EP2322321A1 - Bandschleifmaschine zum Bearbeiten gekrümmter Oberflächen - Google Patents

Bandschleifmaschine zum Bearbeiten gekrümmter Oberflächen Download PDF

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EP2322321A1
EP2322321A1 EP09014172A EP09014172A EP2322321A1 EP 2322321 A1 EP2322321 A1 EP 2322321A1 EP 09014172 A EP09014172 A EP 09014172A EP 09014172 A EP09014172 A EP 09014172A EP 2322321 A1 EP2322321 A1 EP 2322321A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
working means
working
rollers
roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09014172A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Sander
Frank Mevert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mevert Maschinenbau & Cokg GmbH
Original Assignee
Mevert Maschinenbau & Cokg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mevert Maschinenbau & Cokg GmbH filed Critical Mevert Maschinenbau & Cokg GmbH
Priority to EP09014172A priority Critical patent/EP2322321A1/de
Priority to EP10401187A priority patent/EP2335875A1/de
Publication of EP2322321A1 publication Critical patent/EP2322321A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/16—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding other surfaces of particular shape
    • 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
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/008—Machines comprising two or more tools or having several working posts

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for machining, in particular grinding, a workpiece with a band-like working means.
  • Devices for processing a workpiece with a belt-like working means are also known as belt grinding machines in the prior art. These are mainly used to machine flat surfaces. For processing curved surfaces of workpieces, various devices and methods are known. Machining within the meaning of the invention comprises the grinding for material removal, the grinding for cleaning the surface, the polishing of the surface and similar processes, wherein the effect on the workpiece depends substantially on the choice of the working medium.
  • the publication DE 296 19 757 U1 describes a device for grinding round material, in which a band-shaped abrasive is wrapped around the round material and the strip material is moved by means of a lifting device transverse to the main axis of the round material.
  • a disadvantage of the grinding transverse to the main axis are the low grinding performance and caused by the grinding direction notches in the workpiece. The latter can lead to material weakening, especially with smaller diameters of the round material.
  • the patent shows DE 1 015 342 B a device for grinding round bars and tubes with circumferential, opposing grinding tools, between which the workpiece is machined.
  • the workpiece is moved in the direction of its axis and about its axis.
  • This device allows the workpiece to be ground substantially in the direction of its axis.
  • the rotation of the workpiece about its own axis is achieved by an inclined position of the deflection rollers of the working means relative to the workpiece axis.
  • a coarse raw wire formed by rolling is drawn through a tapered opening of a die or rolling stand. It gets longer and thinner without loss of material. From production to production, you pull it through smaller and smaller openings until it finally has the desired size. Prior to the first or even further passes of the wire through the opening of the die or roll stand, the wire must be cleared of debris so as to protect the wire and die from damage or contamination.
  • centrifugal blasting machines For cleaning and descaling of wires are so-called centrifugal blasting machines, as the publication DE 1 652 247 B1 shows known.
  • the endless wire in particular the raw wire, processed before the first die of a fast rotating abrasive belt transversely to the workpiece axis.
  • the notch effect of the transverse to the pulling direction grinding marks can lead to tearing of the wire and thus to the interruption of the wire production due to the high tensile forces.
  • the contact duration of an abrasive belt running transversely to the workpiece axis is small and limited. In order to realize a high performance, the work equipment must be moved very quickly.
  • the invention is therefore based on the object to provide a way to machine an elongated workpiece, especially with a curved surface in a sub-area, with a high performance, especially in slowly moving work, while avoiding weakening material.
  • a device for machining a surface of a workpiece with a main axis which comprises at least two rollers, a band-like working means adjacent thereto, a working area extending between the rollers and a drive for the working means, and wherein the one roller , the working area and the other roller are arranged one behind the other in the direction of the orientation of the main axis.
  • This makes it possible to work the workpiece in a nearly axial direction, which on the one hand reduces the risk of notch effect of the grinding image and on the other hand allows an arbitrarily long contact duration of the working medium with the workpiece.
  • the latter is also dependent on the distance of the rollers by the inventive arrangement of the rollers to the main axis of the workpiece. Since the contact surface of the working medium can be chosen almost arbitrarily long, a high grinding performance can be achieved even at a high feed rate of the workpiece.
  • the axes of the rolls are geometric straight lines. Straight lines in three-dimensional space that do not intersect and are not parallel are skewed. It is favorable that the axes of the rolls are skewed to the main axis. Such inclination of the axes makes it possible for the working medium to spiral over the length of the working area around a partial section of the circumference of the workpiece.
  • the working medium has the geometric shape similar to a half-crossed or restricted drive belt. Also, in such a device, the workpiece does not have to be continuously rotated about its major axis, which would be technically possible only at extremely high cost in a drawing process of an endless wire.
