WO2015144274A1 - Device and method for the planet-like orbiting of rotating brushing, grinding, and polishing tools - Google Patents

Device and method for the planet-like orbiting of rotating brushing, grinding, and polishing tools Download PDF

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WO2015144274A1 PCT/EP2015/000262 EP2015000262W WO2015144274A1 WO 2015144274 A1 WO2015144274 A1 WO 2015144274A1 EP 2015000262 W EP2015000262 W EP 2015000262W WO 2015144274 A1 WO2015144274 A1 WO 2015144274A1
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Definitions

  • the invention relates to the field of brushing, grinding and polishing technology.
  • the processing is usually carried out in a continuous process and makes use of such abrasive brushes in a right-angled transverse cylindrical or flat shape or by a variety vertical to
  • the brushing tools are used rigidly or with a proper movement.
  • the proper movement takes place in the form of a rotation of the cylindrical or an oscillation of the flat brushes.
  • the vertically arranged brush sanding heads can rotate and, if equipped with corresponding running guides, make a carousel-like circulation over the whole
  • the devices known today for surface treatment with abrasive brushes, polishing tools and similar processing agents have proved to be insufficient in that they are too complicated to construct and thus are not very economical, on the other hand not able to achieve a sufficiently uniform surface structure.
  • the present invention is capable of remedying this.
  • the two drive chain belts 14, 15 operated at different speeds and optionally also different directions of rotation bring the brush grinding heads 13 located at the same time to rotate and, due to the speed difference, also to rotate about the sprockets 20, 21, 22, 23.
  • the two chain belts 14, 15 are each driven by a frequency-controlled motor 16, 17.
  • Other drives for Rotation of the individual brush sanding heads and / or running guides are no longer required in such an arrangement.
  • both the rotational speed of the brush sanding heads and their rotational speed can be individually and steplessly controlled.
  • the outer chain belt 14 in a fixed, on the sprockets 20, 21 leading part with the individual chains a, b and in a "flying", by these chains a , B, with the individual chains c, d, e, whereas the inner chain strap 13 is equipped only with the individual chains f, g, h leading via the sprockets 22, 23.
  • toothed belts can also be used
  • the sprocket wheels 19 of the brush sanding heads have the same diameter as the sprockets 22, 23 of the inner chain belt 15.
  • the device is also distinguished from an economic point of view by the fact that no guides are required ,

Abstract

The invention relates to methods and to devices having brushing, grinding, and polishing tools (13) that rotate centrally or eccentrically and also simultaneously orbit in a planet-like and optionally oscillating manner. The continuously controllable rotation and the simultaneously continuously controllable orbiting of an unlimited number of tool heads (13) occur by means of two guidance-free drive-chain assemblies, which each have a frequency-controlled motor (16, 17) and an outer and an inner chain belt (14, 15).

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN FÜR DEN PLANETENARTIGEN UMLAUF VON ROTIERENDEN BÜRST-, SCHLEIFUND POLIERWERKZEUGEN  DEVICE AND METHOD FOR THE PLANETARY ROLLING OF ROTATING BRUSH, GRINDING AND POLISHING TOOLS
Beschreibung  description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Bürst-, Schleif- und Poliertechnik.  The invention relates to the field of brushing, grinding and polishing technology.
