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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung
einer Struktur, wie z.B. Wabenstrukturen, die wenigstens eine Reihe
mit im Wesentlichen geradlinig angeordneten und gleichmäßig voneinander
beabstandeten Hohlräumen
aufweisen, die in die zu bearbeitende Oberfläche münden.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, die so
ausgebildet sind, dass eine derartige Struktur ausgehend von der Oberfläche über eine
beliebige Tiefe, die kleiner als die Dicke der Struktur ist, in
einer Bahn bearbeitet werden kann, die zu einer oder mehreren der
Reihen von in die Oberfläche
mündenden
Hohlräumen
absolut parallel ist.
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Eine
bevorzugte Anwendung der Erfindung betrifft die Oberflächenbearbeitung
einer Platte oder einer Tafel aus einem wabenförmigen Material mit röhrenförmigen Zellen,
etwa einem Wabenmaterial, bevor auf beiden Seiten der Platte Häute oder
Tafeln als Abschluss angeordnet werden, um eine Sandwichplatte zu
bilden wie sie insbesondere in der Luftfahrtindustrie verwendet
werden kann.
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Stand der
Technik
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In
einigen Industriezweigen, wie zum Beispiel der Luftfahrtindustrie,
werden häufig
Strukturelemente in Form von planen oder nicht planen Sandwichplatten
ausgeführt.
Derartige Platten zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Steifigkeit
und durch ein relativ geringes Gewicht aus.
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Die
Sandwichplatten umfassen oft einen aus einem wabenförmigen Material
mit röhrenförmigen Zellen
gebildeten Kern, an dem zu beiden Seiten zwei Häute, im Allgemeinen durch Klebung,
angesetzt sind.
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Aus
verschiedenen Gründen
(Gewichtsreduzierung, Erhöhung
der Lebensdauer, Verbesserung der Leistungsmerkmale der aus diesen
Materialien hergestellten Strukturen, Sicherheit etc.) kann es interessant
sein, die einzelnen von den Zellen abgegrenzten Hohlräume miteinander
zu verbinden. Wenn das wabenförmige
Material mit röhrenförmigen Zellen
in eine Sandwichplatte integriert ist, ist es somit möglich, die
Flüssigkeiten,
die unter bestimmten Bedingungen in die Hohlräume eindringen können, abzuleiten
oder auch den in den Hohlräumen
herrschenden Luftdruck auszugleichen, wenn sich der Außendruck ändert.
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Zum
Herstellen dieser Verbindungen werden bekanntermaßen in den
Wänden
zwischen den aneinander grenzenden Hohlräumen Aussparungen ausgeführt, bevor
diese Hohlräume
mit der Haut überzogen
werden, die auf der Oberfläche
der Struktur angeordnet ist. Die Dokumente GB-A-1 353 468, US-A-4
749 150 und US-A-5 543 198 verdeutlichen den Vorteil derartiger
Aussparungen, die verschiedene Formen und Abmessungen aufweisen
können. Hingegen
beschreiben sie kein Mittel zum Lösen der Fertigungsprobleme,
die nun beschrieben werden.
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Im
Allgemeinen weisen die wabenförmigen Materialien
mit röhrenförmigen Zellen
Hohlräume auf,
die in nebeneinander liegenden Reihen nach einem gleichmäßigen Muster
angeordnet sind. Am häufigsten
werden die Materialien als "Wabenmaterial" bezeichnet, und
die Hohlräume
weisen einen sechseckigen Querschnitt auf. Die Wände dieser Hohlräume sind
meistens aus Aluminium oder einem organischen oder anorganischen
Verbundwerkstoff hergestellt.
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Wenn
man eine Verbindung zwischen den Hohlräumen eines zellen- oder wabenförmigen Materials
herstellen möchte,
indem an seiner Oberfläche Aussparungen
eingearbeitet werden, so muss sichergestellt sein, dass die Aussparungen
korrekt positioniert sind und kontrollierte Formen und Abmessungen
aufweisen, um negative Auswirkungen auf die Produkte zu vermeiden.
