, in diesem Fall den Lenkradkörper, zu beeinflussen.

Um diese Handlung besser durchzuführen, wird die Werkzeug 13-Gasverteilerdüse 12-Gruppe auf einer Transportvorrichtung gestützt, die ihre Bewegung in einer Lotebene oder auch im Raum erlaubt, wobei die Ebene mit 18 schematisiert gekennzeichnet ist. Diese Ordnung erlaubt die Verwirklichung einer Auflage, die eine bestimmte Nachgiebigkeit aufweist, so daß Stücke außer Toleranz ebenfalls verarbeitet werden können.

In der dargestellten Vorrichtung ist jede mögliche Nachbehandlung des Stückes erlaubt, dank der Tatsache, daß jede notwendige Bewegung ermöglicht wird, wenn diese auch aus einer Kombination der räumlichen Bewegung des Stückes und derjenigen der Werkzeug 13-Gasverteilerdüse 12-Gruppe besteht.

Die Triebe, die eine solche Bewegung verwirklichen, sind von beliebiger Art, wie z. B. elektromechanischer, pneumatischer, hydraulischer, öldynamischer Art, jedenfalls derartig, daß sie jede notwendige Möglichkeit einer gegenseitigen Bewegung zwischen den Teilen erlauben.

Wie schon erwähnt, werden allerdings simplifizierte Ausführungen nicht ausgeschlossen, in welchen das Stück einfach auf eine Motorspindel gestützt ist.

Als Alternative kann man in dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Vorrichtung auch schneidende Werkzeuge anwenden, wobei die Auflagegruppe mit geeigneten Vorrichtungen versehen ist, die den Druck und/oder die Kraft zwischen den Teilen derartig regulieren, so daß das Stück bei einer Nachbearbeitung nicht zerstört wird.

Claims (12)

1. Verfahren zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff, wobei Anteile des Stückes, die zu entfernen sind, in Kontakt mit einem Werkzeug gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten zu entfernenden Anteile des Stückes einem lokalisierten Strom von kryogenischem Gas unterworfen werden und gleich danach dieselben besagten gekühlten Anteile in Kontakt mit einem Werkzeug gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stück mit Hilfe von einer entsprechenden Vorrichtung, von welcher dasselbe gestützt ist, im Raum bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkzeug-Gasverteiler-Gruppe mit Hilfe einer entsprechenden Vorrichtung, von welcher dieselbe gestützt ist, im Raum bewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht schneidendes Werkzeug angewendet wird.

5. Vorrichtung zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff, die aus einem Stützelement eines Rohteiles und einem rotierenden Werkzeug zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung des Rohteiles besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem besagten Werkzeug verbundenes Verteilerelement zur Verteilung von kryogenischem Gas vorgesehen ist, wobei das Gas stromaufwärts von dem besagten Werkzeug auf den zu entfernenden Anteil des Stückes trifft, und daß das Rohteil aus bei Raumtemperatur verformbarem Werkstoff realisiert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide das besagte Werkzeug und das besagte Verteilerelement, zur Verteilung von kryogenischem Gas auf einer entsprechenden Stütz- und Transportvorrichtung angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Stütz- und Transportvorrichtung eine räumliche Bewegung des besagten Werkzeugs und des besagten Verteilerelementes zur Verteilung von kryogenischem Gas erlaubt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Stützelement des Rohteiles mit einem Motormittel zu ihrer Bewegung versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Motormittel des besagten Stützelementes eine räumliche Bewegung des besagten Rohteiles erlaubt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Werkzeug nicht von einer schneidenden Art ist.

11. Verfahren zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff, wie in wesentlichen obenbeschrieben und beansprucht.

12. Vorrichtung zur oberflächlichen Verarbeitung und Nachbearbeitung von Stücken aus verformbarem Werkstoff, wie in wesentlichen obenbeschrieben, in den Zeichnungen dargestellt und beansprucht.