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EP 0 919 331 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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02.07.2003 Patentblatt 2003/27 |
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Anmeldetag: 24.11.1997 |
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Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken
Apparatus for mechanical treatment of flat shaped workpieces
Dispositif pour l'usinage de pièces plates
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH DE DK ES FI FR GB IT LI LU NL PT SE |
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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02.06.1999 Patentblatt 1999/22 |
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Patentinhaber: Vobhag Finishing Systems |
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6370 Stans (Schweiz) (CH) |
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Erfinder: |
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- Vogel, Josef
6048 Horw (CH)
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Vertreter: Kemény AG
Patentanwaltbüro |
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Habsburgerstrasse 20 6002 Luzern 6002 Luzern (CH) |
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Entgegenhaltungen: :
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 246 (M-253), 2.November 1983 & JP 58 132449
A (TOKYO SHIBAURA DENKI KK), 6.August 1983,
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanisch abrasiven oder
polierenden Bearbeitung der Oberflächen und/oder Kanten und/oder Stirnflächen von
plattenförmigen Werkstücken nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
[0002] Für die Bearbeitung von Oberflächen und Kanten von plattenförmigen Werkstücken sind
eine Reihe von Vorrichtungen bekannt. Dabei handelt es sich entweder um manuell zu
bedienende maschinengetriebene Handapparate wie beispielsweise Schleifmaschinen oder
um automatische, gesteuerte Maschinen welche beispielsweise in Fertigungsstrassen
integriert sind.
[0003] So sind beispielsweise Entgratungsvorrichtungen resp. - maschinen bekannt, welche
für das automatisierte Entgraten von genippelten, gelaserten, mit Wasserstrahl geschnittenen
oder gestanzten Bleche aus Stahl oder Nichteisenmetallen eingesetzt werden. Dabei
werden die zu bearbeitenden Werkstücke resp. Bleche auf ein Transportband aufgelegt,
welches in der Regel als Endlos-Band ausgebildet ist. Die Fixierung der Bleche erfolgt
beispielsweise magnetisch durch unter dem Transportband angeordneten Magnetplatten
und/oder durch Vakuumbildung. Das Transportband führt dann die Bleche unter ein Bearbeitungswerkzeug,
welches beispielsweise einen tellerförmigen Schleif- oder Poliereinsatz aufweist,
welcher um seine im wesentlichen senkrecht zum Blech stehende Achse angetrieben ist.
[0004] Die mögliche Bearbeitungsbreite ist dabei durch den Durchmesser des Bearbeitungswerkzeuges
vorgegeben. Da die Werkzeuge nicht beliebig gross ausgeführt werden können, ist auch
die mögliche Bearbeitungsbreite eingeschränkt.
[0005] Um eine möglichst homogene Bearbeitungswirkung zu erzielen, ist die Anordnung von
mehreren tellerförmigen Schleifresp. Poliereinsätzen in einem einzelnen, ebenfalls
rotierbar angetriebenen Werkzeugkopf bekannt. Dabei sind diese Schleif- resp. Poliereinsätze
symmetrisch bezüglich der Drehachse des Werkzeugkopfes angeordnet, wobei sowohl die
Schleif- resp. Poliereinsätze um ihre Achsen angetrieben sind, wie auch der Werkzeugkopfes
selbst drehbar angetrieben sind. Diese Drehbewegungen können entweder direkt über
ein Getriebe gekoppelt sein oder unabhängig voneinander separat angesteuert sein.
Diese Konstruktion liefert sehr gute Entgratungsresultate, ist aber aufgrund ihres
aufwendigen Aufbaus nur in beschränkten Dimensionen, d.h. nur bis zu einem beschränkten
Durchmesser, ausführbar. Bei sehr grossen Durchmessern wird der Werkzeugkopf sehr
schwer, was einen entsprechend gross dimensionierten Maschinenträger bedingt. So ist
beispielsweise aus der US-A-5 105 583 eine derartige Oberflächenbearbeitungsvorrichtung
bekannt.
[0006] Weiter sind Vorrichtungen bekannt, bei welchem die Oberfläche von walzenartigen Werkzeugen
bearbeitet werden. Die Achsen dieser Werkzeuge verlaufen im wesentlichen parallel
und senkrecht zur Werkstückebene resp. Werkstückbewegungsrichtung. Für das Entgraten
von plattenförmigen Werkstücken wie Bleche sind derartige Werkzeuge allerdings nur
sehr bedingt tauglich, da sie Kantenflächen, welche senkrecht zur Werkzeugachse verlaufen,
nur sehr schlecht bearbeiten können.
[0007] Generell besteht ein Problem bei der automatisierten Bearbeitung von plattenförmigen
Werkstücken, indem insbesondere die mechanischen Oberflächenbearbeitungsverfahren
im Gegensatz zu den übrigen Produktionsschritten langsam sind, d.h. eine kleinere
Durchsatzleistung aufweisen als die übrigen Komponenten der Produktionsvorrichtungen.
