EP0374151B1 - Bürstkopf für entgrat- und bürstmaschinen - Google Patents

Bürstkopf für entgrat- und bürstmaschinen Download PDF

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EP0374151B1
EP0374151B1 EP88904491A EP88904491A EP0374151B1 EP 0374151 B1 EP0374151 B1 EP 0374151B1 EP 88904491 A EP88904491 A EP 88904491A EP 88904491 A EP88904491 A EP 88904491A EP 0374151 B1 EP0374151 B1 EP 0374151B1
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EP
European Patent Office
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brushes
brush head
baseplate
drive shaft
shaft
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EP88904491A
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English (en)
French (fr)
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EP0374151A1 (de
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Reinhard Huhmann
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RSA ENTGRAT-TECHNIK RAINER SCHMIDT
Original Assignee
RSA ENTGRAT-TECHNIK RAINER SCHMIDT
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B13/00—Brushes with driven brush bodies or carriers
    • A46B13/02—Brushes with driven brush bodies or carriers power-driven carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B45/00—Means for securing grinding wheels on rotary arbors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor

Definitions

  • the invention relates to a brush head for deburring and brushing machines, with a base plate connected in a torque-locking manner to a driven shaft, in which a plurality of finger-like brushes are interchangeably held parallel to the axis of rotation, and with a guide plate connected parallel to the base plate and adjustable relative to it in the axial direction, through which the brushes are passed.
  • Such a brush head operated in operation at a high speed of 1,500 rpm, for example, is known from DE-U 78 07 217.
  • the finger-like brushes which consist for example of wire bristles, grinding nylon or other materials, are held on a base plate attached to this shaft, parallel to the axis of a drive shaft of the machine. These brushes protrude through a guide plate.
  • the two plates are adjustable relative to one another in the axial direction of the working shaft.
  • the guide plate prevents the individual bristles or the like from escaping during the rotation of the brush head rotating at high speed.
  • the free bristle length can be changed by moving the base plate, if, for example, a "soft brushing effect" is desired.
  • a brush head for a deburring or brushing machine in which several brush-like brushes rotatably mounted on a base body of a gear housing are each individually driven at high speed.
  • the main body of the gear housing executes a slow rotary movement during this rotation of the brushes driven at high speed.
  • Such a brush head should preferably be used for deburring recessed workpiece contours. Since the brush-like brushes are not supported laterally, the individual bristles spread outward due to the centrifugal forces that occur, so that the bristle tips only partially strike the surface to be deburred.
  • a brush head of this type is therefore unsuitable for deburring larger surfaces and surface edges. The deburring result must inevitably be uneven and inadequate.
  • CH-A-652 065 describes a brush head with at least two brushes, the construction of which, however, is contained in this Document is not disclosed.
  • Each brush can be driven via a planetary gear on the one hand for its own rotation around a working shaft and on the other hand for a planetary movement on a circular path around a drive shaft.
  • Each brush of this known brush head consequently carries out two rotary movements, namely firstly a self-rotation and secondly a planetary revolution.
  • this measure is intended to help ensure a more complete machining of a workpiece, that is to say an enlargement of the area which can be reached with the brushes.
  • the brushes should also be worn more evenly. This obviously cannot prevent the individual bristles from bending out.
  • the invention has for its object to provide a brush head based on the described prior art, in which both a uniform wear of the brush bristles is guaranteed, as well as bending of the bristles are prevented, so that consistently good machining results can be achieved.
  • the brush head according to the invention is thus characterized by a total of three superimposed rotary movements.
  • the additional, third rotary movement of the brushes according to the invention is not a cutting movement. The actual cutting speed is achieved by the rotary movement of the brush head.
  • the brush head is characterized in that a preferably even number of brushes is held in the base plate concentrically evenly distributed on a common pitch circle, with a small distance from one another, which brushes are rotatably connected to one another, with at least one of them Brushing is driven.
  • the drive of a brush can take place indirectly via the drive shaft of the machine, wherein a gearwheel can be placed on the drive shaft in a torque-locking manner, which is in a torque-transmitting connection with a countershaft of the driven brush.
  • the even order of Brushing prevents opposing movements of adjacent brushes, so that the bristles of adjacent brushes cannot interlock with each other.
  • an eccentric housing 3 is rotatably placed on the housing socket 11 surrounding the drive shaft 2.
  • the brush head 4 is supported with a working shaft 43 in this eccentric housing 3.
  • a gear 7 is fixed in rotation, which engages with a first ring gear 71 in a gear 8 on the working shaft 43.
  • the brush head 4 is placed on the outer end of the working shaft 43. It consists of a base plate 41, on which a preferably even number of finger-like brushes 5 is arranged coaxially to the working shaft 43, uniformly distributed concentrically on a common pitch circle, at a short distance from one another. Parallel to the base plate 41, a guide plate 42 is provided on the working shaft 43, through which the brushes 5 are guided and with a adjustable free length protrude outwards.
  • the base plate 41 is slidable in the axial direction of the working shaft 43 on a pin 422 of the guide plate 42.
  • a support plate 10 is slidably arranged, which prevents that during operation due to the centrifugal forces, the bristles 51 of the brushes 5 bulge outwards, which means that there is a risk that they will pull out of the bores 421.
  • Each of the finger-like brushes 5 has a sleeve-shaped end part 52 with which it is detachably attached to a rotationally symmetrical holding part 53 seated in the base plate 41 by being plugged on.
  • These holding parts 53 are in turn rotatably supported in the base plate 41 about the longitudinal axis of the brush 5.
  • they each have a ring gear 531 on the outside, with which they are in a rotational driving connection with one another.
  • a drive pinion acts on at least one of the sprockets 531 of one of the holding parts 53.
  • This drive pinion is slidably placed in the axial direction on the corresponding guide section 62 of a countershaft 6 for driving the entirety of the brushes 5.
  • This countershaft 6 is mounted on the one hand in the guide plate 42 and on the other hand on a bearing plate 44 which is held parallel to the base plate 41 at the end of the pin 422.
  • a bearing shaft section 61 of the countershaft 6 projects through this bearing plate 44.
  • a toothed wheel 63 is placed on this section and is connected via an intermediate wheel 64 to a second ring gear 72 of the toothed wheel 7 on the drive shaft 2, the second ring gear 72 being one different diameter compared to the first ring gear 71.
  • the rotational movement of the brush head 4 about the axis of the working shaft 43 and the drive of the individual brushes 5 about their own axis are achieved in this way via the drive shaft 2.
  • the brush head 4 is at a speed of e.g. 1,500 rpm driven, the individual brushes 5 being driven at a very low speed of a few revolutions per minute.
  • the ratio of the speed of the driven brushes 5 to the speed of the brush head 4 should be a maximum of about 1:50.
  • the base plate of the brush head 4 simultaneously executes a planetary movement while rotating about its own axis, the eccentric housing 3 being driven.
  • gears shown by way of example other transmission means are possible, for example envelope drives.

