[0001] Die Erfindung betrifft eine Entgrateinrichtung für Werkstücke aus Kunststoff, insbesondere
duroplastischem Faserverbundwerkstoff, mit einem Schleifband, welches während der
Entgratbewegung nachgiebig an der zu bearbeitenden Werkstückfläche in Anlage gehalten
ist.
[0002] Beim Entgraten von Werkstücken aus Kunststoff, insbesondere aus duroplastischem Faserverbundwerkstoff,
haben bisher überwiegend von Hand geführte Schwingschleifer Verwendung gefunden, die
als eigentliches Entgratwerkzeug ein Schleifband aufweisen.
Bedingt durch Verzugstoleranzen, Schwindungstoleranzen und fertigungstechnische Einflüsse
liegt die Gratwurzel der hier angesprochenen Werkstücke nicht auf einer vorherbestimmbaren
Bahn. Die an sich wünschenswerte automatische Bearbeitung - die eine empfindliche
und aufwendige Regel- und Antriebstechnik voraussetzt - hat sich daher noch nicht
wirtschaftlich verwirklichen lassen.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entgrateinrichtung zu entwickeln,
welche insbesondere die Nachbearbeitung, d.h. Feinentgratung, von Werkstückflächen
gestattet und die ggf. auch eine Automatisierung derartiger Bearbeitungsvorgänge zuläßt.
[0004] Vor allem im Hinblick auf automatisch ablaufende Bearbeitungsvorgänge soll die Entgrateinrichtung
außerdem derart beschaffen sein, daß der Arbeitsbereich des Schleifbandes ohne besonderen
Zeit- und Arbeitsaufwand ausgetauscht bzw. erneuert werden kann.
[0005] Die gestellte Aufgabe wird durch eine Entgrateinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Der Grundgedanke der Erfindung besteht danach darin, das von einer Vorratsrolle
abziehbare Schleifband abschnittsweise über einen federnd abgestützten Andrückschuh
an der zu bearbeitenden Werkzeugfläche zum Eingriff zu bringen und dem Andrückschuh
im Anschluß an den Arbeitsbereich ein Schrittschaltwerk zuzuordnen; dieses ist derart
ausgebildet, daß es den Arbeitsbereich des Schleifbandes durch Nachführen erneuern
und nach Beendigung seiner Nachführbewegung am Andrückschuh in der neuen Lage festhalten
kann.
Das Schrittschaltwerk gestattet es, die Entgrateinrichtung - ohne daß aufwendige
Auswechselvorgänge erforderlich werden - jeweils unter im wesentlichen gleichbleibenden
Arbeitsbedingungen einzusetzen.
[0006] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes steht der Andrückschuh
in Richtung auf die zu bearbeitende Werkstückfläche parallel zu sich selbst beweglich
mit dem Tragteil in Verbindung (Anspruch 2); die Verbindung kann dabei insbesondere
aus zumindest einem Doppellenker bestehen (Anspruch 3).
[0007] Eine betriebssichere Anlage des Schleifbandes am Andrückschuh läßt sich dadurch verwirklichen,
daß dieser - in Richtung der Abziehbewegung des Schleifbandes von der Vorratsrolle
gesehen - vor dem Arbeitsbereich mit zumindest einem Andrückelement für das Schleifband
ausgestattet ist (Anspruch 4). Dieses besteht im einfachsten Fall aus einer Andrückrolle,
die ggf. zusätzlich federnd in Richtung auf die Oberfläche des Andrückschuhs vorgespannt
ist.
Stattdessen oder auch zusätzlich zur Andrückrolle kann auch ein federbelastetes Kolbenaggregat
zur Anwendung kommen, dessen Kolben das Schleifband an der Andrückschuh-Oberfläche
in Anlage hält.