Wenn nun all diese Vorrichtungen in einer Produktionsstrasse zusammengefasst sind,
führt dies zu einer beschränkten Produktionsleistung.
[0008] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, eine Bearbeitungsvorrichtung
gemäss Oberbegriff zu finden, welche eine zuverlässige und rasche Bearbeitung der
Oberflächen und/oder Kanten von breiten Blechen mit unterschiedlichsten Bearbeitungsflächen
erlaubt.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von
Anspruch 1 gelöst.
[0010] Durch die drehbare, exzentrische Anordnung wenigstens eines Werkzeuges, welches selbst
ebenfalls um seine Achse drehbar angetrieben ist, kann in Abhängigkeit der Exzentrizität
vorteilhafterweise eine im Vergleich zum Werkzeugdurchmesser vielfache Bearbeitungsbreite
erreicht werden und damit die Bearbeitungszeit für derartige Werkstücke verkürzt werden.
Gleichzeitig werden alle zu bearbeitenden Flächen und/oder Kanten optimal durch das
Werkzeug erfasst resp. bearbeitet.
[0011] Weitere, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen 2 bis 6.
[0012] Gerade die Anordnung von mehreren, verschiedenen Werzeugen, welche durch die Höhenverstellung
jeweils nacheinander zum Einsatz kommen, kann vorteilhafterweise eine optimale Bearbeitung
mit einer einzigen Vorrichtung in einem einzigen Durchlauf des zu bearbeitenden Werkstückes
erfolgen. Diese Anordnung lässt auch die Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke
mit derselben Vorrichtung zu, ohne dass grosse oder umständliche Umrüstarbeiten erfolgen
müssten oder gar mehrere verschiedene Maschinen eingesetzt werden müssten.
[0013] Vorteilhafterweise kann eine derartige Vorrichtung neben beispielweise einer Entgratungsfunktion
gleichzeitig resp. anschliessend auch eine Oberflächenbearbeitungsfunktion übernehmen,
entsprechend den eingesetzten Werkzeugtypen.
[0014] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von Figuren der beiliegenden
Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 2 die Aufsicht auf die Vorrichtung nach Figur 1;
Fig. 3 die schematische Aufsicht auf eine alternative Ausführungsform der Werkzeuganordnung
mit drei Werkzeugköpfen;
[0015] In Figur 1 ist die Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung beispielsweise
zum Entgraten und Polieren von beispielsweise gestanzten oder geschnittenen Blechen
1 dargestellt. Diese Bleche 1, welche unterschiedliche Abmessungen aufweisen können
und beispielsweise ein Anzahl von ausgestanzten oder geschnittenen Öffnungen in der
Oberfläche aufweisen, werden auf ein endlos umlaufendes Transportband 2 der Vorrichtung
aufgelegt. Diese Blechteile 1 werden beispielsweise mittels einer Vakuumvorrichtung
auf dem Transportband 2 gehalten, oder im Falle von Eisenblechteilen durch eine oder
mehrere, unterhalb des Bandes 1 im Bereich des Bearbeitungswerkzeuges 3 angeordnete
Magnetplatten (nicht dargestellt). Das Transportband 2 fördert nun diese Blechteile
1 unter dem Bearbeitungswerkzeug 3 hindurch, welches beispielsweise in Form eines
Schleiftellers ausgebildet ist. Als Bearbeitungswerkzeug 3 kommen alle Arten von bekannten
Oberflächenbearbeitungswerkzeugen wie beispielsweise Bürstenteller, Schleifteller,
Lamellenteller etc. zur Anwendung, entsprechend dem zu erreichenden Bearbeitungsresultat.
Das Bearbeitungswerkzeug 3 ist nun an einem Arm 5 bezüglich der Gerätehauptachse 4
vorzugsweise höhenverstellbar angeordnet und weist einen Antrieb für die Eigenrotation
auf. Das Bearbeitungswerkzeug 3 wird nun auf einer Kreisbahn um die Gerätehauptachse
4 herum über die gesamte Breite des Transportbandes 2 bewegt und bestreicht damit
sämtliche Blechteile 1. Hierfür ist beispielsweise ein mittels eines Motors angetriebener
Haltezylinder 6 vorgesehen, in welchem der Arm 5 des Bearbeitungswerkzeuges 3 gelagert
resp. befestigt ist. Der Arm 5 kann vorzugsweise radial bezüglich der Gerätehauptachse
4 verstellbar ausgeführt sein, wobei die Verstellung entweder vor der Inbetriebnahme
der Vorrichtung manuell ausgeführt werden kann oder während dem Betrieb automatisch
gesteuert durchgeführt werden kann, beispielsweise elektrisch oder hydraulisch. Es
ist klar, dass der Haltezylinder 6 nicht wie dargestellt einen kreisförmigen Querschnitt
aufweisen muss, sondern auch einen vieleckigen Querschnitt aufweisen kann, d.h. nicht
rund sondern eckig ausgeführt sein kann.
