EP4104972A1

EP4104972A1 - Bearbeitungswerkzeug, bearbeitungsvorrichtung und bearbeitungsverfahren

Info

Publication number: EP4104972A1
Application number: EP22177673.5A
Authority: EP
Inventors: Jochen BÖCK; Marc BÖCK
Original assignee: Boeck GmbH
Current assignee: Boeck GmbH
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2022-12-21
Also published as: DE102021206237A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerkzeug mit um eine Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs angeordneten Bearbeitungselementträgern, deren Abstand von der Drehachse des Bearbeitungswerkszeugs einstellbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem solchen Bearbeitungswerkzeug sowie ein Bearbeitungsverfahren unter Verwendung eines solchen Bearbeitungswerkzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerkzeug mit um eine Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs angeordneten Bearbeitungselementträgern, deren Abstand von der Drehachse des Bearbeitungswerkszeugs einstellbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem solchen Bearbeitungswerkzeug sowie ein Bearbeitungsverfahren unter Verwendung eines solchen Bearbeitungswerkzeugs.
Die Bearbeitung von Werkstücken erfolgt in vielen Fällen mittels rotierender Werkzeuge. Diese rotierenden Werkzeuge können selbst verschleißbehaftet sein oder in Kombination mit verschleißbehafteten Werkzeugen zum Einsatz kommen. In beiden Fällen wäre es wünschenswert, den Radius des Bearbeitungswerkzeugs verstellen zu können. Im Folgenden soll ein Beispiel hierfür beschrieben werden.
Mit Sauerstoff geschnittene Bauteile weisen an den Schnittkanten Oxidschichten auf. Diese Schichten stellen für nachfolgende Prozesse ein Anhaftungsrisiko dar. Beispielsweise können sie zum Abplatzen der Beschichtung führen und müssen daher entfernt werden.
Die mechanische Beseitigung der Oxidschicht erfolgt durch Schleifen oder mittels Bürsten. Beide Bearbeitungsmöglichkeiten können bei manuellen Bearbeitungsprozessen eingesetzt werden. Im Bereich der maschinellen Bearbeitung finden meist Fasermaterialien oder Federdrahtelemente Anwendung, mit dem Ziel metallisch blanke Kantenoberflächen zu erzielen.
Im Bereich der Tellerwerkzeuge werden üblicherweise Drahtbürsten zur Entfernung von Oxidschichten eingesetzt. Meist handelt es sich um mehrreihige Besatzanordnungen mit Schrägstellung der Fasern. Durch die Schrägstellung der Fasern arbeitet das Werkzeug stechend an der Kannte.
Im Bereich der Walzenwerkzeuge werden sogenannte Federdrahtzylinder bzw. Oxidwalzen eingesetzt. Federdrahtelemente werden auf Wellen aufgefädelt, flexibel gelagert und über den Umfang verteilt angebracht.
Werden Oxidwerkzeuge mit anderen verschleißbehafteten Werkzeugen auf einem Bearbeitungsaggregat verwendet, muss eine Verschleißkompensation stattfinden. Hier existieren Walzenwerkzeuge, welche nach fest definierten Schritten im Durchmesser nachjustiert werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bearbeitungswerkzeug, eine Bearbeitungsvorrichtung und ein Bearbeitungsverfahren anzugeben, die es ermöglichen, einen Radius des Bearbeitungswerkzeugs stufenlos zu justieren.
Die Aufgabe wird gelöst durch das Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1, die Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 12 und das Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 14.
Erfindungsgemäß wird ein Bearbeitungswerkzeug angegeben, das eine bestimmte Anzahl, im Folgenden als n gekennzeichnet, an Bearbeitungselementträgern aufweist, wobei n ≥ 2 ist. Die Bearbeitungselementträger sind um eine Achse angeordnet, die im Folgenden als Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs bezeichnet wird. Diese Achse soll dabei hier zunächst nur eine Gerade zeichnen, nicht notwendigerweise eine technische Achse.
Die Bearbeitungselementträger können dann eine Vielzahl von Bearbeitungselementen tragen, die letztlich die Bearbeitung des Werkstücks bewirken können. Vorteilhafterweise können die Bearbeitungselementträger gerade sein und besonders bevorzugt parallel verlaufen zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs. Besonders geeignet sind die Bearbeitungselementträgerwollen, auf denen die Bearbeitungselemente flexibel oder federnd gelagert sein können.
Das erfindungsgemäße Bearbeitungswerkzeug weist außerdem ein erstes Endelement und ein zweites Endelement auf, zwischen denen die n Bearbeitungselementträger angeordnet sind. Dabei sind die Bearbeitungselementträger mit dem ersten Endelement und dem zweiten Endelement verbunden. Die n Bearbeitungselementträger erstrecken sich also jeweils vom ersten Endelement zum zweiten Endelement. Sind die Bearbeitungselementträger optional gerade, so können sie sich vorteilhaft parallel zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs vom ersten Endelement zum zweiten Endelement erstrecken.