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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Bürstkopf für Entgrat- und Bürstmaschinen, mit einer mit einer angetriebenen Welle drehmomentschlüssig verbundenen Grundplatte, in welcher mehrere fingerartige Bürsten auswechselbar parallel zur Drehachse gehalten sind, und mit einer parallel zur Grundplatte mit dieser verbundenen und gegenüber dieser in Achsrichtung verstellbaren Führungsplatte, durch welche die Bürsten geführt sind.
  • Ein solcher im Betrieb mit hoher Drehzahl von beispielsweise 1.500 U/min betriebener Bürstkopf ist aus der DE-U 78 07 217 bekannt. Bei diesem Bürstkopf sind die fingerartigen Bürsten, die beispielsweise aus Drahtborsten, Schleifnylon oder anderen Materialien bestehen, achsparallel zu einer Antriebswelle der Maschine an einer an dieser Welle aufgesetzten Grundplatte gehalten. Diese Bürsten ragen durch eine Führungsplatte hindurch. Die beiden Platten sind relativ zueinander in Achsrichtung der Arbeitswelle verstellbar. Die Führungsplatte verhindert das Ausweichen der einzelnen Borsten oder dergleichen während der Drehung des mit hoher Drehzahl rotierenden Bürstkopfes. Die freie Borstenlänge kann durch Verschieben der Grundplatte verändert werden, wenn beispielsweise ein "weicher Bürsteffekt" gewünscht wird. Insbesondere beim Betrieb eines solchen Bürstkopfes mit relativ großer freier Borstenlänge und hoher Drehzahl kann das an der Auslaufseite der Bearbeitungsrichtung liegende Borstenmaterial ausbiegen; denn die hinteren, an der Auslaufseite liegenden Borsten werden nicht mehr durch dahinter liegende Borsten gestützt. Dadurch ergeben sich unterschiedliche Bearbeitungswinkel zwischen den vorderen und hinteren Borsten. Diese unterschiedlichen Bearbeitungswinkel, die während eines längeren Einsatzes des Bürstkopfes - in Abhängigkeit von Borstenmaterial, freier Borstenlänge und Anpreßdruck - entstehen, ergeben unterschiedliche Bearbeitungsqualitäten.
  • Aus der DD-PS 145 453 ist ein Bürstkopf für eine Entgrat- oder Bürstmaschine bekannt, bei dem mehrere an einem Grundkörper eines Getriebegehäuses drehbar gelagerte, pinselartige Bürsten jeweils einzeln mit hoher Drehzahl angetrieben werden. Der Grundkörper des Getriebegehäuses führt während dieser Rotation der mit hoher Drehzahl angetriebenen Bürsten eine langsame Drehbewegung aus. Ein solcher Bürstkopf soll dabei vorzugsweise zum Entgraten von zurückgesetzten Werkstückkonturen Verwendung finden. Da die pinselartigen Bürsten seitlich nicht abgestützt sind, spreizen sich die einzelnen Borsten aufgrund der auftretenden Fliehkräfte stark nach außen, so daß die Borstenspitzen nur bedingt auf die zu entgratende Fläche auftreffen. Ein Bürstkopf dieser Art ist daher für das Entgraten von größeren Flächen und Flächenkanten ungeeignet. Das Entgratergebnis muß zwangsläufig ungleichmäßig und unzureichend sein.
  • Die CH-A-652 065 beschreibt einen Bürstkopf mit mindestens zwei Bürsten, deren konstruktiver Aufbau jedoch in dieser Druckschrift nicht offenbart ist. Jede Bürste ist über ein Planetengetriebe einerseits für eine Eigenrotation um eine Arbeitswelle sowie andererseits für eine Planetenbewegung auf einer Kreisbahn um eine Antriebswelle antreibbar. Jede Bürste dieses bekannten Bürstkopfes führt demzufolge zwei Drehbewegungen aus, nämlich erstens eine Eigenrotation und zweitens einen Planetenumlauf. Diese Maßnahme soll einerseits dazu beitragen, eine vollständigere Bearbeitung eines Werkstückes, d.h. eine Vergrößerung der mit den Bürsten erreichbaren Fläche zu gewährleisten. Andererseits soll auch ein gleichmäßigerer Verschleiß der Bürsten bewirkt werden. Ein Ausbiegen der einzelnen Borsten kann hiermit aber offensichtlich nicht verhindert werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik einen Bürstkopf zu schaffen, bei dem sowohl eine gleichmäßige Abnutzung der Bürsten-Borsten gewährleistet ist, als auch Ausbiegungen der Borsten verhindert werden, so daß gleichbleibend gute Bearbeitungsergebnisse erzielt werden können.