Dies bedeutet insbesondere, dass jede Aussparung nur zwei benachbarte Hohlräume miteinander
verbinden und sich nicht bis zu den Knotenpunkten erstrecken darf,
die mehrere Hohlräume
voneinander trennen.
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In
der Praxis sind die Platten aus wabenförmigen Materialien mit röhrenförmigen Zellen
jedoch nicht gleichmäßig und
weisen zufällige,
fertigungsbedingte Fehler auf (fehlerhafte Stapelung der Tafeln, Verformung
bei der Expansion, Wellenbildung der Hohlräume...).
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Darüber hinaus
zeichnet sich das Material durch eine geringe Eigensteifigkeit aus,
solange es nicht durch Hinzufügen
von Häuten
auf beiden Seiten gehalten wird, und verformt sich demzufolge leicht, wenn
Kräfte
an seiner Oberfläche
angewendet werden.
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In
Anbetracht der geringen Steifigkeit der zellen- oder wabenförmigen Materialien
und der ungleichmäßigen Beschaffenheit
ihrer Hohlraumnetze ist die Ausführung
von Aussparungen nur in den Bereichen der Wände, die zwei benachbarte Hohlräume trennen,
mit Problemen verbunden, die sich in der Praxis nur schwer lösen lassen.
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Wenn
man die Aussparungen mit Hilfe von Maschinen wie etwa herkömmlichen
Fräsmaschinen mit
zwei Achsen bearbeitet, die eine relative Verschiebung des Schneidwerkzeugs
und der Platte aus einem zellen- oder wabenförmigen Material in Richtung
der beiden Achsen der Ebene dieser Platte gewährleisten, so ist es nicht
möglich,
eine präzise
Positionierung der Aussparungen in den Wänden der Hohlräume zu gewährleisten.
Insbesondere sind die Verformung des Materials und die Fehler, die
das Hohlraumnetz aufweist, dergestalt, dass einige der Aussparungen
an nicht beabsichtigten Stellen der Struktur ausgeführt werden,
wie etwa Knotenpunkten, die mehrere Hohlräume voneinander trennen, oder
Wänden,
die auf wenigstens einem Teil ihrer Länge bearbeitet sind. Dies beeinträchtigt die
mechanischen Leistungsmerkmale der aus dem auf diese Weise bearbeiteten
Material hergestellten Sandwichplatte in entscheidendem Maße.
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Bisher
ist keine Vorrichtung bekannt, die es ermöglicht, in die Oberfläche einer
derartigen Struktur Aussparungen einzuarbeiten und gleichzeitig
eine ausreichend genaue Positionierung dieser Aussparungen in Bezug
auf die Hohlraumreihen zu gewährleisten,
um mit Sicherheit zu verhindern, dass einige der Aussparungen an
nicht beabsichtigten Stellen ausgeführt werden und die mechanischen
Leistungsmerkmale des hergestellten Produktes beeinträchtigen.
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Beschreibung
der Erfindung
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Gegenstand
der Erfindung ist allgemein ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung
einer Struktur, die wenigstens eine Reihe mit im Wesentlichen geradlinig
angeordneten und gleichmäßig voneinander beabstandeten
Hohlräumen
aufweist, die in die zu bearbeitende Oberfläche münden, wobei die Bearbeitung
in einer absolut parallel zu der Hohlraumreihe verlaufenden Bahn
erfolgt, gleich, welche Anordnungsfehler diese Hohlräume aufweisen
und welche Verformungen die Struktur bei der Bearbeitung erleidet.