  • the rollers are arranged outside the working area, so that the working means only touches the workpiece in the working area. In the area of the rollers, the working medium and the workpiece are not in contact.
  • each axis has a different angle to a normal plane of the main axis.
  • a plane oriented perpendicular to a straight line is a normal plane. This means that the axes of the rolls can intersect at one point or are skewed, but not parallel to each other. Due to the non-parallel oriented rollers, it is possible that the band-shaped working means is curved around the main axis, which is particularly favorable in the machining of workpieces with a curved surface, such as wires.
  • the major axis is the axis of the workpiece, in particular a finite or endless wire, rod or tube, in the direction of maximum extension of the workpiece.
  • the invention serves for the machining of workpieces with any desired, in the longitudinal direction of constant cross-sectional shape.
  • the device can rod, tubular or wire-shaped workpieces, such as rectangular rods or unwound from a coil and welded to a tube sheets are processed.
  • the surface of a workpiece can be edited, the scope of which is only partially curved.
  • the setting of the radius of curvature of the working fluid is dependent on the length and width of the working fluid and the diameter of the rollers.
  • a support of the workpiece is usually necessary to absorb the pressure forces of the working fluid and to avoid shearing of the workpiece. It is favorable that a working means and a roller pair form a functional group and the device has at least two functional groups, which are offset from the main axis, arranged point-symmetrically or displaced in parallel. This makes it possible to machine the workpiece without the workpiece has to be supported, since the pressure forces of the opposing working means cancel each other.
  • At least one roller is connected to a drive and the working fluid rests non-positively on this roller. This makes it possible to drive the working fluid without further intervention in the circulation of the working fluid.
  • the device has at least one pressing element which is assigned to the back of the working means, wherein the pressing force of the pressing element is adjustable.
  • the pressing force of the pressing element is adjustable.
  • the pressure element is designed as a rolling or sliding body or consists of at least one nozzle directed towards the back of the working fluid.
  • the use of a nozzle makes it possible to press the working fluid by means of a wear-free air cushion to the tool.
  • a compression of the air flow is in the inventive positioning of the Working means relative to the workpiece not necessary.
  • the pressing element is arranged offset in particular perpendicular to the main axis of the workpiece to the workpiece on the back of the working means, so that the pressing member acts indirectly on the workpiece. This makes it possible to improve the wrapping of a workpiece having a curved surface.
  • the working means is preferably an abrasive belt. It is favorable that the rollers are crowned and have a smooth surface. This makes it possible that an endlessly circulating working medium, which runs over rollers whose axes are not parallel, does not run away from them. Due to the crown of the roller, the working medium is always centered itself.
  • a method for machining a surface of a workpiece in which a working medium is moved circumferentially and acts on a portion of the circumference of the workpiece, wherein the working means rests in a spiral on the surface of the workpiece.
  • a working medium is moved circumferentially and acts on a portion of the circumference of the workpiece, wherein the working means rests in a spiral on the surface of the workpiece.
  • the working performance of the working medium depends on the duration it can act on the workpiece.
  • the exposure time can be varied by the length of the working medium or the working area at a high propelling speed of the workpiece.
  • High feed rates of the workpieces are common especially when pulling wires.
  • the working medium is semi-crossed or staggered between two rolls enclosing the working area.
  • a working means with this space figure enables the working means to be laid uniformly substantially in the direction of the major axis at a portion of the circumference of the workpiece. Thus, it becomes possible to uniformly process, in particular, a curved surface of the workpiece.
  • the working means is pressed onto the surface of the workpiece by means of a pressing element acting in the working area on the rear side of the working means. This ensures that the working fluid always rests against the workpiece.
  • the pressing element can be guided on the working means rolling or sliding or form an air cushion by means of nozzles.
  • the air flow of the air cushion is generated by a fan. Nozzles, in particular Venturi nozzles, direct the air flow in accordance with the contact line between the workpiece and the working medium onto the rear side of the working medium.
  • a further development of the invention is that, in a further working step, the second subsections of the circumference of the workpiece, which are processed in a first step and are adjacent to the first subsections, are processed simultaneously by two independent working means.
  • This makes it possible to process, for example, in two steps the full extent of a workpiece with a circular cross-section.
  • the workpiece is guided, for example successively through two devices according to the invention, wherein the rollers and the working means are rotated according to a quarter circle around the main axis.
  • FIG. 1 shows a device 1 for processing a surface of an endless, wire-shaped workpiece 2.