Erfindungsgemäß weist das erste und/oder das zweite Endelement jeweils zwei Führungsvorrichtungen auf. Zumindest ein Endelement weist also zwei Führungsvorrichtungen auf. Dabei weist eine der zwei Führungsvorrichtungen für jeden der n Bearbeitungselementträger ein Führungselement auf, hier als erstes Führungselement bezeichnet, das in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkszeugs verläuft und durch das der entsprechende Bearbeitungselementträger geführt wird. Jeder der Bearbeitungselementträger wird also durch ein eigenes erstes Führungselement geführt, es gibt also n erste Führungselemente.
Erfindungsgemäß weist außerdem auch die andere der zwei Führungsvorrichtungen des gleichen Endelementes für jeden der n Bearbeitungselementträger ein Führungselement auf, das auch als zweites Führungselement bezeichnet werden soll. Es gibt also n zweite Führungselemente. Die zweiten Führungselemente verlaufen ebenfalls in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs. Es wird jeweils einer der Bearbeitungselementträger durch eines der zweiten Führungselemente geführt.
Insgesamt weist also zumindest eines aus erstem und zweitem Endelement zwei Führungsvorrichtungen mit jeweils n Führungselementen auf und jeder Bearbeitungselementträger wird durch ein Führungselement, als erstes Führungselement bezeichnet, der ersten der zwei Führungsvorrichtungen geführt und durch ein Führungselement, als zweites Führungselement bezeichnet, der zweiten Führungsvorrichtung geführt. Vorteilhafterweise können auch beide Endelemente auf diese Weise ausgestaltet sein.
Erfindungsgemäß kreuzen sich Projektionen jener Führungselemente der zwei Führungsvorrichtungen, die den gleichen Bearbeitungselementträger führen, bei Projektion auf eine gemeinsame, senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs stehende Ebene in jeder Stellung der Führungsvorrichtung in einem nicht verschwindenden Winkel. Als Projektion soll hierbei der mathematische Vorgang verstanden werden, in dem die räumliche Koordinate der Führungselemente, die in Richtung der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verläuft, auf null gesetzt wird.
Das sich diese Projektion in einem nicht verschwindenden Winkel kreuzen, bedeutet, dass die Führungselemente nicht parallel zueinander verlaufen.
Im allgemeinen Fall kann die Projektion in Richtung einer Erstreckung des entsprechenden Bearbeitungselementträgers, der durch diese Führungselemente geführt wird, erfolgen. Da der Bearbeitungselementträger durch beide Führungselemente geführt wird, kann er auf diese Weise gerade am Kreuzungspunkt des jeweiligen ersten und zweiten Führungselementes gehalten werden.
Sind die Bearbeitungselementträger gerade und verlaufen parallel zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs, so kann die genannte Projektion auf die gemeinsame Ebene vorteilhaft in Richtung der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs erfolgen. Das bedeutet, dass die Koordinate der Führungselemente in Richtung der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs auf null gesetzt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können sich die Projektionen jener Führungselemente der zwei Führungsvorrichtungen, die den gleichen Bearbeitungselementträger führen, auf der gemeinsamen, senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs stehenden Ebene, in jeder Stellung der Führungsvorrichtungen des entsprechenden Endelementes zueinander in einem für alle Bearbeitungselementträger gleichem Abstand zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs schneiden. Auf diese Weise haben die Bearbeitungselementträger in allen Stellungen der Führungsvorrichtungen des entsprechenden Endelementes zueinander den gleichen Abstand zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs. Die Bearbeitungselementträger liegen also auf einem Kreis in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs.
Vorteilhafterweise können die Führungselemente einer der zwei Führungsvorrichtungen zumindest eines der Endelemente gerade verlaufen. Es können also die ersten oder die zweiten Führungselemente jeweils gerade verlaufen. Besonders bevorzugt verlaufen sie dabei in zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs radialer Richtung.