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Dieses
Ergebnis wird erfindungsgemäß mit Hilfe
eines Verfahrens zur Bearbeitung einer Struktur erzielt, die wenigstens
eine Reihe mit im Wesentlichen geradlinig angeordneten und gleichmäßig voneinander
beabstandeten Hohlräumen
aufweist, die in die zu bearbeitende Oberfläche münden, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bearbeitung durch eine relative Verschiebung zwischen einem
Führungsmittel tragenden
Bearbeitungskopf und der zu bearbeitenden Struktur ausgeführt wird,
wobei die Führungsmittel
nacheinander in wenigstens einigen der Hohlräume der Hohlraumreihe zur Anlage
kommen, derart, dass die Oberfläche
in einer parallel zu dieser Reihe verlaufenden Bahn bearbeitet wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsart der
Erfindung wird ein Bearbeitungskopf verwendet, der wenigstens einen
Drehkörper
umfasst, der an seiner Außenseite
mit Vorwölbungen
versehen ist, die geeignet sind, während der relativen Verschiebung
nacheinander in wenigstens einigen der Hohlräume zur Anlage zu kommen.
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Vorteilhafterweise
wird der Drehkörper
dann mit einer vorbestimmten, im Wesentlichen konstanten Kraft gegen
die Oberfläche
der Struktur gedrückt. Diese
Kraft wird entsprechend der Beschaffenheit der bearbeiteten Struktur
festgelegt, um deren Verformung, insbesondere durch Druck, zu verhindern und
gleichzeitig ein gutes Eindringen der Vorwölbungen in die Hohlräume zu gewährleisten.
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Je
nach Fall wird ein Drehkörper
verwendet, der während
dieser relativen Verschiebung frei um sich selbst drehbar ist, oder
ein Antriebsdrehorgan, das den Bearbeitungskopf antreibt, um diese
relative Verschiebung zu bewirken.
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Wenn
der Drehkörper
kein Antriebsdrehorgan ist, führt
man eine allgemeine relative Verschiebung zwischen einem Werkzeughalter
und der zu bearbeitenden Struktur in einer durchschnittlich geradlinigen
Richtung in der Nähe
der Bahn aus, wobei der Bearbei tungskopf auf dem Werkzeughalter
in der zur Bahn im Wesentlichen lotrechten Richtung locker genug
angebracht ist, damit der Kopf dieser Bahn folgt und hierbei in
den Hohlräumen
zur Anlage kommt.
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Vorteilhafterweise
erfolgt die Anlage wenigstens an zwei Reihen von Hohlräumen, die
zu beiden Seiten eines von dem Bearbeitungskopf getragenen Schneidwerkzeugs
angeordnet sind.
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Eine
bevorzugte Anwendung des Verfahrens betrifft die Oberflächenbearbeitung
einer Platte aus einem zellen- oder wabenförmigen Material.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung
einer Struktur, die wenigstens eine Reihe mit im Wesentlichen geradlinig
angeordneten und gleichmäßig voneinander beabstandeten
Hohlräumen
aufweist, die in die zu bearbeitende Oberfläche münden, dadurch gekennzeichnet,
dass sie einen Bearbeitungskopf und von dem Bearbeitungskopf getragene
Führungsmittel umfasst,
die geeignet sind, während
einer relativen Verschiebung zwischen dem Bearbeitungskopf und der
zu bearbeitenden Struktur nacheinander in wenigstens einigen der
Hohlräume
dieser Hohlraumreihe zur Anlage zu kommen, derart, dass die Oberfläche in einer
parallel zu dieser Hohlraumreihe verlaufenden Bahn bearbeitet wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Als
nicht einschränkendes
Beispiel wird nun eine bevorzugte Ausführungsart der Erfindung unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, wobei:
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1 eine
perspektivische Darstellung ist, die eine bevorzugte Ausführungsart
einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung
zeigt;
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2 eine
perspektivische Darstellung ist, die den Bearbeitungskopf der Vorrichtung
der 1 im Detail zeigt, und
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3 eine
perspektivische Darstellung ist, die insbesondere das Zusammenwirken
der Vorwölbungen
von zwei von dem Bearbeitungskopf getragenen Drehkörpern mit
zwei Hohlraumreihen der zu bearbeitenden Struktur bei der in 1 und 2 dargestellten
Vorrichtung zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung
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1 ist
eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung.