Stand der Technik ist der maschinelle Einsatz von mit flexiblen Schleifmitteln The state of the art is the mechanical use of flexible abrasives
bestückten Bürsten zur Erzielung bestimmter Oberflächeneffekte bei verschiedenen Materialien, beispielsweise Holz. Die Bearbeitung erfolgt in der Regel im Durchlaufverfahren und bedient sich solcher Schleifbürsten in rechtwinklig quer zum Durchlauf stehender zylindischer oder flächiger Form oder durch eine Vielzahl vertikal zum equipped brushes to achieve certain surface effects in various materials, such as wood. The processing is usually carried out in a continuous process and makes use of such abrasive brushes in a right-angled transverse cylindrical or flat shape or by a variety vertical to
Durchlauf angeordneter zylindrischer Bürstschleifköpfe. Die Bürstwerkzeuge kommen starr oder mit einer Eigenbewegung zum Einsatz. Die Eigenbewegung erfolgt in Form einer Rotation der zylindrischen oder einer Oszillation der flächigen Schleifbürsten. Die vertikal angeordneten Bürstschleifköpfe können rotieren und falls mit entsprechenden Laufführungen ausgestattet, einen karussellartigen Umlauf über die ganze Pass arranged cylindrical Bürstschleifköpfe. The brushing tools are used rigidly or with a proper movement. The proper movement takes place in the form of a rotation of the cylindrical or an oscillation of the flat brushes. The vertically arranged brush sanding heads can rotate and, if equipped with corresponding running guides, make a carousel-like circulation over the whole
Arbeitsbreite absolvieren. Diese Bürstschleifköpfe oszillieren nicht. Gegenstand der hier beschriebenen Erfindung ist dagegen ein Verfahren, das die vertikal in Durchlaufrichtung angebrachten Bürstschleifköpfe wahlweise zentrisch oder exzentrisch Complete working width. These brush sanding heads do not oscillate. On the other hand, the subject of the invention described here is a method which selectively or centrically adjusts the brush sanding heads mounted vertically in the direction of passage
rotieren, wie auch gleichzeitig führungsfrei umlaufen lässt. Ermöglicht wird wird dies durch die hier erstmalig für Bürstschleifköpfe beschriebenen Lösungen eines für eine nicht beschränkte Anzahl von Bürstwerkzeugen lediglich mit zwei Motoren ausgestatteten, führungsfreien kombinierten Rotation-/Umlauf-Planetensystems und der exzentrischen Aufnahme von Bürstschleifköpfen in ein solches Planetensystem, mit der Optimierung der Werkstück-Oberflächenstrukturen durch die Oszillation einer solchen Planeten- Vorrichtung als Ganzes. rotate, as well as simultaneously circulates guide-free. This is made possible by the solutions described here for the first time for Bürstschleifköpfe a equipped for a non-limited number of brushes only with two motors, guide-free combined rotation / circulation planetary system and the eccentric recording of Bürstschleifköpfen in such a planetary system, with the optimization of the workpiece Surface structures by the oscillation of a such a planetary device as a whole.
Zur Illustration der vorliegenden Patentanmeldung dienen: To illustrate the present patent application serve:
- die Zeichnung 1 zum Stand der Technik mit einer zylindrischen, rotierenden, in der Regel nicht oszillierenden Bürstschleifwalze 10 - The drawing 1 to the prior art with a cylindrical, rotating, usually non-oscillating Bürstschleifwalze 10th
- die Zeichnung 2 zum Stand der Technik mit einer rechtwinkligen, flachen, in der Regel oszillierenden Aufnahme für Bürstschleifwerkzeuge 1 1 - The drawing 2 to the prior art with a rectangular, flat, usually oscillating recording brush brushes 1. 1
- die Zeichnung 3 zum Stand der Technik mit einer karussellförmigen, nicht oszillierenden Anordnung mit beispielsweise mit Einzelantrieben 25 versehenen, auf Führungen 26, 27 umlaufenden Bürstschleifköpfen 12 - The drawing 3 to the prior art with a carousel-shaped, non-oscillating arrangement with, for example, with individual drives 25, on guides 26, 27 circumferential brush sanding 12th
- die Zeichnung 4 mit einer gleichzeitig die Bürstschleifköpfe 13 in Rotation wie auch in Umlauf bringenden Planeten- Vorrichtung mit den beiden Antriebs-Kettenbändern 14, 15, den Motoren 16, 17 und den mehreren, als Aufnahmen für die Bürstschleifköpfe 13 dienenden Kettenrädern 19 als Satelliten dieses Planetensystems. - The drawing 4 with a simultaneous brush sanding heads 13 in rotation as well as circulating planetary device with the two drive chain belts 14, 15, the motors 16, 17 and the multiple, serving as receptacles for the Bürstschleifköpfe 13 sprockets 19 as satellites this planetary system.