Die jeweils anderen Führungselemente, also die Führungselemente der jeweils anderen der zwei Führungsvorrichtungen des gleichen Endelementes, können vorteilhafterweise spiralförmig um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verlaufen. Unter einer Spirale kann dabei eine Kurve verstanden werden, die um einen Punkt oder eine Achse verläuft und sich im Winkelverlauf um den Punkt bzw. die Achse von diesem entfernt bzw. sich an dieses annähert. Die Führungselemente können sich also jeweils in einem bestimmten Winkelbereich um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs erstrecken und sich im Laufe dieser Erstreckung von der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs entfernen. Vorteilhafterweise können alle spiralförmig verlaufenden Endelemente und/oder alle geraden Endelemente sich von dem gleichen Anfangsradius bis zum gleichen Endradius bezüglich der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs erstrecken.
Vorteilhafterweise entfernen sich dabei die Führungselemente in der gleichen Richtung von der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die spiralförmig verlaufenden Führungselemente so angeordnet sein, dass in jeder radialen Richtung bezüglich der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs genau zwei der spiralförmig verlaufenden Endelemente vorliegen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Bearbeitungselementträger in Umfangrichtung um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs äquidistant angeordnet sein.
Vorteilhafterweise sind auch die Führungselemente jeweils beider Führungsvorrichtungen äquidistant in Umfangsrichtung um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs angeordnet. Das bedeutet, dass die Abstände benachbarter Führungselemente bzw. Bearbeitungselementträger entlang eines Umfangs um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs für alle jeweils benachbarten Führungselemente bzw. Bearbeitungselementträger der gleiche ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Führungsvorrichtungen Scheiben sein, die besonders bevorzugt kreisförmig mit der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs im Mittelpunkt sind. Die Führungselemente können dann in diesen Scheiben ausgebildet sein. Die Scheiben liegen dabei vorzugsweise in einer Ebene, die senkrecht auf der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs steht.
Die Führungselemente können in diesen Scheiben als Langlöcher ausgebildet sein, wobei unter Langlöchern sowohl Nuten als auch durchgängige Löcher verstanden werden können.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, wo die Führungselemente jener den Bearbeitungselementträgern zugewandten Führungsvorrichtung Durchgangsbohrungen sind, also durchgängige Löcher, und wobei die Führungselemente der den Bearbeitungselementträgern abgewandten Führungsvorrichtungen Durchgangsbohrungen oder Sacklöcher sind. Sind die Führungselemente der den Bearbeitungselementträgern abgewandten Führungsvorrichtung Sacklöcher, so können die Bearbeitungselementträger mit ihren Enden in diese Sacklöcher eingreifen und in diesen enden und geführt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann in zumindest einem der Endelemente eine der Führungsvorrichtungen, vorzugsweise diejenige der Führungsvorrichtungen, die den Bearbeitungselementträgern zugewandt ist, ein Zeigerelement aufweisen, das sich durch eine Durchgangsbohrung, hier Zeigerdurchgangsbohrung genannt, in der anderen der Führungsvorrichtungen des gleichen Endelementes erstreckt. Die Zeigerdurchgangsbohrung kann dabei entlang eines Umfangs um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verlaufen über einen solchen Winkelbereich, dass sich bei Verdrehen in diesem Winkelbereich die Bearbeitungselementträger von einer radial innersten Position bis zu einer radial äußersten Position bewegen. Auf diese Weise kann das Zeigerelement durch seine Stellung in der Zeigerdurchgangsbohrung die Position der Bearbeitungselementträger anzeigen.
Vorteilhafterweise kann die den Bearbeitungselementträgern abgewandte Führungsvorrichtung auf ihrer den Bearbeitungselementträgern abgewandten Oberfläche eine Skala aufweisen, die sich entlang der Zeigerdurchgangsbohrung erstreckt. Die Skala kann dabei jene Radien angeben, in denen sich die Bearbeitungselementträger in jener Position befinden, in der das Zeigerelement auf den entsprechenden Eintrag der Skala verweist oder sie kann Winkel angeben, um die die zwei Führungsvorrichtungen gegeneinander gedreht sind.