Bei der dargestellten Ausführungsart
wird diese Vorrichtung zur Oberflächenbearbeitung einer Struktur 10 in
Form einer planen Platte aus einem Wabenmaterial verwendet. Wie
in 3 besser erkennbar, weist dieses Material in bekannter
Weise Waben bzw. Hohlräume 11 auf,
die in parallelen Reihen gemäß einem
sechseckigen Netz angeordnet sind. Diese Hohlräume sind durch Wände 12 getrennt.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass sich die Erfindung nicht auf die Bearbeitung
dieser Art von Strukturen beschränkt,
sondern sich grundsätzlich auf
die Bearbeitung aller planen oder nicht planen Strukturen bezieht,
die wenigstens eine Reihe mit im Wesentlichen geradlinig angeordneten
und gleichmäßig voneinander
beabstandeten Hohlräumen
aufweisen, die in die zu bearbeitende Oberfläche münden. Insbesondere kann jede
Art von wabenförmigen Strukturen
mit röhrenförmigen Zellen
erfindungsgemäß mit Hilfe
einer Vorrichtung bearbeitet werden, die von der hier beschriebenen
Vorrichtung abgeleitet ist.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsart weist die Bearbeitungsvorrichtung
einen feststehenden Tisch 13 zur Aufnahme der auf ihrer
Oberseite zu bearbeitenden Struktur 10 auf. Die Positionierung
der Struktur 10 auf dem Tisch 13 wird in der Weise
gewährleistet,
dass die zu bearbeitende Oberfläche
der Struktur 10 nach oben zeigt.
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Der
Tisch 13 umfasst auf beiden Seiten seiner Oberseite, auf
der die Struktur 10 ruht, zwei Schienen 14, die
in einer ersten Richtung OX zueinander parallel ausgerichtet sind.
Diese erste Richtung ist parallel zur Oberseite des Tischs 13.
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Ein
Balken oder Rahmen 16 ruht mittels Laufrollen 18 auf
jeder der beiden Schienen 14. Der Balken 16 ist
parallel zur Oberseite des Tischs 13 in einer zweiten Richtung
OY ausgerichtet, die zu der von den Schienen 14 gebildeten
ersten Richtung OX orthogonal verläuft. Diese Anordnung ermöglicht es dem
Balken 16, sich entlang der Schienen 14 in der ersten
Richtung OX über
der zu bearbeitenden Struktur 10 zu verschieben. Diese
Verschiebung wird vorteilhafterweise von einem (nicht dargestellten)
Antriebsorgan bewirkt, das von einem (nicht dargestellten) Automaten
gesteuert zu werden vermag.
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Der
Balken 16 ist auf einer seiner Seitenflächen mit einer Schiene 20 versehen,
die entlang der zweiten Richtung ausgerichtet ist. Diese Schiene 20 trägt mit Hilfe
von Rollen 24 einen Werkzeughalter 22. Diese Anordnung
ermöglicht
es dem Werkzeughalter 22, sich von einem zum anderen Ende
des Balkens 16, das heißt über die gesamte Breite des Tischs 13,
in der zweiten Richtung OY zu bewegen. Diese Verschiebung ist schematisch
durch den Pfeil F1 in 1 dargestellt. Vorteilhafterweise
sind (nicht dargestellte) Steuerungsmittel vorgesehen, um eine Verschiebung
des Werkzeughalters 22 von einem zum anderen Ende des Balkens 16 unter
der Einwirkung des oben erwähnten
(nicht dargestellten) Automaten zu steuern.
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Der
Werkzeughalter 22 trägt
einen Bearbeitungskopf 26, der mit einem Schneidwerkzeug 28 (2)
ausgerüstet
ist, dessen Profil an die Größe und Form
der Aussparungen angepasst ist, zum Beispiel einer Kreissäge mit dreieckiger
Verzahnung. Dieses Schneidwerkzeug 28 wird von einem Motor 30 zur
Rotation um eine im Wesentlichen entlang der zweiten Richtung OY
ausgerichtete Achse angetrieben.