[0008] Das Schrittschaltwerk weist vorzugsweise eine am Andrückschuh angelenkte Schwinge
auf, die mit einem das Schleifband erfassenden Halteorgan ausgestattet und mittels
eines Schwingenantriebs hin und her schwenkbar ist (Anspruch 5). Nach Inbetriebsetzen
des Schwingenantriebs wird das vom Halteorgan erfaßte Schleifband mitgeführt, wodurch
ein bisher ungenutzter Abschnitt des Schleifbandes in den Arbeitsbereich des Andrückschuhs
gelangt. Der Erfindungsgegenstand kann dadurch weiter ausgestaltet sein, daß dem Schrittschaltwerk
- in Richtung der Abziehbewegung des Schleifbandes von der Vorratsrolle gesehen -
ein Klemmorgan vorgelagert ist, über welches das Schleifband außerhalb des Arbeitsbereichs
an dem Andrückschuh festhaltbar ist (Anspruch 6).
[0009] Das Schrittschaltwerk weist dabei eine Steuerung auf, die bewirkt, daß das Halteorgan
während der Abziehbewegung des Schwingenantriebs - im Gegensatz zum Klemmorgan -
die Schließstellung und während der Rückführbewegung des Schwingenantriebs in die
Ausgangslage bei in der Schließstellung befindlichem Klemmorgan die Öffnungsstellung
einnimmt (Anspruch 7).
[0010] Bei einer besonders einfachen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist der
Schwingenantrieb (Anspruch 8) - ebenso wie ggf. das Halteorgan und das Klemmorgan
(Anspruch 9) - als Kolbenaggregat ausgebildet. Das Halte- und das Klemmorgan weisen
dabei ein Rückstahlelement in Form eines Federelements auf.
[0011] Die Wirtschaftlichkeit der Entgrateinrichtung, insbesondere bei automatischer Betriebsweise,
läßt sich dadurch weiter verbessern, daß das Schleifband über einen Zeitschalter
mit vorwählbarem Schaltzeitpunkt um ein vorgegebenes Wegstück nachführbar ist (Anspruch
10). Dieser ermöglicht es, die Entgrateinrichtung - abhängig von der Beanspruchung
des Schleifbandes im Arbeitsbereich - immer unter annähernd gleichbleibenden Arbeitsbedingungen
einzusetzen.
[0012] Für die Bearbeitung insbesondere von Werkstückflächen mit größerer Längserstreckung
ist es von Vorteil, wenn sich das Tragteil nach Art eines Schlittens verschiebbar
an einer Führungsbahn abstützt (Anspruch 11).
[0013] Eine bessere Ausnutzung des Schleifbandes läßt sich dadurch erreichen, daß dieses
im Arbeitsbereich bezüglich der Längsrichtung der Führungsbahn schräggestellt ist
(Anspruch 12).
[0014] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, stark
schematisierten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Entgrateinrichtung mit Steuerungsschema für das zugehörige
Schrittschaltwerk und
Fig. 2 im gegenüber Fig. 1 verkleinertem Maßstab eine Draufsicht der Entgrateinrichtung
(ohne Schrittschaltwerk nebst Steuerung und ohne Vorratsrolle).
[0015] Die Entgrateinrichtung weist folgende Hauptbestandteile auf: Einen Andrückschuh
1, der über einen Doppellenker mit zwei Gelenkstangen 2, 3 parallel zu sich selbst
beweglich an einem Tragteil 4 angebracht ist, ein am Andrückschuh 1 befestigtes
Schrittschaltwerk 8 mit drei Kolbenaggregaten 5 bis 7, eine über eine Konsole 9 am
Tragteil 4 gehaltene Vorratsrolle 10 mit Schleifband 10 a (Fig. 1) und ein an der
Rückseite des Tragteils 4 befestigtes Gleitstück 11, über welches das Tragteil nach
Art eines Schlittens an einer Führungsbahn 12 in Richtung des Doppelpfeils 13 hin
und her verfahren werden kann (Fig. 2).