Vorteilhafterweise können eine oder beide der zwei Führungsvorrichtungen zumindest eines der Endelemente an ihrem Umfang zumindest ein Greifelement aufweisen, das von außen gegriffen werden kann, das also in radialer Richtung zugänglich ist. Das Greifelement kann beispielsweise einen Ausschnitt in einem Rand der entsprechenden Führungsvorrichtung sein oder ein Überstand am Rand der Führungsvorrichtung. Die Ausnehmung kann beispielsweise radial nach innen verlaufen bzw. der Überstand kann radial nach außen überstehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann in zumindest einem der Endelemente eine der Führungsvorrichtungen einen Vorsprung aufweisen, der in eine Vertiefung in der anderen Führungsvorrichtung des gleichen Endelementes eingreift. Dabei kann der Vorsprung zum Beispiel in Richtung der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs über eine Fläche der Führungsvorrichtung hinausragen und die Vertiefung in Richtung der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs in die andere Führungsvorrichtung eingebracht sein. Es ist auch möglich, dass die Vertiefung in Richtung der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs in eine der Führungsvorrichtungen eingebracht ist und zwar am äußeren Rand dieser Führungsvorrichtung und dass der Vorsprung in radialer Richtung senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs über den äußeren Rand der Führungsvorrichtung vorsteht, wobei sich der äußere Rand der den Vorsprung aufweisenden Führungsvorrichtung einen geringeren radialen Abstand zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs aufweist als die Vertiefungen in der anderen Führungsvorrichtung.
Vorzugsweise erstreckt sich die Vertiefung in Umfangsrichtung um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs über einen solchen Winkelbereich, dass bei Drehen der Führungsvorrichtungen dieses Endelementes gegeneinander gerade eine Verschiebung der entsprechenden Bearbeitungselementträger von einem Ende zum anderen Ende jener Führungselemente erlaubt, die sie führen, die sich über den kleineren Bereich in radialer Richtung erstrecken. Vereinfacht gesagt, kann also vorzugsweise die Vertiefung sich über einen solchen Umfang um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs erstrecken, dass sie eine Bewegung der Bearbeitungselementträger genau von deren radial innerster zu deren radial äußerster Position erlaubt. Der Vorsprung und die Vertiefung definieren zusammen also einen maximalen Winkelbereich, um den die Führungsvorrichtungen gegeneinander verdrehbar sind.
Die Bearbeitungselementträger können vorzugsweise gerade Stäbe aufweisen, die parallel zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verlaufen. Sie stehen also vorzugsweise senkrecht auf jener Ebene, in der die Führungselemente verlaufen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Bearbeitungselementträger jeweils eine Vielzahl an Bearbeitungselementen aufweisen, die sich besonders bevorzugt in Ebenen senkrecht auf der Drehachse des Bearbeitungswerkzeuges von der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs nach außen erstrecken. Wird also das Bearbeitungswerkzeug über einem Werkstück um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs gedreht, so können sich die Bearbeitungselemente über das Werkstück bewegen und dieses dabei bearbeiten. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung können die Bearbeitungselemente Federdrahtelemente sein, die sich von dem entsprechenden Bearbeitungselementträger, an den sie angeordnet sind, in Richtung von der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs weg erstrecken. Diese Federdrahtelemente können dabei vorteilhafterweise als Drähte ausgebildet sein, die mit mehreren Windungen um den entsprechenden Bearbeitungselementträger gewickelt sind und mit einem Ende radial nach außen überstehen. Um zu verhindern, dass die Federdrahtelemente sich um den Bearbeitungselementträger drehen, können die gegenüberliegenden Enden der Drähte ebenfalls überstehen. Es kann dann jeder der Bearbeitungselementträger ein Anschlagselement aufweisen, das parallel zu dem entsprechenden Bearbeitungselementträger läuft und von diesem einen Abstand hat, der kleiner ist als die Länge des Überstandes des Federdrahtes, der nicht radial nach außen übersteht. Dabei ist das Anschlagselement vorzugsweise so gegenüber diesem Überstand angeordnet, dass der Überstand bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Bearbeitungswerkzeugs gegen das Anschlagelement gedrückt wird.