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Gemäß einem
ersten Merkmal der Erfindung ist der Bearbeitungskopf 26 mit
dem Werkzeughalter 22 durch einen Mechanismus verbunden,
der während
des eigentlichen Bearbeitungsvorgangs einen begrenzten Ausschlag
zwischen diesen beiden Teilsystemen in Bezug auf die von dem Werkzeughalter 22 beschriebene
Bahn wenigstens zur Seite und nach oben zulässt. Dieser Mechanismus ermöglicht es
dem Bearbeitungskopf 26, der Verschiebung des Werkzeughalters 22 in
der ersten Richtung OX zu folgen und gleichzeitig sowohl in der
zweiten Richtung OY als auch in einer senkrechten, zu der ersten
und zweiten Richtung OX und OY orthogonalen Richtung OZ über eine
gewisse Bewegungsfreiheit zu verfügen.
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Bei
der beispielhaft in 1 dargestellten Ausführungsart
wird diese relative Bewegungsfreiheit zwischen dem Bearbeitungskopf 26 und
dem Werkzeughalter 22 dadurch erreicht, dass diese beiden
Organe mit Hilfe eines Mechanismus verbunden werden, der ein erstes
Tragelement 32 und ein zweites Tragelement 34 umfasst.
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Genauer
gesagt ist das erste Tragelement 32 an dem Werkzeughalter 22 mit
Hilfe einer Achse 36 angebracht, die entlang der ersten
Richtung OX, das heißt
parallel zu den Schienen 14 ausgerichtet ist. Das erste
Tragelement 32 verschiebt sich somit mit dem Balken 16 und
dem Werkzeughalter 22 in der ersten Richtung OX, die auch
der Vorschubrichtung des Schneidwerkzeugs 28 entspricht,
wobei es sich gleichzeitig um die Achse 36 in beiden Richtungen drehen
kann, wie mit Pfeil F2 dargestellt.
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Das
zweite Tragelement 34 ist mit dem ersten Tragelement 32 durch
eine Achse 38 verbunden, die orthogonal zur Achse 36 und
im Wesentlichen in Richtung der senkrechten Achse OZ ausgerichtet
ist. Genauer gesagt ermöglicht
diese Verbindung eine Drehung des zweiten Tragelements 34 um
die Achse 38, wie mit Pfeil F3 dargestellt.
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Der
Bearbeitungskopf 26 ist schließlich an dem zweiten Tragelement 34 durch
eine lineare Führungsvorrichtung
angebracht, die in Bezug auf das zweite Tragelement 34 eine
Translation dieses Kopfes parallel zur Achse 38 erlaubt,
wie mit Pfeil F4 dargestellt.
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(Nicht
dargestellte) Blockierungsmittel ermöglichen es, die Drehbewegungen
um die Achsen 36 und 38 in einer neutralen Position
zu blockieren, in der diese Achsen jeweils gemäß den Richtungen OX und OY
ausgerichtet sind. Ein (nicht dargestelltes) Hubsystem ermöglicht es überdies,
den Bearbeitungskopf 26 von der zu bearbeitenden Oberfläche abzuheben,
wenn die Vorrichtung angehalten wird.
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Die
vorstehend beschriebene Anordnung ist dergestalt, dass der Bearbeitungskopf 26 normalerweise
aufgrund der Schwerkraft auf der zu bearbeitenden Oberseite der
Struktur 10 ruht. Wenn der Balken 16, der den
Bearbeitungskopf 26 trägt,
entlang der Schienen 14 verschoben wird, um die Einarbeitung
von Aussparungen E (3) in den Wänden 12 der Struktur 10 auszuführen, werden
die Höhenunterschiede
auf ihrer Oberseite automatisch durch eine in Bezug auf das zweite
Tragelement 34 zur Achse 38 parallele Verschiebung
des Bearbeitungskopfes 26 in Richtung von Pfeil 4 berücksichtigt.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Bearbeitungstiefe
unabhängig
von der Form der zu bearbeitenden Oberfläche konstant bleibt.