[0016] In Figur 2 ist noch die Aufsicht der Vorrichtung nach Figur 1 dargestellt. Hier ist
nun insbesondere die Kreisbahn 7 strichpunktiert dargestellt, auf welcher das Bearbeitungswerkzeug
3 um die Gerätehauptachse 4 herum bewegt wird.
[0017] Die Gerätehauptachse 4 ist vorzugsweise in einem bezüglich des Transportbandes 2
C-förmig ausgestalteten Maschinenträger 8 gelagert, welcher beispielsweise auch den
Antrieb für die Gerätehauptachse 4 resp. dem Haltzylinder 6 aufnehmen kann. Dies Anordnung
hat den Vorteil, dass auch Blechteile 1 bearbeitet werden können, welche grössere
Abmessungen als die Breite des Transportbandes 2 aufweisen. Derartige Blechteile 1
müssten dann beispielsweise mittels zwei Arbeitsgängen bearbeitet werden, in welchen
jeweils eine Hälfte der entsprechenden Blechteile 1 bearbeitet würden.
[0018] In Figur 3 ist nun schematisch eine alternative, erfindungsgemässe Anordnung von
Bearbeitungswerkzeugen 3 in der Aufsicht dargestellt. Hier sind nun drei, bezüglich
der Gerätehauptachse 4 symmetrisch angeordnete Bearbeitungswerkzeuge 3' vorgesehen.
Die Bearbeitungswerkzeuge 3' sind in der Form von einer Mehrzahl von einzelnen, planetenartig
um die Werkzeugachsen 9 rotierend angeordneten, rotierenden Werkzeugen 10 ausgeführt.
Mit den Pfeilen sind die Bewegungsrichtungen der einzelnen Komponenten dieser Anordnung
dargestellt.
[0019] Da jedes einzelne Bearbeitungswerkzeug 3' vorzugsweise höhenverstellbar bezüglich
der Gerätehauptachse 4 ausgeführt ist, können nun in den drei Bearbeitungswerkzeugen
3' jeweils verschieden wirkende Werkzeuge 10 eingesetzt werden. Damit können die Blechteile
1 in einem Transportvorgang durch das Transportband 2 mit verschiedenen Bearbeitungsmethoden
behandelt werden.
[0020] Beispielsweise lassen sich die Blechteile 1 so in einem Arbeitsgang entgraten und
polieren. Auch könne für das Entgraten in einem Arbeitsgang verschiedenartige Werkzeuge
10 eingesetzt werden, welche sich jeweils besonders für die oberen resp. seitlichen
Kantenbereiche der Blechteile 1 eignen, um ein qualitativ hochstehendes Entgratresultat
zu erhalten. Die jeweils einzusetzende Werkzeugart kann durch Absenken des jeweiligen
Bearbeitungswerkzeuges 3' auf die Arbeitshöhe ausgewählt und aktiviert werden. Damit
entfällt auch das Wechseln dieser Werkzeuge 10 resp. 3' bei herkömmlichen Vorrichtungen.
Damit kann ein im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen wesentlich höherer Werkstückdurchsatz
erreicht werden, was insbesondere die Anwendung in Produktionsstrassen interessant
macht.
[0021] Ein weiterer Vorteil der Höhenverstellbarkeit der einzelnen Bearbeitungswerkzeuge
3 resp. 3' liegt darin, dass die Bearbeitungshöhe dem laufenden Verschleiss der Werkzeuge
10 angepasst werden kann und damit praktisch während der gesamten Einsatzdauer der
Werkzeuge 10 eine gleichbleibende Bearbeitungsqualität erzielt werden kann.
[0022] Weiter hat sich gezeigt, dass sich die erfindungsgemässe Vorrichtung nicht nur für
die Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken aus Metall eignet, sondern ebenfalls
geeignet ist für die Bearbeitung von Holz oder Kunststoffflächen.