- die Zeichnungen 5 mit den Antriebsanordnungen des äusseren und des inneren Kettenbandes mit den Antriebwellen 28, 29, den Kettenrädern 20, 21, 22, 23 und den Kettenbändern 14, 15 der Planeten- Vorrichtung, das äussere Kettenband 14 zudem in einer Unterteilung der einzelnen Ketten a, b, c, d, e und das innere Kettenband 15 mit den Ketten f, g, h - The drawings 5 with the drive assemblies of the outer and inner chain belt with the drive shafts 28, 29, the sprockets 20, 21, 22, 23 and the chain belts 14, 15 of the planetary device, the outer chain belt 14 also in a subdivision of the individual Chains a, b, c, d, e and the inner chain belt 15 with the chains f, g, h
- die Zeichnung 6 mit dem Prinzip der Oszillationsbewegung i einer Karussell- Vorrichtung - the drawing 6 with the principle of the oscillatory movement i a carousel device
- die Zeichnung 7 eines Bürstschleifkopfes mit exzentrischer Aufnahme - The drawing 7 of a Bürstschleifkopfes with eccentric recording
- die Zeichnung 8 mit der Illustration der Bearbeitungsspuren zweier zentrisch rotierender Bürstenschleifköpfe mit Umlaufgeschwindigkeit Null und ausgeschalteter Oszillationsbewegung - The drawing 8 with the illustration of the processing tracks of two centrally rotating brush grinding heads with zero rotational speed and oscillatory motion switched off
- die Zeichnung 9 mit der Illustration der Bearbeitungsspuren zweier exzentrisch rotierender Bürstenschleifköpfe mit Umlaufgeschwindigkeit Null und ausgeschalteter Oszillationsbewegung - The drawing 9 with the illustration of the machining tracks of two eccentrically rotating Bürstenschleifköpfe with zero rotational speed and oscillatory motion switched off
- die Zeichnung 10 mit der Illustration der Bearbeitungsspur eines zentrisch - The drawing 10 with the illustration of the machining track of a centric
rotierenden Bürstenschleifkopfes mit Umlaufgeschwindigkeit Null und eingeschalteter Oszillationsbewegung rotating Bürstenschleifkopfes with zero rotational speed and oscillatory motion
- die Zeichnung 11 mit der Illustration der Bearbeitungsspuren zweier zentrisch rotierender Bürstenschleifköpfe mit Umlaufgeschwindigkeit Null und eingeschalteter Oszillationsbewegung - The drawing 11 with the illustration of the machining tracks of two centrally rotating Bürstenschleifköpfe with zero rotational speed and oscillatory motion
- die Zeichnung 12 mit der Illustration der Bearbeitungsspuren zweier zentrisch rotierender Bürstenschleifköpfe mit einer Umlaufgeschwindigkeit ungleich Null und ausgeschalteter Oszillationsbewegung - The drawing 12 with the illustration of the processing tracks of two centrally rotating Bürstenschleifköpfe with a non-zero rotational speed and oscillatory motion switched off
- die Zeichnung 13 mit der Illustration der Bearbeitungsspur eines zentrisch - The drawing 13 with the illustration of the machining track of a centric
rotierenden Bürstenschleifkopfes mit einer Umlaufgeschwindigkeit ungleich Null und eingeschalteter Oszillationsbewegung - die Zeichnung 14 mit der Illustration der Bearbeitungsspuren zweier zentrisch rotierender Bürstenschleifköpfe mit einer Umlaufgeschwindigkeit ungleich Null und eingeschalteter Oszillationsbewegung rotating Bürstenschleifkopfes with a rotational speed not equal to zero and oscillatory movement - The drawing 14 with the illustration of the processing tracks of two centrally rotating Bürstenschleifköpfe with a rotational speed not equal to zero and oscillatory motion
- die Zeichnung 15 mit der Illustration der Bearbeitungsspur eines exzentrisch rotierenden Bürstenschleifkopfes mit einer Umlaufgeschwindigkeit ungleich Null und eingeschalteter Oszillationsbewegung - The drawing 15 with the illustration of the machining track of an eccentrically rotating Bürstenschleifkopfes with a rotational speed not equal to zero and oscillatory motion
- die Zeichnung 16 mit der Illustration der Bearbeitungsspuren zweier exzentrisch rotierender Bürstenschleifköpfe mit einer Umlaufgeschwindigkeit ungleich Null und eingeschalteter Oszillationsbewegung - The drawing 16 with the illustration of the processing tracks of two eccentrically rotating Bürstenschleifköpfe with a rotational speed not equal to zero and oscillatory motion