Die Federdrahtelemente können vorzugsweise auf ihren radial nach außen verlaufenden Bearbeitungsabschnitten gekrümmt sein. Für eine Entfernung von Oxidschichten ist es dabei vorteilhaft, wenn diese Bearbeitungsenden in der Drehrichtung gekrümmt sind, in die das Bearbeitungswerkzeug bei der bestimmungsgemäßen Verwendung gedreht wird.
Erfindungsgemäß wird außerdem eine Bearbeitungsvorrichtung angegeben, die zum einen ein Bearbeitungswerkzeug wie oben beschrieben aufweist sowie zum anderen zumindest ein verschleißbehaftetes Werkzeug. Dabei sind das Bearbeitungswerkzeug und das verschleißbehaftete Werkzeug über einer gemeinsamen Bearbeitungsebene angeordnet, welches jene Ebene ist, in der eine Bearbeitung ausgeführt werden soll. Sowohl das verschleißbehaftete Werkzeug als auch das Bearbeitungswerkzeug haben dabei einen Soll-Abstand von der Bearbeitungsebene, der durch die Erfordernisse der Bearbeitung bestimmt ist. Das Bearbeitungswerkzeug ist dabei auf einen solchen Durchmesser eingestellt, dass es den Soll-Abstand von der Bearbeitungsebene hat, wenn das verschleißbehaftete Werkzeug seinen Sollabstand zur Bearbeitungsebene hat. Mit zunehmendem Verschleiß des verschleißbehafteten Werkzeugs wird die Bearbeitungsvorrichtung als Ganzes näher an die Bearbeitungsebene bewegt, um den Soll-Abstand des verschleißbehafteten Werkzeugs zu erhalten. Um den Soll-Abstand des Bearbeitungswerkzeugs herzustellen, kann dann dessen Durchmesser verändert werden.
Vorteilhafterweise kann das zumindest eine verschleißbehaftete Werkzeug ein walzenförmiges Werkzeug sein, das eine Drehachse aufweist. Es kann dann der Abstand der Drehachse des verschleißbehafteten Werkzeugs von der Bearbeitungsebene gleich einem Abstand der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs von der Bearbeitungsebene sein. Dieses Verhältnis kann durch das erfindungsgemäße Bearbeitungswerkzeug beibehalten werden, da, wenn das verschleißbehaftete Werkzeug verschleißt, das Bearbeitungswerkzeug in seinem Radius um den gleichen Betrag verstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird außerdem ein Bearbeitungsverfahren angegeben, wobei eine Oberfläche mit einem Bearbeitungswerkzeug wie vorstehen beschrieben sowie mit einem verschleißbehafteten Werkzeug bearbeitet wird. Dabei wird im Laufe des Verfahrens ein Abstand des verschleißbehafteten Werkzeugs von der Oberfläche um einen solchen Abstand verringert, dass der Verschleiß ausgeglichen wird. Es wird dabei außerdem das Bearbeitungswerkzeug um den gleichen Abstand wie das verschleißbehaftete Werkzeug in Richtung der Oberfläche verschoben und es werden die Bearbeitungselemente um jenen Betrag in radialer Richtung nach innen verschoben, die gleich dem Betrag des Verschleißes ist. Zum Verschieben der Bearbeitungselemente können die Bearbeitungselementträger um den entsprechenden Betrag verschoben werden.
Es ist auch möglich, dass die Bearbeitungselemente selbst verschleißbehaftet sind. In diesem Fall kann ein Verfahren mit nur dem Bearbeitungswerkzeug so geführt werden, dass die Bearbeitungselemente bzw. die Bearbeitungselementträger um den Betrag des Verschleißes nach außen verschoben werden, so dass die Bearbeitungselemente in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Werkstück bleiben.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren beispielhaft erläutert werden. Die in den Figuren gezeigten Merkmale können dabei auch unabhängig von den Beispielen realisiert sein und zwischen den Beispielen kombiniert werden. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen dabei gleiche oder entsprechende Merkmale.
Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Bearbeitungswerkzeug,
Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Bearbeitungswerkzeug in zusammengesetztem Zustand,
Fig. 3 eine Überlagerung einer ersten und zweiten Führungsvorrichtung,
Fig. 4 eine Führungsvorrichtung,
Fig. 5 eine Projektion eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeugs, und
Fig. 6 eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeugs. Das Bearbeitungswerkzeug weist eine Anzahl n mit n ≥ 2 Bearbeitungselementträgern 1a, 1b, ...., 1n auf. Die Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n sind um eine Gerade herum angeordnet, die als Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs bezeichnet wird. Im gezeigten Beispiel ist diese Gerade eine Mittelgerade des Bearbeitungswerkzeugs, von der im gezeigten Beispiel alle Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n den gleichen Abstand haben. Im in den Figuren 1 und 2 gezeigten Beispiel ist n = 12.