  • the device 1 comprises at least two rollers 4, 5, an adjoining, band-like working means 3, extending between the rollers 4, 5 and in the Figures 3 and 4
  • the axis 8 of the roller 4 is inclined relative to the axis 9 of the roller 5, so that the working means 3 similar to a half-crossed or limited drive belt between the rollers 4, 5 is guided circumferentially.
  • the positions of the rollers 4, 5 are selected such that the working means 3 spirally abuts against the surface of the workpiece 2 and thus surrounds a portion of the circumference of the workpiece 2.
  • a working means 3 and a respective roller 4 and a roller 5 form a functional group.
  • the illustrated device 1 has two functional groups.
  • the axes 8, 9 of the rollers 4, 5 of the individual functional groups are mutually parallel and arranged on opposite sides of the workpiece 2.
  • the two opposing working means 3 are moved synchronously by means of a mechanical coupling or a control device, wherein the speed of the working means 3 differs from the propelling speed of the workpiece 2 and / or is adjustable in opposite directions.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the individual sections 13, 14, 15, 16 of the circumference of the workpiece 2.
  • the machining of the complete circumference of the workpiece 2 is arranged with two consecutively, as in FIG. 1 realized devices 1 realized.
  • the workpiece 2 is processed in two steps. From the first device, the sections 13 and 14 of the circumference of the workpiece 2 are processed in the first step. Then, the workpiece 2 is guided in the second device. In this, the rollers and the working means are rotated by a quarter circle about the main axis 10 of the workpiece 2 relative to the first device. In the second device, the partial sections 15 and 16 of the circumference are processed in the second step.
  • the entire circumference of the workpiece 2 can be processed.
  • the arrow 11 shows the feed direction of the workpiece. 2
  • the Figures 3 and 4 show a perspective view of the device 1.
  • the working means 3 touches the workpiece 2 only in the working area 7 between the rollers 4, 5. In the area of the rollers 4, 5, the workpiece 2 is not touched by the working means 3.
  • the working means 3 follows, as already described above, due to the relative to each other tilted positioned rollers 4, 5 of a geometric shape that is similar to a half-crossed or limited drive belt.
  • This form of the working means 3 allows processing of the workpiece in the nearly axial direction, wherein the working means 3 is curved in the working area on the surface of the workpiece 2.
  • two opposite quadrant circles of the circumference of the surface of the workpiece 2 the sections 13, 14 and the sections 15, 16 processed.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a pressure element 6 of the device.
  • the pressure element 6 is arranged on the back of the working means 3 and designed as a rolling or sliding element.
  • the pressing element 6 is arranged perpendicular to the workpiece 2 next to this and thus acts only indirectly on the workpiece 2 a.
  • the Umschling the working means 3 is improved by the workpiece 2.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung (1) zum spanenden Bearbeiten einer Oberfläche eines Werkstücks (2) mit einer Hauptachse (10) vorgesehen. Die Vorrichtung (1) umfasst zumindest zwei Walzen (4, 5), ein daran anliegendes, bandartiges Arbeitsmittel (3), einen sich zwischen den Walzen (4, 5) erstreckenden Arbeitsbereich (7) und einen Antrieb für das Arbeitsmittel (3). Die Achsen (8, 9) der Walzen (4, 5) sind zueinander geneigt. Durch die Neigung der Achsen (8, 9) ist es möglich, dass sich das Arbeitsmittel (3) über die Länge des Arbeitsbereichs (7) spiralförmig um einen Teilabschnitt des Umfangs des Werkstücks (2) legt. Das Arbeitsmittel (3) hat dabei eine geometrische Form ähnlich einem halb gekreuzten bzw. geschränkten Antriebsriemen. Das Werkstück (2) kann so nahezu in axialer Richtung bearbeitet werden, was die Gefahr einer Kerbwirkung des Schleifbilds verringert. Darüber hinaus kann die Kontaktfläche des Arbeitsmittels (3) nahezu beliebig lang gewählt werden, wodurch eine hohe Schleifleistung realisierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum spanenden Bearbeiten, insbesondere Schleifen, eines Werkstücks mit einem bandartigen Arbeitsmittel.
  • Vorrichtungen zum Bearbeiten eines Werkstücks mit einem bandartigen Arbeitsmittel sind auch als Bandschleifmaschinen im Stand der Technik bekannt. Diese werden vor allem eingesetzt, um ebene Oberflächen zu bearbeiten. Zum Bearbeiten gekrümmter Oberflächen von Werkstücken sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren bekannt. Spanendes Bearbeiten im Sinne der Erfindung umfasst das Schleifen zum Materialabtrag, das Schleifen zur Reinigung der Oberfläche, das Polieren der Oberfläche und ähnliche Verfahren, wobei die Wirkung auf das Werkstück wesentlich von der Wahl des Arbeitsmittels abhängt.