Die heute bekannten Vorrichtungen zur Oberflächenbearbeitung mit Schleifbürsten, Polierwerkzeugen und ähnlichen Bearbeitungsmitteln haben sich insofern als ungenügend erwiesen, als sie zum einen zu aufwändig konstruiert und somit wenig wirtschaftlich sind, andererseits keine genügend gleichmässige Oberflächenstruktur zu erzielen vermögen. Die vorliegende Erfindung vermag dem Abhilfe zu tun. The devices known today for surface treatment with abrasive brushes, polishing tools and similar processing agents have proved to be insufficient in that they are too complicated to construct and thus are not very economical, on the other hand not able to achieve a sufficiently uniform surface structure. The present invention is capable of remedying this.
Mit der in Zeichnung 4 beschriebenen Vorrichtung bringen die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und wahlweise auch verschiedenen Drehrichtungen betriebenen zwei Antriebs-Kettenbänder 14, 15 die zwischen ihnen liegenden Bürstschleifköpfe 13 gleichzeitig zum Rotieren und aufgrund der Geschwindigkeitsdifferenz auch zum Umlaufen um die Kettenräder 20, 21, 22, 23. Die beiden Kettenbänder 14, 15 werden von je einem frequenzgesteuerten Motor 16, 17 angetrieben. Weitere Antriebe zur Rotation der einzelnen Bürstschleifköpfe und/oder Laufführungen sind bei einer solchen Anordnung nicht mehr erforderlich. Mit der stufenlosen Regelung der beiden Motoren können zudem auch sowohl die Rotationsgeschwindigkeit der Bürstschleifköpfe wie deren Umlaufgeschwindigkeit stufenlos und individuell angesteuert werden. Für einen ungehinderten Umlauf der Aufnahmen der Bürstschleif köpfe im Karussell selbst, ist es erforderlich, das äussere Kettenband 14 in einen festen, über die Kettenräder 20, 21 fuhrenden Teil mit den Einzelketten a, b und in einen„fliegenden", durch diese Ketten a, b mitgeführten Kettenbandabschnitt mit den Einzelketten c, d, e aufzugliedern, während das innere Kettenband 13 nur mit den über die Kettenräder 22, 23 führenden Einzelketten f, g, h ausgestattet ist. Anstelle von Ketten können beispielsweise aber auch Zahnriemen Verwendung finden. Zur Vermeidung von Kollisionen zwischen exzentrisch angeordneten Bürstschleifköpfen ist es zudem zwingend erforderlich, dass die Kettenräder 19 der Bürstschleifköpfe den selben Durchmesser wie die Kettenräder 22, 23 des inneren Kettenbandes 15 aufweisen. Die Vorrichtung zeichnet sich auch in wirtschaftlicher Hinsicht dadurch aus, dass keine Führungen erforderlich sind. With the apparatus described in drawing 4, the two drive chain belts 14, 15 operated at different speeds and optionally also different directions of rotation bring the brush grinding heads 13 located at the same time to rotate and, due to the speed difference, also to rotate about the sprockets 20, 21, 22, 23. The two chain belts 14, 15 are each driven by a frequency-controlled motor 16, 17. Other drives for Rotation of the individual brush sanding heads and / or running guides are no longer required in such an arrangement. With the infinitely variable regulation of the two motors, both the rotational speed of the brush sanding heads and their rotational speed can be individually and steplessly controlled. For an unobstructed circulation of recordings of Bürstschleif heads in the carousel itself, it is necessary, the outer chain belt 14 in a fixed, on the sprockets 20, 21 leading part with the individual chains a, b and in a "flying", by these chains a , B, with the individual chains c, d, e, whereas the inner chain strap 13 is equipped only with the individual chains f, g, h leading via the sprockets 22, 23. Instead of chains, for example, toothed belts can also be used To avoid collisions between eccentrically arranged brush sanding heads, it is also imperative that the sprocket wheels 19 of the brush sanding heads have the same diameter as the sprockets 22, 23 of the inner chain belt 15. The device is also distinguished from an economic point of view by the fact that no guides are required ,