Das Bearbeitungswerkzeug weist ein erstes Endelement 2a und ein zweites Endelement 2b auf, zwischen denen die Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n angeordnet sind. Die Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n sind an ihren Enden mit den Endelementen 2a und 2b verbunden.
Das erste und/oder das zweite Endelement 2a, 2b, in den Figuren 1 und 2 beide Endelemente 2a und 2b, weisen jeweils zwei Führungsvorrichtungen 3aa, 3ab, 3ba, 3bb auf, die im gezeigten Beispiel als kreisförmige Scheiben ausgestaltet sind, die senkrecht auf der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs stehen und durch deren Mittelpunkte die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verläuft. In Fig. 1 sind die zwei Führungsvorrichtungen 3aa, 3ab bzw. 3ba und 3bb voneinander beabstandet gezeigt. In bestimmungsgemäß zusammengebautem Zustand, wie in Fig. 2 gezeigt, sind die beiden Führungsvorrichtungen jeweils in Kontakt miteinander aufeinander angeordnet.
Von den Führungsvorrichtungen 3aa, 3ab, 3ba, 3bb weisen jeweils für jeden der Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n Führungselemente 3aa1 bis 3aan, 3ab1 bis 3abn, 3ba1 bis 3ban, 3bb1 bis 3bbn auf. In den Figuren 1 und 2 sind aufgrund der perspektivischen Darstellung nur die Führungselemente 3ab1 bis 3abn der Führungsvorrichtung 3ab sowie 3ba1 bis 3ban der Führungsvorrichtung 3ba zu erkennen.
Die Führungselemente 3aa1 bis 3aan, 3ab1 bis 3abn, 3ba1 bis 3ban, 3bb1 bis 3bbn verlaufen in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs und führen den entsprechenden Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n. Die Projektionen der Führungselemente 3aa1 bis 3aan, 3ab1 bis 3abn, 3ba1 bis 3ban, 3bb1 bis 3bbn der zwei Führungsvorrichtungen 2a, 2b, die den gleichen Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n führen, auf eine gemeinsame, senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs stehende Ebene, also den Figuren 1 und 2 eine Projektion in Richtung der Drehachse, kreuzen sich in jeder Stellung der Führungsvorrichtungen 3aa, 3ab bzw. 3ba, 3bb zueinander in einem nicht verschwindenden Winkel. In den Figuren 1 und 2 wird dies dadurch erreicht, dass die Führungselemente jeweils einer der zwei Führungsvorrichtungen 3aa, 3ab bzw. 3ba, 3bb gerade und bezüglich der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs in radialer Richtung verlaufen (in Fig. 1 sind dies die Führungselemente der den Bearbeitungselementträgern 1a, 1b,...., 1n zugewandten Führungsvorrichtungen 3ab und 3bb).
Die Führungselemente 3aa1 bis 3aan (aufgrund der Perspektive in Figuren 1 und 2 nicht zu erkennen) der Führungsvorrichtung 3a1 und die Führungselemente 3ba1 bis 3ban der Führungsvorrichtung 3ba verlaufen in Fig. 1 spiralförmig um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs. Die geraden Führungselemente 3ab1 bis 3abn und 3bb1 bis 3bbn sind als längliche Durchgangsbohrungen ausgestaltet. Die spiralförmig verlaufenden Führungselemente 3aa1 bis 3aan und 3ba1 bis 3ban sind in Figuren 1 und 2 als längliche Sacklöcher ausgeführt, sie können jedoch auch Durchgangsbohrungen sein.
In den Figuren 1 und 2 weist im Endelement 2a die Führungsvorrichtung 3aa eine Zeigerdurchgangsbohrung 4 auf, die entlang des Umfangs der Führungsvorrichtung 3aa verläuft. Am Rand der Zeigerdurchgangsbohrung 4 ist eine Skala 5 angeordnet, die zum Beispiel Winkel oder Abstände der Bearbeitungselementträger 1a bis 1n von der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs anzeigen kann. Die Führungsvorrichtung 3ab weist ein Zeigerelement 6 auf (in Fig. 4 zu erkennen), das sich durch die Zeigerdurchgangsbohrung erstreckt und durch seine Position entlang der Skala 5 einen Einstellungszustand des Bearbeitungswerkzeugs anzeigt.
Von den Führungsvorrichtungen 3aa, 3ab, 3ba, 3bb weist je Endelement 2a, 2b eine zumindest einen, im gezeigten Beispiel drei, Vorsprünge 7 auf, die in korrespondierende Vertiefungen 8 in der jeweils anderen Führungsvorrichtung eingreifen. Die Vertiefungen 8 erstrecken sich dabei in Umfangsrichtung um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeug über einen Winkelbereich, der so bemessen ist, dass sich bei Drehung der Führungsvorrichtungen gegeneinander von einem Anschlag des Vorsprungs 7 in der entsprechenden Vertiefung 8 bis zum gegenüberliegenden Anschlag die Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ....., 1n von einem Ende zumindest eines Führungselementes 3aa1 bis 3aan, 3ab1 bis 3abn, 3ba1 bis 3ban, 3bb1 bis 3bbn bis zu dessen gegenüberliegendem Ende bewegen.