[0016] Die Führungsbahn 12 ist in der Weise angeordnet und ausgebildet, daß der Andrückschuh
1 sich in Längsrichtung der zu bearbeitenden Fläche bzw. Kante eines aus Kunststoff
bestehenden Werkstücks 14 bewegen kann.
Das Tragteil 4 mit dem daran angelenkten Andrückschuh 1 ist dabei - wie Fig. 2 erkennen
läßt - derart ausgerichtet, daß das den letzteren teilweise umschließende Schleifband
10 a bezüglich der Längsrichtung des Werkstücks 14 unter einem Winkel schräggestellt
verläuft.
Die Verbindungsarme zwischen dem Tragteil 4 und dem Gleitstück 11 sind mit 4 a bezeichnet.
[0017] Der Andrückschuh 1 - bestehend aus einem breiteren Kopfstück 1 a mit dem Arbeitsbereich
1 b und einem schmaleren Fußstück 1 c - stützt sich über die obere Gelenkstange 2
unter Zwischenschaltung eines Federelements 15 an einer Tragplatte 16 ab, die ihrerseits
starr an dem Tragteil 4 befestigt ist. Der Bewegungsspielraum des Andrückschuhs in
lotrechter Richtung ist durch einen unterhalb der Tragplatte 16 befestigten Anschlagblock
17 festgelegt, an dem die untere Gelenkstange 3 im laufe ihrer Aufwärtsbewegung ggf.
zur Anlage kommt. Die Verbindungsstellen zwischen den Gelenkstangen 2, 3 einerseits
und dem Andrückschuh 1 bzw. Tragteil 4 andererseits bestehen aus Gelenkpunkten 2
a, 2 b bzw. 3 a, 3 b; die Gelenkpunkte 2 a und 3 a sind dabei in Höhe des Kopf- bzw.
Fußstückes 1 a bzw. 1 c angeordnet.
[0018] Zur Abstützung des Schleifbandes 10 a ist der Andrückschuh 1 - in Richtung der Abziehbewegung
(Pfeil 18) des Schleifbandes von der Vorratsrolle 10 gesehen - vor seinem Arbeitsbereich
1 b mit einer Andrückrolle 19 ausgestattet; diese liegt also oberhalb der Vorratsrolle
10 auf der dem Tragteil 4 zugewandten Seite des Andrückschuhs. Unter der Wirkung der
Andrückrolle 19 und des noch zu beschreibenden Schrittschaltwerks 8 umschlingt das
von der Vorratsrolle 10 abgezogene Schleifband das Kopfstück 1 a auf der rechten Seite,
im Arbeitsbereich 1 b und auf der linken Seite.
[0019] Die rechtwinklig zueinander ausgerichteten und aneinander befestigten Gehäuse 7 a
und 6 a der Kolbenaggregate 7 und 6 stehen über ein Tragelement 20 unbeweglich mit
dem Kopfstück 1 a in Verbindung. Solange der Kolben 6 b nicht druckbeaufschlagt
ist, stützt sich die Kolbenstange 6 c unter Einwirkung eines vorgespannten Federelements
21 auf der linken Seite des Kopfstücks 1 a an dem Schleifband 10 a ab und hält dieses
somit in der vorgegebenen Lage fest. Der Bewegungspielraum des Kolbens 6 b innerhalb
des Gehäuses 6 a ist durch einen Anschlag 6 d begrenzt.
[0020] Die Kolbenstange 7 b des als Schwingenantrieb wirksamen Kolbenaggregats 7 stützt
sich über ihre gewölbte Stirnfläche 7 c an einer Schwinge 22 ab, die über den bereits
erwähnten Gelenkpunkt 3 a schwenkbar an dem Fußstück 1 c gehalten ist und das als
Halteorgan dienende Kolbenaggregat 5 trägt. Dieses weist einen in einem Gehäuse 5
a ab gestützten Kolben 5 b und eine Kolbenstange 5 c auf, die - bei drucklosem Kolben
5 b - unter Einwirkung eines an ihr angreifenden vorgespannten Federelements 23 die
(in der Zeichnung angedeutete) Schließstellung einnimmt. In dieser wird das Schleifband
10 a zwischen der Kolbenstange 5 c und einer dieser gegenüberliegenden, seitlich an
der Schwinge 22 vorkragenden Haltefläche 22 a festgehalten.