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit einem Bürstkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen 2 bis 5 enthalten.
  • Der erfindungsgemäße Bürstkopf zeichnet sich somit durch insgesamt drei überlagerte Drehbewegungen aus. Erstens führt die Grundplatte mit den fingerartigen Bürsten eine Eigenrotation um die Arbeitswelle aus. Zweitens bewegt sich die Grundplatte - bedingt durch den Planetenantrieb - auch auf einer Planetenbahn um die Antriebswelle. Drittens ist erfindungsgemäß jede fingerartige Bürste für sich in der Grundplatte drehbar gelagert und dabei mit einer Drehzahl angetrieben, deren Verhältnis zur Drehzahl der Grundplatte maximal etwa 1 : 50 ist. Die zusätzliche, dritte Drehbewegung der Bürsten gemäß der Erfindung ist keine Schnittbewegung. Die eigentliche Schnittgeschwindigkeit wird durch die Rotationsbewegung des Bürstkopfes erreicht. Infolge der zusätzlichen, überlagerten Drehung der mit sehr geringer Drehzahl, beispielsweise 1 - 2 U/min, rotierenden Bürsten um ihre eigene Achse, wird während des Betriebes des Bürstkopfes sichergestellt, daß sich die einzelnen Borsten der fingerartigen Bürsten gleichmäßig abnutzen, da während des Betriebes die Borsten einer Bürste jeweils zu dem zu behandelnden Werkstück unterschiedliche Positionen bzw. Drehstellungen einnehmen. Ein bleibendes Ausbiegen der Borsten wird hierdurch wirksam verhindert ("kompensiert"). Die Bearbeitungswinkel innerhalb der Bürste bleiben konstant. Eine gleichmäßige Abnutzung der Bürsten stellt eine gleichförmige Entgratung oder Bürstenbehandlung mit entsprechend gleichbleibender Oberflächengüte sicher. Zusätzlich wird die Standzeit der Bürsten erheblich erhöht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Bürstkopf dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundplatte konzentrisch auf einem gemeinsamen Teilkreis gleichmäßig verteilt, mit geringem Abstand zueinander eine vorzugsweise gerade Anzahl von Bürsten gehalten ist, die miteinander sich gegenseitig drehend mitnehmend verbunden sind, wobei mindestens eine dieser Bürsten angetrieben ist. Dabei kann der Antrieb einer Bürste indirekt über die Antriebswelle der Maschine erfolgen, wobei auf der Antriebswelle drehmomentschlüssig ein Zahnrad aufgesetzt sein kann, das in drehmomentübertragender Verbindung mit einer Vorgelegewelle der angetriebenen Bürste steht. Die geradzahlige Anordnung von Bürsten verhindert gegenläufige Bewegungen benachbarter Bürsten, so daß sich die Borsten benachbarter Bürsten nicht störend ineinander verhaken können.
  • Anhand eines abgebildeten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine teilgeschnittene Vorderansicht eines Bürstkopfes für eine Entgrat- oder Bürstmaschine, und
    • Fig. 2 einen Schnitt nach Linie I - I in Fig. 1.