  • So zeigt die US 2,109,292 A eine Vorrichtung, bei der ein umlaufend bewegliches Schleifband zur Bearbeitung eines zylindrischen Werkstücks eingesetzt wird. Das über zwei Walzen geführte Schleifband berührt das Werkstück dabei im Bereich der einen tangential in einem Punkt des Querschnitts des Werkstücks.
  • Die Druckschrift DE 296 19 757 U1 beschreibt eine Vorrichtung zum Schleifen von Rundmaterial, bei der ein bandförmiges Schleifmittel um das Rundmaterial geschlungen wird und das Bandmaterial mittels einer Hubeinrichtung quer zur Hauptachse des Rundmaterials bewegt wird. Nachteilig bei dem Schleifen quer zur Hauptachse sind die geringe Schleifleistung und die durch die Schleifrichtung verursachten Kerben im Werkstück. Letztere können vor allem bei kleineren Durchmessern des Rundmaterials zu relevanten Materialschwächungen führen.
  • Dagegen zeigt die Patentschrift DE 1 015 342 B eine Vorrichtung zum Schleifen von runden Stangen und Rohren mit umlaufenden, einander gegenüberliegenden Schleifwerkzeugen, zwischen denen das Werkstück bearbeitet wird. Das Werkstück wird dabei in Richtung seiner Achse und um seine Achse bewegt. Diese Vorrichtung ermöglicht es, dass das Werkstück im Wesentlichen in Richtung seiner Achse geschliffen wird. Die Drehung des Werkstücks um seine eigene Achse wird durch eine Schrägstellung der Umlenkrollen des Arbeitsmittels gegenüber der Werkstückachse erreicht.
  • Bei der Herstellung von Drähten wird ein durch Auswalzen entstandener grober Rohdraht durch eine sich verjüngende Öffnung eines Ziehsteins oder Walzgerüsts gezogen. Er wird länger und dünner, ohne dass es zu Materialverlusten kommt. Von Produktionsgang zu Produktionsgang zieht man ihn durch immer kleinere Öffnungen, bis er schließlich die gewünschte Abmessung hat. Vor dem ersten oder auch vor weiteren Durchgängen des Drahts durch die Öffnung des Ziehsteins oder Walzgerüsts muss der Draht von Verunreinigungen befreit werden, um so den Draht und den Ziehstein vor einer Beschädigung oder Verunreinigung zu schützen.
  • Für das Reinigen und Entzundern von Drähten sind sogenannte Schleuderstrahlmaschinen, wie sie die Druckschrift DE 1 652 247 B1 zeigt bekannt.
  • In der Regel jedoch wird der endlose Draht, insbesondere der Rohdraht, vor dem ersten Ziehstein von einem schnell umlaufenden Schleifband quer zur Werkstückachse bearbeitet. Die Kerbwirkung der quer zur Zugrichtung verlaufenden Schleifspuren kann aufgrund der hohen Zugkräfte zum Reißen des Drahts und so zur Unterbrechung der Drahtproduktion führen. Auch ist die Kontaktdauer eines quer zur Werkstückachse laufenden Schleifbands gering und begrenzt. Um eine hohe Arbeitsleistung zu realisieren, muss das Arbeitsmittel sehr schnell bewegt werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, ein lang gestrecktes Werkstück, insbesondere mit einer in einem Teilbereich gekrümmten Oberfläche, mit einer hohen Arbeitsleistung, insbesondere bei langsam bewegtem Arbeitsmittel, unter Vermeidung von Materialschwächungen spanend zu bearbeiten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten einer Oberfläche eines Werkstücks mit einer Hauptachse vorgesehen, die zumindest zwei Walzen, ein daran anliegendes, bandartiges Arbeitsmittel, einen sich zwischen den Walzen erstreckenden Arbeitsbereich und einen Antrieb für das Arbeitsmittel umfasst, und bei der die eine Walze, der Arbeitsbereich und die andere Walze hintereinander in Richtung der Orientierung der Hauptachse angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, das Werkstück in nahezu axialer Richtung zu bearbeiten, was einerseits die Gefahr einer Kerbwirkung des Schleifbilds verringert und andererseits eine beliebig lange Kontaktdauer des Arbeitsmittels mit dem Werkstück ermöglicht. Letztere ist durch die erfindungsgemäße Anordnung der Walzen zu der Hauptachse des Werkstücks auch abhängig von dem Abstand der Walzen. Da die Kontaktfläche des Arbeitsmittels nahezu beliebig lang gewählt werden kann, ist eine hohe Schleifleistung auch bei einer hohen Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks realisierbar.