Lässt man eine Planeten- oder Karussell- Vorrichtung mit ihren Werkzeugen und/oder als Ganzes, wie in Zeichnung 6 dargestellt, zentrisch oder exzentrisch oszillieren, ergibt sich eine bessere und gleichmässigere Abdeckung der bearbeiteten Flächen, wie dies die Zeichnungen 10, 1 1, 13, 14, 15 und 16, im Gegensatz zu den den If one leaves a planet or carousel device with their tools and / or as a whole, as shown in drawing 6, oscillate centric or eccentric, results in a better and more uniform coverage of the machined surfaces, as shown in the drawings 10, 1 1, 13 , 14, 15 and 16, in contrast to the
Zeichnungen 8, 9 und 12 zeigen. Die Gleichmässigkeit der Werkstückoberfläche optimiert sich mit dem Oszillationshub und der Oszillationsgeschwindigkeit im Drawings 8, 9 and 12 show. The uniformity of the workpiece surface is optimized with the oscillation stroke and the oscillation velocity in the
Zusammenspiel mit der Durchlaufgeschwindigkeit des Werkstücks, der Umlaufgeschwindigkeit der Bürstschleifköpfe 13, der Durchmesser der Bürstschleifköpfe 13 und des Abstandes der Bürstschleifköpfe 13 untereinander. Von besonderer Relevanz bezüglich Gleichmässigkeit und Güte der Oberfläche ist eine Oszillationsbewegung, die mit einer zur Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke konstanten Relativgeschwindigkeit erfolgt. Ein weiterer Vorteil jeglicher Form der Oszillation ergibt sich durch die schonendere Beanspruchung der Schleifbürsten selbst. Interaction with the passage speed of the workpiece, the Circulation speed of the Bürstschleifköpfe 13, the diameter of the Bürstschleifköpfe 13 and the distance between the Bürstschleifköpfe 13 with each other. Of particular relevance with respect to uniformity and quality of the surface is an oscillatory movement, which takes place at a relative speed to the feed rate of the workpieces. Another advantage of any form of oscillation results from the gentler loading of the brushes themselves.
Werden die Bürstschleifköpfe eines Planetensystems zudem exzentrisch auf die Aufnahmen aufgebracht, ergibt sich, wie die Zeichnungen 15 und 16 zeigen, ergänzend zur oben beschriebenen Oszillation oder auch anstelle dieser, eine weitere Abdeckung der zwischen den Bürstschleifköpfen liegenden Flächen und somit eine noch homogenere Oberfläche. If the brush sanding heads of a planetary system are also applied eccentrically to the images, as shown in the drawings 15 and 16, in addition to the oscillation described above or instead of this, further coverage of lying between the Bürstschleifköpfen surfaces and thus an even more homogeneous surface.
Die Interpretation der Zeichnungen 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 ergibt zudem, dass sowohl die Oszillation der gesamten Bürstschleifvorrichtung wie der exzentrische Einsatz der Bürstschleifköpfe zu einer dichteren und vollständigeren Bearbeitung der Oberfläche führen. Da die Oszillation der ganzen Planeten- Vorrichtung wegen der Fliehkraft tendenziell zu einer höheren Belastung der den Durchlauf sicherstellenden Gesamtanlage führt, kann es in der Praxis sinnvoll sein, die Oszillationensbewegungen in ihrer Anzahl zu reduzieren und dafür dem Einsatz exzentrischer Bürstschleifköpfe demjenigen zentrischer den Vorzug zu geben. The interpretation of the drawings 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 also shows that both the oscillation of the entire brush sanding device and the eccentric use of the brush sanding heads result in a denser and more complete surface treatment. Since the oscillation of the entire planetary device due to the centrifugal force tends to increase the burden of ensuring the overall system performs, it may be useful in practice to reduce the Oszillationensbewegungen in number and to give the use of eccentric Bürstschleifköpfe centric preference ,
Die Vorzüge des Umlaufbewegung liegen dagegen weniger im erzielten Oberflächen- bild als in einer gleichmässigeren Nutzung der (Bürstschleif-) Werkzeuge. The advantages of the orbital motion, however, are less in the achieved surface picture than in a more even use of (brushing) tools.