  • Aus einem Maschinengehäuse 1 ragt eine von einem nicht dargestellten Motor angetriebene Antriebswelle 2 für den insgesamt mit der Ziffer 4 bezeichneten Bürstkopf, der neben der Rotation um die Antriebswelle 2 eine Planetenbewegung um einen Gehäusestutzen 11 ausführt. Dazu ist auf den die Antriebswelle 2 umgebenden Gehäusestutzen 11 ein Exzentergehäuse 3 drehbar aufgesetzt. In diesem Exzentergehäuse 3 ist der Bürstkopf 4 mit einer Arbeitswelle 43 gelagert. Am Ende der Antriebswelle 2 ist drehfest ein Zahnrad 7 aufgesetzt, welches mit einem ersten Zahnkranz 71 in ein Zahnrad 8 auf der Arbeitswelle 43 eingreift.
  • Auf das äußere Ende der Arbeitswelle 43 ist der Bürstkopf 4 aufgesetzt. Er besteht aus einer Grundplatte 41, auf der konzentrisch auf einem gemeinsamen Teilkreis gleichmäßig verteilt, mit geringem Abstand zueinander, eine vorzugsweise gerade Anzahl von fingerartigen Bürsten 5 koaxial zur Arbeitswelle 43 angeordnet ist. Parallel zur Grundplatte 41 ist auf der Arbeitswelle 43 eine Führungsplatte 42 vorgesehen, durch welche die Bürsten 5 geführt sind und mit einer einstellbaren freien Länge nach außen ragen. Dabei sitzt die Grundplatte 41 in Achsrichtung der Arbeitswelle 43 verschiebbar auf einem Zapfen 422 der Führungsplatte 42. Zwischen Grundplatte 431 und Führungsplatte 42, die Bohrungen 421 für den Durchgriff der Bürsten besitzt, ist eine Stützplatte 10 verschiebbar angeordnet, die während des Betriebes verhindert, daß aufgrund der Fliehkräfte die Borsten 51 der Bürsten 5 sich nach außen wölben, wodurch die Gefahr besteht, daß sich diese aus den Bohrungen 421 herausziehen.
  • Jede einzelne der fingerartigen Bürsten 5 weist ein hülsenförmiges Endteil 52 auf, mit dem sie abnehmbar an einem rotationssymmetrischen, in der Grundplatte 41 sitzenden Halteteil 53 durch Aufstecken befestigt ist. Diese Halteteile 53 wiederum sind um die Längsachse der Bürste 5 drehbar in der Grundplatte 41 gelagert. Sie weisen beispielsweise außen jeweils einen Zahnkranz 531 auf, mit dem sie untereinander in drehender Mitnahmeverbindung stehen.
  • Auf mindestens einen der Zahnkränze 531 eines der Halteteile 53 wirkt ein mit der Ziffer 9 bezeichnetes Antriebsritzel. Dieses Antriebsritzel ist drehmomentenschlüssig in Achsrichtung verschiebbar auf dem entsprechenden Führungsabschnitt 62 einer Vorgelegewelle 6 für den Antrieb der Gesamtheit der Bürsten 5 aufgesetzt. Gelagert ist diese Vorgelegewelle 6 einerseits in der Führungsplatte 42 und andererseits an einer Lagerplatte 44, die parallel zur Grundplatte 41 am Ende des Zapfens 422 gehalten ist. Durch diese Lagerplatte 44 hindurch ragt ein Lagerwellenabschnitt 61 der Vorgelegewelle 6. Auf diesem Abschnitt ist ein Zahnrad 63 aufgesetzt, welches über ein Zwischenrad 64 mit einem zweiten Zahnkranz 72 des Zahnrades 7 auf der Antriebswelle 2 in Verbindung steht, wobei der zweite Zahnkranz 72 einen unterschiedlichen Durchmesser gegenüber dem ersten Zahnkranz 71 aufweist.
  • Bei geeigneter Getriebeabstimmung wird auf diese Weise über die Antriebswelle 2 die Rotationsbewegung des Bürstkopfes 4 um die Achse der Arbeitswelle 43 und der Antrieb der einzelnen Bürsten 5 um ihre jeweilige eigene Achse erreicht. Der Bürstkopf 4 wird dabei mit einer Drehzahl von z.B. 1.500 U/min angetrieben, wobei die einzelnen Bürsten 5 mit einer sehr geringen Drehzahl von wenigen Umdrehungen pro Minute angetrieben sind. Das Verhältnis der Drehzahl der angetriebenen Bürsten 5 zur Drehzahl des Bürstkopfes 4 soll maximal etwa 1 : 50 sein.
  • Zudem führt die Grundplatte des Bürstkopfes 4 gleichzeitig während der Drehung um ihre eigene Achse auch eine Planetenbewegung aus, wobei das Exzentergehäuse 3 angetrieben wird. Statt der beispielshalber gezeigten Getriebe sind andere Übertragungsmittel möglich, beispielsweise Hülltriebe.