Der Bewegungsspielraum des Kolbens 5 b innerhalb seines Gehäuses 5 a nach links ist
durch einen Anschlag 5 d festgelegt.
Zwischen den Gehäusen 6 a und 5 a ist eine vorgespannte Zugfeder 24 befestigt. Unter
deren Wirkung hat die Schwinge 22 das Bestreben, eine Schwenkbewegung um den Gelenkpunkt
3 a im Uhrzeigersinn auszuführen.
[0021] Der mit der Kolbenstange 7 b verbundene Kolben 7 d wird - solange er nicht druckbeaufschlagt
ist - unter Einwirkung der von der Zugfeder 24 ausgehenden Rückstellkraft an einem
Endanschlag 7 e innerhalb des Gehäuses 7 a in Anlage gehalten.
Im Gegensatz zu dem Teilen 5 und 6 benötigt das als Schwingenantrieb dienende Kolbenaggregat
7 kein an seiner Kolbenstange 5 b angreifendes Federelement.
[0022] Der Betrieb des Schrittschaltwerks 8 - bestehend im wesentlichen aus dem Andrückschuh
1, den Kolbenaggregaten 5 bis 7 und der Schwinge 22 nebst Haltefläche 22 a - setzt
voraus, daß die Kolbenaggregate in einer bestimmten Weise steuerungstechnisch miteinander
verknüpft werden.
[0023] Spätestens unmittelbar vor Einleiten der Abziehbewegung durch Druckbeaufschlagung
des Kolbens 7 d - die, entgegen der Rückstellwirkung der Zugfeder 24, eine Schwenkbewegung
der Schwinge 22 im Gegenuhrzeigersinn zur Folge hat - wird das Kolbenaggregat 6
durch Druckbeaufschlagung seines Kolbens 6 b in die Öffnungstellung nach links bewegt
und dadurch das Schleifband 10 a im Bereich des Kopfstücks 1 a hinter dem Arbeitsbereich
1 b freigesetzt.
Im Gegensatz dazu verbleibt das Kolbenaggregat 5 in der dargestellten Schließstellung,
d.h. das zwischen den Teilen 5 c und 22 a festgehaltene Schleifband wird mit der Schwenkbewegung
der Schwinge 22 nach unten mitgeführt, wobei gleichzeitig einerseits ein entsprechender
Schleifbandabschnitt von der Vorratsrolle 10 in Richtung des Pfeiles 18 abgezogen
und andererseits der bisher im Arbeitsbereich 1 b befindliche (und ggf. verbrauchte)
Schleifbandabschnitt durch einen neuen, unverbrauchten Schleifbandabschnitt ersetzt
wird.
[0024] Die Innenräume der Gehäuse 5 a, 6 a, und 7 a sind über eine Leitung 25, 26 bzw. 27
und ein Steuergerät 28 in der zuvor beschriebenen steuertechnichen Verknüpfung an
eine Druckquelle 29 bzw. einen drucklosen Auslaß 30 anschließbar.
Das Steuergerät ist dabei einerseits über einen Ein-/Ausschalter 28 a von Hand oder
über einen Zeitschalter 28 b mit vorwählbarem Schaltzeitpunkt betätigbar.