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Ferner
ermöglicht
es die Drehung des ersten Tragelements 32 um die Achse 36 (Pfeil
F2) in Verbindung mit der Drehung des zweiten Tragelements 34 um
die Achse 38 (Pfeil F3), dass das Schneidwerkzeug 28 einer
Bahn folgt, die zu der von den Schienen 14 gebildeten ersten
Richtung OX nicht ganz parallel ist.
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Der
Bearbeitungskopf 26 wird vorteilhafterweise mit einer vorbestimmten,
im Wesentlichen konstanten Kraft gegen die zu bearbeitende Oberfläche der
Struktur 10 gedrückt.
Diese Kraft wird in Abhängigkeit
von der Beschaffenheit der zu bearbeitenden Struktur festgelegt,
um diese nicht zu beschädigen, wobei
gleichzeitig ein ausreichender Druck gewährleistet wird, um die gewünschte Bearbeitungstiefe
in jedem Fall zu erreichen.
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Reicht
das Gewicht des Bearbeitungskopfes 26 nicht aus, um die
auf diese Weise vorbestimmte Kraft auszuüben, kann der Bearbeitungskopf
beschwert werden. Ebenso können
elastische Mittel zwischen den Werkzeughalter 22 und den
Bearbeitungskopf eingefügt
werden.
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Bei
der dargestellten Ausführungsart
wird davon ausgegangen, dass das Gewicht des Bearbeitungskopfes 26 eine
zu starke Kraft auf die zu bearbeitende Struktur 10 ausüben würde. In
diesem Fall kann ein Gegengewicht 40 verwendet werden,
um die durch das Gewicht des Bearbeitungskopfes 26 bedingte
Belastung zu verringern, wie in 1 dargestellt.
In diesem Fall wird dieses Gegengewicht 40 mit dem Bearbeitungskopf 26 durch
ein Seil 42 verbunden, welches über Rollen 44 geführt wird,
die an einem fest mit dem Werkzeughalter 22 verbundenen Mast 46 angebracht
sind, so dass eine nach oben gerichtete Kraft auf den Bearbeitungskopf
wirkt.
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Wie
in 1 dargestellt, weist der Bearbeitungskopf 26 vorzugsweise
eine Verkleidung 48 auf, an der eine Leitung 50 angeschlossen
ist, die mit (nicht dargestellten) Mitteln zum Absaugen der von dem
Schneidwerkzeug 28 während
seines Betriebs erzeugten Späne
verbunden ist. In 2 wurde auf die Darstellung
dieser Verkleidung verzichtet, um die in der Nähe des Schneidwerkzeugs 28 angeordneten Teile
des Bearbeitungskopfes sichtbar zu machen, die nun beschrieben werden.
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Der
Bearbeitungskopf 26 umfasst erfindungsgemäß wenigstens
auf einer Seite des Schneidwerkzeugs 28 und, wie in 2 dargestellt, vorzugsweise
auf beiden Seiten dieses Werkzeugs einen Drehkörper 52.
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Bei
der dargestellten Ausführungsart
wird jeder der Drehkörper 52 von
einer Führungsrolle
gebildet, die bündig
an die entsprechende Seite des Fräsers anschließt, der
das Schneidwerkzeug 28 bildet. Die Führungsrollen 52 sind
in dem Bearbeitungskopf 26 in der Weise angeordnet, dass
sie sich frei um ein und dieselbe Achse drehen. Diese Achse ist
zur Achse des Werkzeugs 28 parallel oder mit dieser deckungsgleich,
wie im Fall von 2 und 3. Jede andere
signifikante relative Verschiebung zwischen den Rollen 52 und
dem Werkzeug 28 ist hingegen nicht möglich. Dies bedeutet insbesondere,
dass sich das Werkzeug 28 und die Führungsrollen 52 im
Einklang bewegen, wenn der Bearbeitungskopf 26 sich in
Bezug auf den Werkzeughalter 22 verschiebt und dabei die
Bewegungsfreiheit ausnutzt, die von dem Verbindungsmechanismus gewährleistet
wird, der zwischen diesen Organen eingefügt ist.