  • Die Achsen der Walzen sind geometrische Geraden. Geraden im dreidimensionalen Raum, die sich nicht schneiden und auch nicht parallel sind, sind windschief. Günstig ist es, dass die Achsen der Walzen windschief zu der Hauptachse sind. Durch eine solche Neigung der Achsen ist es möglich, dass sich das Arbeitsmittel über die Länge des Arbeitsbereichs spiralförmig um einen Teilabschnitt des Umfangs des Werkstücks legt. Das Arbeitsmittel hat dabei die geometrische Form ähnlich einem halb gekreuzten bzw. geschränkten Antriebsriemen. Auch muss bei einer solchen Vorrichtung das Werkstück nicht kontinuierlich um seine Hauptachse gedreht werden, was bei einem Ziehprozess eines endlosen Drahts technisch nur unter extrem hohem Aufwand möglich wäre. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Walzen außerhalb des Arbeitsbereichs angeordnet sind, sodass das Arbeitsmittel nur in dem Arbeitsbereich das Werkstück berührt. In dem Bereich der Walzen stehen Arbeitsmittel und Werkstück nicht in Kontakt.
  • Vorteilhaft ist es, dass jede Achse zu einer Normalenebene der Hauptachse einen anderen Winkel aufweist. Eine Ebene, die senkrecht zu einer Geraden orientiert ist, ist eine Normalenebene. Das bedeutet, die Achsen der Walzen können sich in einem Punkt schneiden oder sind windschief, jedoch keinesfalls parallel zueinander. Durch die nicht parallel zueinander orientierten Walzen ist es möglich, dass das bandförmige Arbeitsmittel um die Hauptachse gewölbt verläuft, was besonders bei der Bearbeitung von Werkstücken mit gekrümmter Oberfläche, wie zum Beispiel Drähten, günstig ist.
  • Die Hauptachse ist die Achse des Werkstücks, insbesondere eines endlichen oder endlosen Drahts, Rundstabs oder Rohrs, in Richtung der größten Ausdehnung des Werkstücks.
  • Die Erfindung dient der Bearbeitung von Werkstücken mit beliebiger, in Längsrichtung konstanter Querschnittsform. Mit der Vorrichtung können stab-, rohr- oder drahtförmige Werkstücke, beispielsweise Rechteckstäbe oder von einem Coil abgewickelte und zu einem Rohr verschweißte Bleche, bearbeitet werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch die Oberfläche eines Werkstücks bearbeitet werden, dessen Umfang nur abschnittsweise gekrümmt ist. Die Einstellung des Krümmungsradius des Arbeitsmittels ist dabei abhängig von der Länge und der Breite des Arbeitsmittels und dem Durchmesser der Walzen.
  • Bei Werkstücken mit geringem Durchmesser, wie beispielsweise bei Drähten, ist in der Regel eine Abstützung des Werkstücks notwendig, um die Andruckkräfte des Arbeitsmittels aufzunehmen und ein Abscheren des Werkstücks zu vermeiden. Günstig ist es, dass ein Arbeitsmittel und ein Walzenpaar eine Funktionsgruppe bilden und die Vorrichtung zumindest zwei Funktionsgruppen aufweist, die zu der Hauptachse versetzt, punktsymmetrisch oder parallel verschoben angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, das Werkstück zu bearbeiten, ohne dass das Werkstück abgestützt werden muss, da sich die Andruckkräfte der gegenüberliegenden Arbeitsmittel gegenseitig aufheben.
  • Vorteilhaft ist es, dass zumindest eine Walze mit einem Antrieb verbunden ist und das Arbeitsmittel kraftschlüssig an dieser Walze anliegt. Hierdurch ist es möglich, das Arbeitsmittel ohne einen weiteren Eingriff in den Umlauf des Arbeitsmittels anzutreiben.
  • Auch hat es sich als günstig erwiesen, dass die Vorrichtung zumindest ein Andrückelement aufweist, welches der Rückseite des Arbeitsmittels zugeordnet ist, wobei die Druckkraft des Andrückelements einstellbar ist. Hierdurch kann das Arbeitsmittel an das Werkzeug gedrückt und so ein ständiger Kontakt von Arbeitsmittel und Werkstück sichergestellt werden. Das einstellbare Andrückelement ermöglicht es, dass die Andrückkraft des Arbeitsmittels an das Werkstück von außen einstellbar ist.
  • Das Andrückelement ist als ein Roll- oder Gleitkörper ausgeführt oder besteht aus zumindest einer die Rückseite des Arbeitsmittels gerichteten Düse. Der Einsatz einer Düse ermöglicht es, das Arbeitsmittel mittels eines verschleißfreien Luftpolsters an das Werkzeug zu drücken. Eine Kompression des Luftstroms ist bei der erfindungsgemäßen Positionierung des Arbeitsmittels relativ zu dem Werkstück nicht nötig. Durch den Einsatz sparsamer Venturidüsen ist es möglich, ein präzises Luftpolster mit geringem Energieaufwand zu erzeugen.