Claims (5)

1. Bürstkopf (4) für Entgrat- und Bürstmaschinen, mit einer von einem Motor der Maschine (1) antreibbaren Antriebswelle (2), einer von dieser über einen Planetenantrieb (7, 8) angetriebenen Arbeitswelle (43), einer drehmomentschlüssig mit der Arbeitswelle (43) verbundenen Grundplatte (41), in welcher mehrere, auf einem zu der Arbeitswelle (43) konzentrischen Kreis sowie parallel zu der Arbeitswelle (43) angeordnete, fingerartige Bürsten (5) auswechselbar gehalten sind, sowie mit einer parallel zu der Grundplatte (41) mit dieser verbundenen und gegenüber dieser in Achsrichtung verstellbaren Führungsplatte (42), durch welche die Bürsten (5) geführt sind, wobei die Grundplatte (41) über den Planetenantrieb (7, 8) einerseits für eine Eigenrotation um die Arbeitswelle (43) sowie andererseits für eine Planetenbewegung auf einer Kreisbahn um die Antriebswelle (2) antreibbar ist, und wobei jede fingerartige Bürste (5) in der Grundplatte (41) drehbar gelagert und mit einer Drehzahl angetrieben ist, deren Verhältnis zur Drehzahl der Grundplatte (41) maximal etwa 1 : 50 ist.
2. Bürstkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (5) in einer geraden Anzahl auf dem zu der Arbeitswelle (43) konzentrischen Kreis gleichmäßig verteilt und mit geringem Abstand zueinander angeordnet sind und jeweils mit einem in der Grundplatte (41) gelagerten Zahnrad (53, 531) verbunden sind, wobei vorzugsweise die Zahnräder (53, 531) der jeweils benachbarten Bürsten (5) in drehender Mitnahmeverbindung stehen und mindestens eines der Zahnräder (53, 531) antreibbar ist.
3. Bürstkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Bürsten (5) indirekt über die Antriebswelle (2) erfolgt.
4. Bürstkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) ein Zahnrad (7) trägt, welches in drehmomentübertragender Verbindung mit einer Vorgelegewelle (6) der angetriebenen Bürsten (5) steht.
5. Bürstkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zwischen der Grundplatte (41) und der Führungsplatte (42) parallel zu diesen axial verschiebbar angeordnete Stützplatte (10) mit von den Bürsten (5) jeweils durchgriffenen Öffnungen.
EP88904491A 1987-07-17 1988-06-03 Bürstkopf für entgrat- und bürstmaschinen Expired - Lifetime EP0374151B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3723602 1987-07-17
DE3723602 1987-07-17

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EP0374151A1 EP0374151A1 (de) 1990-06-27
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EP88904491A Expired - Lifetime EP0374151B1 (de) 1987-07-17 1988-06-03 Bürstkopf für entgrat- und bürstmaschinen

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EP (1) EP0374151B1 (de)
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