Die Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n weisen eine Vielzahl von Bearbeitungselementen 9 auf, die hier als Federdrahtelemente ausgestaltet sind und sich vom entsprechenden Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n in senkrecht zur Drehachse liegenden Ebenen in Richtung von der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs weg erstrecken. Die Federdrahtelemente 9 sind dabei durch Aufwickeln von Federdraht auf den entsprechenden Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n gebildet und in nach außen überstehenden Abschnitten in Richtung der bestimmungsgemäßen Drehrichtung gebogen. Die derart gebogenen, sich nach außen erstreckenden Abschnitte der Bearbeitungselemente 9 sollen wir als Bearbeitungsabschnitte der Bearbeitungselemente 9 bezeichnet werden. Die Drähte stehen, was hier nicht zu erkennen ist, an ihren den Bearbeitungsabschnitten gegenüberliegenden Enden über die Wicklung ab und stoßen gegen jeweils ein Anschlagelement 10a, 10b, ...., 10n, das in Fig. 5 zu erkennen ist. Diese Anschlagelemente sind dabei so angeordnet, dass diese Überstände der Bearbeitungselemente 9 bei bestimmungsgemäßer Verwendung gegen die Anschlagselemente 10a, 10b, ..., 10n stoßen.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eines der Endelemente 2a, in der die dem Betrachter zugewandte Führungsvorrichtung 3aa durchsichtig ist. Das zu den Figuren 1 und 2 Gesagte gilt hier analog. Zu erkennen ist, dass sich die Führungselemente 3aa1 bis 3aan der einen Führungsvorrichtung 2aa mit entsprechenden Führungselementen 3ab1 bis 3abn der Führungsvorrichtung 3ab in jeweils einem Punkt schneiden, in dem der entsprechende Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n gehalten wird. Es ist zu erkennen, dass in diesem Beispiel die Führungselemente 3aa1 bis 3aan, 3ab1 bis 3abn, 3ba1 bis 3ban, 3bb1 bis 3bbn in Umfangsrichtung äquidistant zueinander angeordnet sind. Es ist außerdem zu erkennen, dass in diesem Beispiel zumindest eine, hier drei Zeigerdurchgangsbohrungen 4 mit jeweils einem Zeigerelement 6 und einer Skala 5 vorgesehen sind.
Die äußere Führungsvorrichtung 3aa weist eine Vertiefung 11 auf, die in den äußeren Rand der Führungsvorrichtung 3aa eingebracht ist und an der die Führungsvorrichtung zum Drehen greifbar ist.
Fig. 4 zeigt das in Fig. 3 gezeigte Endelement 2a, wie es beim tatsächlichen Anblick erscheinen würde, wo die Führungsvorrichtung 3aa undurchsichtig ist. Zu erkennen sind auch hier die Zeigerdurchgangsbohrungen 4, die Skalen 5 und die Zeigerelemente 6. Da die Führungselemente 3aa1 bis 3aan hier als Sacklöcher ausgestaltet sind, treten sie auf der gezeigten Oberfläche nicht hervor.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Endelement, aber in Richtung auf die innere Führungsvorrichtung 3ab. Es liegen dabei die Führungselemente 3ba1 bis 3ban oben. Durch die Führungselemente 3ba1 bis 3ban hindurch sind die spiralförmigen Führungselemente 3aa1 bis 3aan der Führungsvorrichtung 3aa zu erkennen. Von den Bearbeitungselementträgern 1a, 1b, ...., 1n sind nur die in die Führungselemente 3aa1 bis 3aan bzw. 3ba1 bis 3ban eintretenden Endabschnitte zu erkennen. Diese Endabschnitte verlaufen durch u-förmige Vertiefungen in Endabschnitten von Anschlagelementen 10a bis 10n. Um die Bearbeitungselementträger 1a, 1b, ...., 1n sind jeweils Federdrahtelemente 9 als Bearbeitungselemente 9 gewickelt, so dass sie radial nach außen abstehen. Mit ihren radial nach außen abstehenden Bereichen, den Bearbeitungsabschnitten, sind sie in Richtung der vorgesehenen Drehung des Bearbeitungswerkzeugs gekrümmt.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 12, die zum einen ein Bearbeitungswerkzeug 13 wie vorstehen beschrieben und zum anderen ein verschleißbehaftetes Werkzeug 14 aufweist. Mit dem Bearbeitungswerkzeug 13 und dem verschleißbehafteten Werkzeug 14 soll ein Werkstück 15 bearbeitet werden, dessen den Werkzeugen zugewandte Oberfläche eine Bearbeitungsebene definiert. Im gezeigten Beispiel wird das Werkstück auf eine Transportvorrichtung 16 an den Werkzeugen 13 und 14 vorbeigeführt. Im Laufe der Bearbeitung vieler Werkstücke 15 verringert sich der Durchmesser des verschleißbehafteten Werkzeugs 14 aufgrund von Verschleiß. Die Vorrichtung 12 kann dann in Richtung des Werkstücks 15 bewegt werden, um diesen Verschleiß auszugleichen. Damit die Enden der Bearbeitungselemente 9 des Bearbeitungswerkzeugs einen Soll-Abstand von der Bearbeitungsebene beibehalten, wird der Durchmesser des Bearbeitungswerkzeugs 13 durch Verdrehen der Führungsvorrichtungen 3aa, 3ab, 3ba, 3bb gegeneinander verkleinert. Der Abstand der Bearbeitungselemente 9 wird dabei jeweils so gewählt, dass diese das Werkzeug zur Bearbeitung berühren.