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Die
relative Anordnung der Führungsrollen 52 und
des Schneidwerkzeugs 28 ist derart, dass sich die untere
Mantellinie der Rollen 52 in einem Abstand über der
unteren Mantellinie des Werkzeugs 28 befindet, der der
Tiefe der zu bearbeitenden Aussparungen E (3) entspricht.
Ruht der Bearbeitungskopf 26 auf der zu bearbeitenden Struktur 10,
kommen die Führungsrollen
somit auf der Oberseite derselben zur Anlage. Das Schneidwerkzeug 28 dringt dann
in einer Höhe
in die Wände 12 ein,
die der Tiefe der Aussparungen E entspricht.
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Wie
in 2 und 3 zu erkennen ist, ist jede
der Rollen 52 in unmittelbarer Nähe des Schneidwerkzeugs 28 an
ihrer Außenseite
mit gleichmäßig beabstandeten
Vorwölbungen 54 versehen. Die
Abmessungen, die Form und der Abstand der Vorwölbungen 54 werden
in Abhängigkeit
von der zu bearbeitenden Struktur 10 gewählt, damit
jede der Vorwölbungen
in das Ende eines der in der Struktur 10 gebildeten Hohlräume 11 einzudringen
vermag.
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Während die
Aussparungen E in den Wänden 12,
die die Hohlräume
einer Reihe von Hohlräumen 11 in
der Struktur 10 voneinander trennen, in einer zur ersten
Richtung OX im Wesentlichen parallelen Richtung eingearbeitet werden,
verschiebt sich der Balken 16 auf den Schienen 14 in
der Richtung OX. Mit Hilfe des Werkzeughalters 22 und des
Verbindungsmechanismus mit Spiel, der die beiden Organe verbindet,
führt der
Balken 16 den Bearbeitungskopf 26 mit sich mit.
Die Vorwölbungen 54 der Führungsrollen 52 kommen
nun nacheinander in den Hohlräumen 11 von
zwei Hohlraumreihen zur Anlage, die an die Reihe von Hohlräumen angrenzen,
deren Trennwände 12 gerade
bearbeitet werden.
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Aufgrund
des Zusammenwirkens der Vorwölbungen 54 und
der Hohlräume 11 entspricht
die von dem Schneidwerkzeug 28 beschriebene momentane Bahn
genau jener der Hohlraumreihe, deren Trennwände bearbeitet werden. Auf
diese Weise wird eine sehr genaue seitliche und höhenbezogene Positionierung
des Werkzeugs erreicht, da der Bearbeitungskopf 26 über gewisse
Freiheitsgrade in Bezug auf den Werkzeughalter 22 verfügt, wie
oben bereits beschrieben. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
demzufolge unabhängig
von den Mängeln
der zu bearbeitenden Struktur und den Verformungen, die diese während der
Bearbeitung eventuell erleidet, sichergestellt werden, dass die
Aussparungen E genau an den gewünschten
Stellen ausgeführt
werden und die gewünschte
Tiefe aufweisen. So können sämtliche
Aussparungen insbesondere in der Mitte der Wände 12 ausgeführt werden,
die die aufeinander folgenden Hohlräume einer Reihe trennen, wie
in 3 dargestellt. Die mechanischen Leistungsmerkmale
des am Ende erzielten Teils sind somit praktisch garantiert.
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Der
Wechsel des Bearbeitungsdurchgangs erfolgt durch Blockieren der
Verschiebungen des Werkzeughalters 22 in der seitlichen
Richtung OY in Bezug auf die Vorschubrichtung OX des Werkzeugs 28.