Die hier für Bürstschleifköpfe beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lassen sich in gleicher Weise und mit den selben Vorteilen auf den Einsatz aller Bürst-, Schleifund Polierwerkzeuge im Durchlaufverfahren applizieren. The methods and devices described here for brush sanding heads can be applied in the same way and with the same advantages to the use of all brushing, grinding and polishing tools in a continuous process.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren für Bürstschleifköpfe 13 oder andere Bürst-/Schleif-/Polierwerkzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass eine nicht beschränkte Anzahl solcher Werkzeuge 13 unter Einsatz von zwei Antrieben sowohl in Rotation versetzt als auch durch die verschiedenen Antriebsgeschwindigkeiten und/oder Drehrichtungen der Kettenbänder 14, 15 gleichzeitig in einen führungsfreien planetenartigen Umlauf gebracht werden. 1. A method for brush sanding heads 13 or other brushing / grinding / polishing tools, characterized in that a non-limited number of such tools 13 by using two drives both in rotation and by the different drive speeds and / or directions of rotation of the chain belts 14, 15 are simultaneously brought into a leadership-free planetary circulation.
2. Vorrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Rotation als auch der Umlauf der Werkzeugköpfe 13 stufenlos regelbar ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that both the rotation and the circulation of the tool heads 13 is infinitely variable.
3. Vorrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Kettenbänder 14 nur mit einem Teil seiner Einzelketten a, b oder von Zahnriemen über die Kettenräder 20, 21 angetrieben wird, die weiteren Ketten c, d, e dieses Bandes oder Zahnriemen die Kettenräder 20, 21 aber fliegend umlaufen und somit den äusseren Support für die Kettenräder übernehmen. 3. A device according to claim 1, characterized in that one of the chain belts 14 is driven only with a portion of its individual chains a, b or timing belt on the sprockets 20, 21, the other chains c, d, e of this belt or toothed belt sprockets 20, 21 but fly around and thus take over the external support for the sprockets.
4. Vorrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 4. Device according to claim 1, characterized in that the
Durchmesser der Kettenräder 22, 23 des inneren Kettenbandes 15 mit dem Diameter of the sprockets 22, 23 of the inner chain belt 15 with the
Durchmesser der Kettenräder 19 der Bürstschleifköpfe übereinstimmen. Diameter of the sprockets 19 of the brush sanding heads match.
5. Verfahren für in planeten- oder karussellartiger Weise angeordnete Bürst-/Schleif-/ Polierwerkzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge und/oder Anordnung als Ganzes in eine Oszillationsbewegung versetzt werden, welche mit einer zur Vorschubgeschwindigkeit der Werkstücke konstanten Relativgeschwindigkeit erfolgt. 5. A method for arranged in planetary or carousel-like brushing / grinding / polishing tools, characterized in that the tools and / or arrangement are placed as a whole in an oscillatory motion, which takes place at a feed rate of the workpieces constant relative speed.
6. Verfahren für in planeten- oder karussellartiger Weise angeordnete Bürst-/Schleif-/ Polierwerkzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass diese Werkzeuge exzentrisch rotieren. 6. A method for in planet or carousel-like manner arranged brushing / grinding / polishing tools, characterized in that these tools rotate eccentrically.
7. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Verfahren wahlweise miteinander kombiniert Anwendung finden. 7. The method according to claims 1, 5 and 6, characterized in that these methods are optionally combined with each other application.
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