Claims

Bearbeitungswerkzeug, aufweisend
eine Anzahl n, n ≥ 2, an Bearbeitungselementträgern, die um eine "Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs" genannte Gerade angeordnet sind,

sowie ein erstes Endelement und ein zweites Endelement,

wobei die n Bearbeitungselementträger zwischen dem ersten Endelement und dem zweiten Endelement angeordnet und jeweils mit diesen verbunden sind,

wobei das erste und/oder das zweite Endelement jeweils zwei Führungsvorrichtungen aufweist,

wobei eine der zwei Führungsvorrichtungen für jeden der n Bearbeitungselementträger ein erstes Führungselement aufweist, das in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verläuft und durch das der entsprechende Bearbeitungselementträger geführt wird,

wobei die andere der zwei Führungsvorrichtungen für jeden der n Bearbeitungselementträger ein zweites Führungselement aufweist, das in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verläuft durch das der entsprechende Bearbeitungselementträger geführt wird,

wobei Projektionen jener Führungselemente der zwei Führungsvorrichtungen, die den gleichen Bearbeitungselementträger führen, auf eine gemeinsame, senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs stehende Ebene einender in jeder Stellung der Führungsvorrichtungen in einem nichtverschwindenden Winkel kreuzen.
Bearbeitungswerkzuge nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich die Projektionen jener Führungselemente der zwei Führungsvorrichtungen, die den gleichen Bearbeitungselementträger führen, auf der gemeinsamen, senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs stehenden Ebene in jeder Stellung der Führungsvorrichtungen des entsprechenden Endelementes zueinander in für alle Bearbeitungselementträger gleichem Abstand zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs scheiden.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führungselemente einer der zwei Führungsvorrichtungen zumindest eines der Endelemente gerade und vorzugsweise in zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs radialer Richtung verlaufen und die Führungselemente jeweils der anderen der zwei Führungsvorrichtungen des gleichen Endelementes spiralförmig um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verlaufen.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungselementträger in Umfangsrichtung um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs äquidistant angeordnet sind.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweils zwei Führungsvorrichtungen Scheiben sind, die vorzugsweise kreisförmig mit der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs im Mittelpunkt sind, in denen die Führungselemente als Langlöcher ausgebildet sind.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führungselemente der den Bearbeitungselementträgern zugewandten Führungsvorrichtungen Durchgangsbohrungen sind, und wobei die Führungselemente der den Bearbeitungselementträgern abgewandten Führungsvorrichtungen Durchgangsbohrungen oder Sacklöcher sind.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in zumindest einem der Endelemente eine der Führungsvorrichtungen, vorzugsweise diejenige der Führungsvorrichtungen, die den Bearbeitungselementträgern zugewandt ist, ein Zeigerelement aufweist, das sich durch eine Zeigerdurchgangsbohrung in der anderen Führungsvorrichtung des gleichen Endelementes erstreckt, vorzugsweise in jener Führungsvorrichtung, die den Bearbeitungselementträgern abgewandt ist,
wobei die Zeigerdurchgangsbohrung entlang eines Umfangs um die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verläuft,

weiter aufweisend eine Skala, die sich entlang der Zeigerdurchgangsbohrung erstreckt.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine oder beide der zwei Führungsvorrichtungen zumindest eines der Endelemente an ihrem Umfang zumindest ein Greifelement aufweist, das von außen gegriffen werden kann, wobei vorzugsweise das zumindest eine Greifelement ein Ausschnitt in einem Rand der Führungsvorrichtung oder ein Überstand am Rand der Führungsvorrichtung ist.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in zumindest einem der Endelemente eine der Führungsvorrichtungen einen Vorsprung aufweist, der in eine Vertiefung in der anderen der Führungsvorrichtungen des gleichen Endelements eingreift, wobei sich die Vertiefung in Umfangsrichtung um die Drehachse des Bearbeitungswerkezugs über einen Winkelbereich erstreckt, der bei Drehen der Führungsvorrichtungen dieses Endelementes gegeneinander gerade eine Verschiebung des entsprechenden Bearbeitungselementträgers von einem Ende zum anderen Ende jenes Führungselementes erlaubt, das ihn führt, das sich über den kleineren Bereich in radialer Richtung erstreckt.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungselementträger gerade Stäbe aufweisen, die parallel zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs verlaufen.
Bearbeitungswerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bearbeitungselementträger jeweils eine Vielzahl an Bearbeitungselementen aufweisen,
wobei die Bearbeitungselemente Federdrahtelemente sind, die sich von dem entsprechenden Bearbeitungselementträger in Richtung von der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs weg erstrecken.
Bearbeitungsvorrichtung, aufweisend zumindest ein Bearbeitungswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie zumindest ein verschleißbehaftetes Werkzeug,
wobei das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug und das zumindest eine verschleißbehaftete Werkzeug über einer gemeinsamen Bearbeitungsebene angeordnet sind,

wobei das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug durch einstellen der zwei Führungsvorrichtungen zumindest eines seiner Endelemente auf einen solchen Durchmesser bezüglich seiner Drehachse eingestellt ist, dass sein Abstand von der Bearbeitungsebene ein Sollabstand ist, optional gleich dem Abstand des verschleißbehafteten Werkzeugs von der Bearbeitungsebene .
Bearbeitungsvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zumindest eine verschleißbehaftete Werkzeug ein walzenförmiges Werkzeug mit einer Drehachse ist, wobei ein Abstand der Drehachse des verschleißbehafteten Werkzeugs von der Bearbeitungsebene gleich einem Abstand der Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs von der Bearbeitungsebene ist.
Bearbeitungsverfahren,
wobei eine Oberfläche mit einem Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und mit einem verschleißbehafteten Werkzeug bearbeitet wird,

wobei ein Abstand des verschleißbehafteten Werkzeugs von der Oberfläche um einen solchen Abstand in Richtung der Oberfläche verschoben wird, dass der Verschleiß ausgeglichen wird, wobei das Bearbeitungswerkzeug um den gleichen Abstand wie das verschleißbehaftete Werkzeug in Richtung der Oberfläche verschoben wird,

wobei die Bearbeitungselementträger durch verdrehen der Führungsvorrichtungen gegeneinander um eine Abstand, der gleich dem Betrag des Verschleißes ist, nach innen verschoben werden.