Während
der Bearbeitungskopf 26 noch auf der Oberfläche der
zu bearbeitenden Struktur 10 ruht, wird am Ende eines jeden
Durchgangs der seitliche Freiheitsgrad OY des Bearbeitungskopfs
verriegelt. Anschließend
wird der Bearbeitungskopf so weit angehoben, dass die Vorwölbungen 54 und
das Schneidwerkzeug 28 vollständig aus der zu bearbeitenden
Struktur 10 heraustreten. Der Werkzeughalter 22 wird
dann seitlich in der Richtung OY mit einem Abstand verschoben, der
einer ganzen Zahl von Schritten entspricht, die die nebeneinander
angeordneten Reihen von Hohlräumen 11 in
dieser Richtung trennen. Diese Verschiebung entspricht in der Regel einem
Schritt, wenn sämtliche
Wabenreihen zu bearbeiten sind und ein einziges Schneidwerkzeug 28 verwendet
wird. Der Bearbeitungskopf 26 wird anschließend wieder
auf die Oberfläche
der Struktur aufgesetzt, der Freiheitsgrad in der seitlichen Richtung
OY wird freigegeben, und ein neuer Bearbeitungsdurchgang in Längsrichtung
(in der entgegengesetzten Richtung) OX wird ausgeführt.
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Natürlich können alle
diese Vorgänge
von einem Automaten gesteuert werden, insbesondere wenn die gesamte
Oberfläche
der Struktur 10 zu bearbeiten ist.
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Die
oben mit Bezug auf 1 bis 3 beschriebene
Ausführungsart
kann in vielfacher Hinsicht abgewandelt werden, ohne den Rahmen
der Erfindung zu verlassen. So kann die Führung des Schneidwerkzeugs
von einem einzigen Drehkörper anstelle
von zwei Drehkörpern
gewährleistet
werden. Ferner können
die Vorwölbungen,
mit denen jeder Drehkörper
versehen ist, derart angeordnet werden, dass sie nur in jeden zweiten
Hohlraum einer Reihe eingreifen, wenn die Hohlräumen sehr dicht beieinander
liegen. Ebenso kann auch jeder Drehkörper zum Beispiel nicht von
einer Rolle, sondern von einem Raupensystem gebildet sein, welches
die Vorwölbungen
trägt.
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Statt
an einem von Schienen geführten
Balken angebracht zu sein, kann der Bearbeitungskopf überdies
von einem Gelenkarm oder jedem vergleichbaren System getragen werden.
Der Bearbeitungskopf kann auch an einem tragbaren, direkt von einem
Mitarbeiter betätigten
System angebracht sein, dessen manuelle Führung die Verschiebungen zur
Seite und nach oben gewährleistet,
welche das Zusammenwirken der Vorwölbungen und Hohlräume erfordern.
In diesem Fall ist es auch möglich,
den oder die frei drehbaren Drehkörper durch ein oder mehrere
Antriebsdrehorgane zu ersetzen, die den Vorschub der Vorrichtung
steuern.
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Die
erfindungsgemäße Bearbeitungstechnik eignet
sich schließlich
sowohl für
die Bearbeitung einer planen Struktur als auch für die Bearbeitung einer Struktur
mit einer konvexen oder konkaven Oberfläche. Während die Hohlräume im Allgemeinen
von den Zellen eines wabenförmigen
Materials mit röhrenförmigen Zellen
gebildet sind, kann es sich auch um andersartige Hohlräume handeln,
die nicht notwendigerweise die gesamte Struktur durchqueren.
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Es
wird ferner darauf hingewiesen, dass Form und Tiefe der mit Hilfe
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gearbeiteten Aussparung beliebig sein können und ausschließlich vom
jeweils gewählten Schneidwerkzeug
abhängen.
Statt einer Kreissäge, deren
Achse mit der des Drehkörpers,
der die Vorwölbungen
trägt,
deckungsgleich ist oder zu dieser parallel ist, wie im Fall der
beschriebenen Ausführungsart,
kann das Schneidwerkzeug demnach von einem Bohrer oder einem vergleichbaren
Werkzeug gebildet sein, dessen Rotationsachse in diesem Fall orthogonal
zu der des Drehkörpers
und senkrecht zur Oberfläche
der zu bearbeitenden Struktur ausgerichtet ist. Es ist auch möglich, gleichzeitig
mehrere Aussparungen auszuführen,
indem mehrere Bearbeitungswerkzeuge nebeneinander benutzt werden.