[0025] Sobald die Schwinge 22 unter Einwirkung der Kolbenstange 7 b ihre Abziehbewegung
im Gegenuhrzeigersinn abgeschlossen hat, wird das Kolbenaggregat 6 drucklos geschaltet
und dadurch wieder als Klemmorgan wirksam. Vor dem Drucklosschalten des Kolbenaggregats
7 wird das bis dahin in der Schließstellung befindliche Kolbenaggregat 5 durch Druckbeaufschlagung
seines Kolbens 5 b in die Öffnungsstellung gebracht, wodurch das zwischen den Teilen
5 c und 22 a befindliche Schleifband freigesetzt wird. Die Schwinge 22 kann sich demzufolge
unter der Wirkung der Zugfeder 24 und unter Mitnahme der Kolbenstange 7 b nach oben
im Uhrzeigersinn aufwärts bewegen, ohne das Schleifband in dieser Richtung mitzuführen.
Sobald der Kolben 7 d durch Anlage am Endanschlag 7 e die dargestellte obere Ausgangslage
eingenommen hat, wird auch das Kolbenaggregat 5 durch Drucklosschalten in die Schließstellung
versetzt, in der das Schleifband erneut zwischen den Teilen 5 c und 22 a festgehalten
wird.
[0026] Das Wegstück, um welches das Schleifband durch Abziehen von der Vorratsrolle 10
in den Arbeitsbereich 1 b nachführbar ist, läßt sich in einfacher Weise dadurch verändern,
daß der vom Kolben 7 d des Schwingenantriebs 7 ausführbare Hub - durch Versetzen des
Endanschlags 7 e innerhalb des Gehäuses 7 a - vergrößert oder verkleinert wird. Stattdessen
oder auch zusätzlich dazu kann die Nachführbewegung dadurch beeinflußt werden, daß
das Schrittschaltwerk (insbesondere durch Mehrfachbetätigung des Schalters 28 a)
unmittelbar nacheinander mehrere Arbeitstakte ausführt.
[0027] Der unter Einwirkung des Federelements 15 nachgiebig an dem Werkstück 14 in Anlage
gehaltene Andrückschuh 1 läßt sich unter Mitnahme des Schleifbandes 10 a entlang
der Führungsbahn 12 in der gewünschten Richtung (angedeutet durch den Doppelpfeil
13 in Fig. 2) bewegen, wobei im Arbeitsbereich 1 b des Schleifbandes der Entgratvorgang
abläuft.
Abhängig von den Arbeitsbedingungen kann das Schrittschaltwerk der Entgrateinrichtung
in der Weise betätigt werden, daß es - beispielsweise nach jedem zehnten Entgratvorgang
- das Schleifband um ein Wegstück nachführt, das in etwa der Abmessung des Arbeitsbereichs
1 b entspricht. Unter "Arbeitsbereich" ist dabei der Bereich zu verstehen, in dem
das auf dem Andrückschuh aufliegende Schleifband gleichzeitig mit der zu bearbeitenden
Werkstückfläche im Eingriff steht.
[0028] Zweckmäßgerweise ist das Schrittschaltwerk 8 im Anschluß an das Kolbenaggregat 5
mit einer Schneideinheit ausgestattet, die das Abtrennen des verbrauchten Schleifbandabschnitts
ermöglicht. Die Schneideinheit kann dabei in der Weise ausgestaltet sein, daß sie
unmittelbar neben der Kolbenstange 5 c an der Schwinge 22 befestigt ist und beispielsweise
mit deren Haltefläche 22 a als Gegenfläche zusammenwirkt.
Die Fixierung des Schleifbandes 10 a im Arbeitsbereich 1 b (vgl. Fig. 1) läßt sich
im übrigen dadurch weiter verbessern, daß die Andrückrolle 19 gleichzeitig als Halteorgan
dient. Zu diesem Zweck ist die Andrückrolle mit einem Feststellorgan - beispielsweise
in Form einer hydraulisch betätigten Bremsscheibe - ausgestattet.