1. Vorrichtung zur mechanisch abrasiven oder polierenden Bearbeitung der Oberflächen
und/oder Kanten und/oder Stirnflächen von plattenförmigen Werkstücken (1) mit rotierend
angetriebenen Bearbeitungswerkzeugen (3;3'), wobei die Werkstücke (1) mittels eines
Transportbandes (2) unter dem resp. den Bearbeitungswerkzeugen (3;3') hindurchführbar
sind, wobei wenigstens ein Bearbeitungswerkzeug (3;3') in einem Abstand, welcher grösser
als der Durchmesser des Bearbeitungswerkzeuge (3;3') ist, um eine Drehachse (4) verdrehbar
angetrieben angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug (3;3') an einem Arm (5) angeordnet ist, welcher radial bezüglich
der Drehachse (4) verstellbar ausgeführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Bearbeitungswerkzeuge (3') symmetrisch um die Drehachse (4) jeweils
an einem eigenen Arm (5) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungswerkzeuge (3;3') entlang ihren Achsen resp. der Drehachse (4) in
der Höhe individuell verstellbar angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungswerkzeuge (3;3') an einem C-förmigen Ausleger (8) über dem Transportband
(2) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bearbeitungswerkzeuge (3;3') mit unterschiedlichen Werkzeugarten
(10) angeordnet sind, vorzugsweise mindestens ein Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen
und ein Werkzeug zur Bearbeitung von Kanten- oder Stirnflächen von zu bearbeitenden
Werkstücken.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungswerkzeuge (3') mehrere tellerförmige, um ihre Achsen drehbar angetriebene
Werkzeuge (10) symmetrisch bezüglich der Bearbeitungswerkzeugachse (9) und darum drehbar
angeordnet aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (4) in der Höhe verstellbar ausgeführt ist.
8. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Entgratungsvorrichtung
für plattenförmige Werkstücke (1) aus Metall, Kunststoff oder Holz.
1. Apparatus for mechanically abrading or polishing the surfaces and/or edges and/or
end faces of plate-shaped workpieces (1) by means of rotary machine tools (3; 3'),
wherein the workpieces (1) are feedable by means of a conveyor belt (2) in a through
direction under the machine tool or tools (3; 3'), wherein at least one machine tool
(3; 3') is disposed at a spacing in relation to an axis of rotation (4), which is
greater than the diameter of the machine tools (3; 3'), so as to be driven rotatably
about the axis of rotation (4), characterized in that the machine tool (3; 3') is disposed on an arm (5), which is designed to be adjustable
radially relative to the axis of rotation (4).
2. Apparatus according to claim 1, characterized in that at least three machine tools (3') are arranged symmetrically about the axis of rotation
(4) in each case on a separate arm (5).
3. Apparatus according to one of claims 1 to 2, characterized in that the machine tools (3; 3') are disposed so as to be individually vertically adjustable
along their axes and/or the axis of rotation (4).
4. Apparatus according to one of claims 1 to 3, characterized in that the machine tools (3; 3') are disposed above the conveyor belt (2) on a C-shaped
bracket (8).
5. Apparatus according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least two machine tools (3; 3') having different types of tool (10) are disposed,
preferably at least one tool for machining surfaces and one tool for machining edge
surfaces or end faces of workpieces which are to be machined.
6. Apparatus according to one of claims 1 to 5, characterized in that the machine tools (3') comprises a plurality of dish-shaped tools (10), which are
driven rotatably about their axes and disposed symmetrically relative to the machine
tool axis (4) and so as to be rotatable about the latter.
7. Apparatus according to one of claims 1 to 6, characterized in that the axis of rotation (4) is of a vertically adjustable design.
8. Use of an apparatus according to one of claims 1 to 7 as a deburring apparatus for
plate-shaped workpieces (1) made of metal, plastics material or wood.
1. Dispositif d'usinage mécanique par abrasion ou polissage de surfaces et/ou d'arêtes
et/ou de surfaces frontales de pièces (1) en forme de plaques à l'aide d'outils (3,
3') entraînés en rotation,
les pièces (1) étant conduites sous le ou les outils (3, 3') à l'aide d'une bande
transporteuse (2),
au moins un outil (3, 3') est entraîné en rotation autour d'un axe (4), à une distance
supérieure au diamètre de l'outil (3, 3'),
caractérisé en ce que
l'outil (3, 3') est installé sur un bras (5) réglable radialement par rapport à l'axe
de rotation (4).
2. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'
au moins trois outils d'usinage (3') sont installés de manière symétrique par rapport
à l'axe de rotation (4) chaque fois sur un bras (5) séparé.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que
les outils d'usinage (3, 3') sont réglables individuellement en hauteur le long de
leur axe ou de l'axe de rotation (4).
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
les outils (3, 3') sont installés sur un bras (8) en forme de C au-dessus de la bande
transporteuse (2).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'
au moins deux outils d'usinage (3, 3') comportent des types d'outils (10) différents
de préférence au moins un outil pour usiner les surfaces et un outil pour usiner les
arêtes ou les surfaces frontales des pièces.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
les outils d'usinage (3') ont plusieurs outils (10) en forme de plaques, entraînés
en rotation autour de leur axe, et installés symétriquement par rapport à l'axe (9)
de l'outil d'usinage et ainsi montés à rotation.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que
l'axe de rotation (4) est réglable en hauteur.
8. Application d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 comme
dispositif d'ébarbage de pièces en forme de plaques (1) en métal, en matière plastique
ou en bois.