  • Es ist günstig, dass das Andrückelement insbesondere senkrecht zur Hauptachse des Werkstücks versetzt zu dem Werkstück an der Rückseite des Arbeitsmittels angeordnet ist, sodass das Andrückelement mittelbar auf das Werkstück einwirkt. Hierdurch ist es möglich, die Umschlingung eines Werkstücks mit gekrümmter Oberfläche zu verbessern.
  • Das Arbeitsmittel ist vorzugsweise ein Schleifband. Günstig ist es, dass die Walzen ballig ausgebildet sind und eine glatte Oberfläche aufweisen. Hierdurch ist es möglich, dass ein endlos umlaufendes Arbeitsmittel, das über Walzen läuft, deren Achsen nicht parallel sind, von diesen nicht abläuft. Durch die Balligkeit der Walze zentriert sich das Arbeitsmittel ständig selbst.
  • Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren zum spanenden Bearbeiten einer Oberfläche eines Werkstücks vorgesehen, bei dem ein Arbeitsmittel umlaufend bewegt wird und auf einen Teilabschnitt des Umfangs des Werkstücks einwirkt, wobei das Arbeitsmittel spiralförmig an der Oberfläche des Werkstücks anliegt. Hierdurch wird es möglich, das Werkstück mit einer hohen Arbeitsleistung, auch bei hohen Vortriebsgeschwindigkeiten des Werkstücks, zu bearbeiten. Dabei werden das Arbeitsmittel und das Werkstück zumindest in dem Arbeitsbereich, vorzugsweise gegenläufig, relativ zueinander mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt.
  • Die Arbeitsleistung des Arbeitsmittels ist abhängig von der Dauer, die es auf das Werkstück einwirken kann. Die Einwirkdauer kann bei einer hohen Vortriebsgeschwindigkeit des Werkstücks durch die Länge des Arbeitsmittels bzw. des Arbeitsbereichs variiert werden. Hohe Vorschubgeschwindigkeiten der Werkstücke sind vor allem beim Ziehen von Drähten üblich. Für eine effektive Ausnutzung des Arbeitsmittels ist es günstig, dass das Werkstück im Arbeitsbereich diagonal über die Oberfläche des Arbeitsmittels geführt wird. Hierdurch wird das Arbeitsmittel über seinen gesamten Querschnitt gleichmäßig abgenutzt und es ist zugleich eine hohe Abtragsleistung möglich.
  • Günstig ist es, dass das Arbeitsmittel zwischen zwei den Arbeitsbereich einschließenden Walzen halbgekreuzt oder geschränkt bewegt wird. Ein Arbeitsmittel mit dieser Raumfigur ermöglicht es, dass das Arbeitsmittel gleichmäßig im Wesentlichen in Richtung der Hauptachse an einem Teilabschnitt des Umfangs des Werkstücks gelegt werden kann. So wird es möglich, insbesondere eine gekrümmte Oberfläche des Werkstücks gleichmäßig zu bearbeiten.
  • Günstig ist es, dass das Arbeitsmittel mittels eines im Arbeitsbereich auf die Rückseite des Arbeitsmittels wirkenden Andrückelements an die Oberfläche des Werkstücks gedrückt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Arbeitsmittel stets an dem Werkstück anliegt. Das Andrückelement kann an dem Arbeitsmittel rollend oder gleitend geführt werden oder mittels Düsen ein Luftpolster ausbilden. Der Luftstrom des Luftpolsters wird dabei von einem Gebläse erzeugt. Düsen, insbesondere Venturidüsen, richten den Luftstrom entsprechend der Kontaktlinie zwischen Werkstück und Arbeitsmittel auf die Rückseite des Arbeitsmittels.
  • Vorteilhaft ist es, dass gegenüberliegende Teilabschnitte des Umfangs des Werkstücks gleichzeitig von zwei Arbeitsmitteln bearbeitet werden. Hierdurch wird es möglich, dass sich die Andruckkräfte der Arbeitsmittel gegenseitig aufheben, und so eine Auflagerung des Werkstücks nicht benötigt wird. Dies ist besonders bei dünnen Drähten günstig.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung ist es, dass in einem weiteren Arbeitsschritt die in einem ersten Arbeitsschritt bearbeiteten, den ersten Teilabschnitten benachbarten zweiten Teilabschnitte des Umfangs des Werkstücks gleichzeitig von zwei unabhängigen Arbeitsmitteln bearbeitet werden. Hierdurch ist es möglich, beispielsweise in zwei Arbeitsschritten den vollen Umfang eines Werkstücks mit kreisförmigem Querschnitt zu bearbeiten. Dazu wird das Werkstück beispielsweise nacheinander durch zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen geführt, wobei die Walzen und die Arbeitsmittel entsprechend einem Viertelkreis um die Hauptachse verdreht sind.