Vorzugsweise nimmt die Bremsscheibe - ebenso wie die Kolbenaggregate 5 bis 7 - unter
Einwirkung einer vorgespannten Feder im drucklosen Zustand die Bremsstellung ein,
in welcher sie an der Andrückrolle 19 anliegt und dadurch eine ungewollte Drehbewegung
verhindert.
[0029] Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß das den Entgratvorgang
bewirkende Werkzeug ohne besonderen Arbeits- und Zeitaufwand fernbetätigt erneuert
werden kann; die Entgrateinrichtung ist daher auch für automatisch ablaufende entsprechende
Bearbeitungsvorgänge geeignet.
1) Entgrateinrichtung für Werkstücke aus Kunststoff, insbesondere duroplastischem
Faserverbundwerkstoff, mit einem Schleifband, welches während der Entgratbewegung
nachgiebig an der zu bearbeitenden Werkstückfläche in Anlage gehalten ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß das von einer Vorratsrolle (10) abziehbare Schleifband (10 a) einen Andrückschuh
(1) teilweise umschlingt;
- daß die Vorratsrolle (10) ebenso wie der mittels eines Federelements (15) abgestützte
Andrückschuh (1) an einem Tragteil (4) angebracht ist und
- daß der Andrückschuh (1) - in Richtung der Abziehbewegung (Pfeil 18) des Schleifbandes
(10 a) von der Vorratsrolle (10) gesehen - hinter dessen Arbeitsbereich mit einem
auch eine Klemmwirkung ausübenden Schrittschaltwerk (8) ausgestattet ist, über welches
das Schleifband abschnittweise von der Vorratsrolle abziehbar und, den benutzten
Bandabschnitt ersetzend, in den Arbeitsbereich nachführbar ist.
2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Andrückschuh (1)
in Richtung auf die zu bearbeitende Werkstückfläche parallel zu sich selbst beweglich
mit dem Tragteil (4) in Verbindung steht.
3) Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Andrückschuh (1) über zumindest einen Doppellenker (2, 3) mit dem Tragteil
(4) in Verbindung steht.
4) Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Andrückschuh (1) - in Richtung der Abziehbewegung (Pfeil 18) von der Vorratsrolle
(10) gesehen - vor dem Arbeitsbereich (1 b) mit zumindest einem Andrückelement (19)
für das Schleifband (10 a) ausgestattet ist.
5) Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schrittschaltwerk (8) eine am Andrückschuh (1) angelenkte Schwinge (22) aufweist,
die mit einem das Schleifband (10 a) erfassenden Halteorgan (5) ausgestattet und
mittels eines Schwingenantriebs (7) hin und her schwenkbar ist.
6) Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Schrittschaltwerk (8) - in Richtung der Abziehbewegung (Pfeil 18) des Schleifbandes
(10 a) von der Vorratsrolle (10) gesehen - ein Klemmorgan (6) vorgelagert ist, über
welches das Schleifband außerhalb des Arbeitsbereichs (1 b) an dem Andrückschuh (1)
festhaltbar ist.
7) Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteorgan
(5) während der Abziehbewegung des Schwingenantriebs (7) - im Gegensatz zum Klemmorgan
(6) - die Schließstellung und während der Rückführbewegung des Schwingenantriebs
in die Ausgangslage bei in der Schließstellung befindlichem Klemmorgan die Öffnungsstellung
einnimmt.
8) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingenantrieb
als Kolbenaggregat (7) ausgebildet ist.
9) Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteorgan
(5) und das Klemmorgan (6) als federbelastete Kolbenaggregate ausgebildet sind.
10) Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schleifband (10 a) über einen Zeitschalter (28 b) mit vorwählbarem Schaltzeitpunkt
um ein vorgegebenes Wegstück nachführbar ist.
11) Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Tragteil (4) sich nach Art eines Schlittens verschiebbar an einer Führungsbahn
(12) abstützt.
12) Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schleifband (10 a) im Arbeitsbereich (1 b) bezüglich der Längstrichtung der
Führungsbahn (12) schräggestellt ist (Winkel α).