  • Günstig ist es, dass mittels einer mechanischen Kopplung oder einer Steuerungseinrichtung die zwei gegenüberliegenden Arbeitsmittel gleichlaufend bewegt werden. Hierdurch wird es möglich, dass die beiden Arbeitsmittel sich nicht gegenseitig abnutzen.
  • Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
    • Fig. 1
    eine Ansicht der Vorrichtung;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung der Teilabschnitte des Umfang des Werkstücks;
    Fig. 3
    eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung;
    Fig. 4
    eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung;
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung eines Andrückelements der Vorrichtung.
  • Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Bearbeiten einer Oberfläche eines endlosen, drahtförmigen Werkstücks 2. Die Vorrichtung 1 umfasst zumindest zwei Walzen 4, 5, ein daran anliegendes, bandartiges Arbeitsmittel 3, einen sich zwischen den Walzen 4, 5 erstreckenden und in den Figuren 3 und 4 dargestellten Arbeitsbereich 7 sowie einen Antrieb 12 für das Arbeitsmittel 3. Die Achse 8 der Walze 4 ist gegenüber der Achse 9 der Walze 5 geneigt, sodass das Arbeitsmittel 3 ähnlich einem halb gekreuzten bzw. geschränkten Antriebsriemen zwischen den Walzen 4, 5 umlaufend geführt wird. Dabei sind die Positionen der Walzen 4, 5 derart gewählt, dass das Arbeitsmittel 3 spiralförmig an der Oberfläche des Werkstücks 2 anliegt und so einen Teilabschnitt des Umfangs des Werkstücks 2 umschließt.
  • Ein Arbeitsmittel 3 und je eine Walze 4 und eine Walze 5 bilden eine Funktionsgruppe. Die dargestellte Vorrichtung 1 hat zwei Funktionsgruppen. Die Achsen 8, 9 der Walzen 4, 5 der einzelnen Funktionsgruppen sind zueinander jeweils parallel und auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks 2 angeordnet. Die zwei gegenüberliegenden Arbeitsmittel 3 werden mittels einer mechanischen Kopplung oder einer Steuerungseinrichtung gleichlaufend bewegt, wobei sich die Geschwindigkeit der Arbeitsmittel 3 von der Vortriebsgeschwindigkeit des Werkstücks 2 unterscheidet und/oder gegenläufig einstellbar ist.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Teilabschnitte 13, 14, 15, 16 des Umfangs des Werkstücks 2. Die Bearbeitung des vollständigen Umfangs des Werkstücks 2 wird mit zwei hintereinander angeordneten, wie in Figur 1 dargestellten Vorrichtungen 1 realisiert. Das Werkstück 2 wird dabei in zwei Arbeitsschritten bearbeitet. Von der ersten Vorrichtung werden in dem ersten Arbeitsschritt die Teilabschnitte 13 und 14 des Umfangs des Werkstücks 2 bearbeitet. Dann wird das Werkstück 2 in die zweite Vorrichtung geführt. Bei dieser sind die Walzen und die Arbeitsmittel um einen Viertelkreis um die Hauptachse 10 des Werkstücks 2 gegenüber der ersten Vorrichtung verdreht. In der zweiten Vorrichtung werden in dem zweiten Arbeitsschritt die Teilabschnitte 15 und 16 des Umfangs bearbeitet.
  • So kann mit den erfindungsgemäß positionierten Walzen und Arbeitsmitteln der volle Kreisumfang des Werkstücks 2 bearbeitet werden. Der Pfeil 11 zeigt die Vorschubrichtung des Werkstücks 2.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung 1. Das Arbeitsmittel 3 berührt das Werkstück 2 nur in dem Arbeitsbereich 7 zwischen den Walzen 4, 5. Im Bereich der Walzen 4, 5 wird das Werkstück 2 von dem Arbeitsmittel 3 nicht berührt. Das Arbeitsmittel 3 folgt, wie oben bereits beschrieben, aufgrund der relativ zueinander gekippt positionierten Walzen 4, 5 einer geometrischen Form, die einem halb gekreuzten bzw. geschränkten Antriebsriemen ähnlich ist. Diese Form des Arbeitsmittels 3 ermöglicht eine Bearbeitung des Werkstücks in nahezu axialer Richtung, wobei das Arbeitsmittel 3 im Arbeitsbereich auf der Oberfläche des Werkstücks 2 gewölbt verläuft. Mit einer solchen Vorrichtung 1 werden, wie aus Figur 2 ersichtlich, zwei gegenüberstehende Viertelkreise des Umfangs der Oberfläche des Werkstücks 2, die Teilabschnitte 13, 14 bzw. die Teilabschnitte 15, 16, bearbeitet.
  • Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Andrückelements 6 der Vorrichtung. Das Andrückelement 6 ist auf der Rückseite des Arbeitsmittels 3 angeordnet und als Roll- oder Gleitelement ausgeführt. Das Andrückelement 6 ist senkrecht zu dem Werkstück 2 neben diesem angeordnet und wirkt so nur mittelbar auf das Werkstück 2 ein. Durch das Andrückelement 6 wird das Umschlingverhalten des Arbeitsmittels 3 um das Werkstück 2 verbessert.

Claims (19)

  1. Vorrichtung (1) zum spanenden Bearbeiten einer Oberfläche eines Werkstücks (2) mit einer Hauptachse (10), wobei die Vorrichtung (1) zumindest zwei Walzen (4, 5), ein daran anliegendes, bandartiges Arbeitsmittel (3), einen sich zwischen den Walzen (4, 5) erstreckenden Arbeitsbereich (7) und einen Antrieb (12) für das Arbeitsmittel (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (4), der Arbeitsbereich (7) und die Walze (5) hintereinander in Richtung der Orientierung der Hauptachse (10) angeordnet sind.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (8, 9) der Walzen (4, 5) windschief zu der Hauptachse (10) sind.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Achse (8, 9) zu einer Normalenebene der Hauptachse (10) unterschiedlich geneigt ist.
  4. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) stab- oder drahtförmig ist und/oder die Oberfläche des Werkstücks (2) zumindest abschnittsweise radial gekrümmt ist.
  5. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsmittel (3) und ein Walzenpaar (4, 5) eine Funktionsgruppe bilden und die Vorrichtung (1) zumindest zwei Funktionsgruppen aufweist, die zu der Hauptachse (10) versetzt, punktsymmetrisch oder parallel verschoben angeordnet sind.
  6. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Walze (5) mit einem Antrieb (12) verbunden ist und das Arbeitsmittel (3) kraftschlüssig an dieser Walze (5) anliegt.
  7. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest ein Andrückelement (6) aufweist, welches der Rückseite des Arbeitsmittels (3) zugeordnet ist, wobei die Druckkraft des Andrückelements (6) einstellbar ist.
  8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückelement (6) Rollen oder Gleitelemente aufweist.
  9. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest zwei Arbeitsmittel (3) aufweist, wobei die Arbeitsmittel (3) gegen verschiedene, insbesondere einander gegenüberliegende Oberflächenbereiche des Werkstücks (2) anlegbar sind.
  10. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel (3) ein endlos umlaufendes Schleifband ist.
  11. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (4, 5) ballig ausgebildet sind und eine glatte Oberfläche aufweisen.
  12. Verfahren zum spanenden Bearbeiten einer Oberfläche eines Werkstücks (2), bei dem ein Arbeitsmittel (3) umlaufend bewegt wird und zumindest auf einen Teilabschnitt (13, 14, 15, 16) des Umfangs des Werkstücks (2) einwirkt, wobei das Arbeitsmittel (3) spiralförmig über die Oberfläche des Werkstücks (2) geführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel (3) zwischen zwei den Arbeitsbereich (7) einschließenden Walzen (4, 5) halbgekreuzt oder geschränkt bewegt wird.
  14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel (3) und das Werkstück (2) zumindest in dem Arbeitsbereich (7), vorzugsweise gegenläufig, relativ zueinander bewegt werden.
  15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel (3) mittels eines Andrückelements (6) an das Werkstück (2) gedrückt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückelement (6) durch ein Luftpolster rollend oder gleitend im Arbeitsbereich (7) auf die Rückseite des Arbeitsmittels (3) wirkt.
  17. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden Teilabschnitte (13, 14) des Umfangs des Werkstücks (2) gleichzeitig von zwei Arbeitsmitteln (3) bearbeitet werden.
  18. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Arbeitsschritt die den ersten Teilabschnitten (13, 14) benachbarten zweiten Teilabschnitte (15, 16) des Umfangs des Werkstücks (2) gleichzeitig von zwei Arbeitsmitteln (3) bearbeitet werden.
  19. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei gegenüberliegenden Arbeitsmittel (3) mittels einer mechanischen Kopplung oder einer Steuerungseinrichtung gleichlaufend bewegt werden.
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