[0001] Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Entgraten und/oder Oberflächenbearbeiten
der Ober- und Unterseite von Werkstücken.
[0002] Bei jedem spanabhebenden Bearbeitungsprozess entsteht durch die plastische Materialumformung
an den Werkstückkanten ein Grat, der in der Regel unerwünscht ist, da die Funktion
des Produktes beeinträchtigt werden kann. Die Gratentstehung ist durch konstruktionstechnische
Maßnahmen minimier- aber nur selten ganz vermeidbar. Entgraten ist eine Oberflächenbearbeitungsart,
welche die im vorhergehenden Bearbeitungsprozess entstandenen Grate entfernt.
[0003] Die zu entgratenden Werkstücke haben überwiegend planparallele ebene Flächen und
weisen an diesen Flächen den Grat auf, der durch den Bearbeitungsprozess der Vorrichtung
effizient entfernt und die betroffenen Kanten verrundet werden.
[0004] Für ebene Flächen würde in diesem Fall gewöhnlich das Planbürsten zum Einsatz kommen.
Bestehende Planbürstverfahren in der industriellen Fertigung erfolgen im Durchlaufverfahren.
Die zu bürstenden Teile werden magnetisch oder mechanisch auf ein Band oder einen
Drehtisch fixiert und durchlaufen den Bürstprozess. Dabei werden die Teile zunächst
von einer Seite bearbeitet. Anschließend werden sie entweder manuell oder mit einer
Automatik gewendet, so dass die andere Seite bearbeitet werden kann.
[0005] Nachteile dieses einseitigen Bürstverfahrens sind ein hoher und teurer Maschinen-
und Personalaufwand, lange Maschinenlaufzeiten sowie die Fehlermöglichkeit einseitig
gebürsteter Teile.
[0006] Ziel der Erfindung ist die Reduzierung der Durchlaufzeiten des Bürstentgratens, indem
gleichzeitig die Ober- und Unterseite der Werkstücke bearbeitet werden. Das Verfahren
des parallelen und beidseitigen Entgratens von Werkstücken funktioniert analog dem
Planschleifen mit Planetenantrieb.
[0007] Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Entgraten und/oder Oberflächenbearbeiten
der Ober- und Unterseite von Werkstücken, wobei die Werkstücke zwischen zwei horizontal
übereinander gelagerten Bürstscheiben in außenverzahnten Werkstückhalter positioniert
werden. Zunächst werden die Werkstücke manuell in den Eingriffen der Werkstückhalter
auf der unteren Bürstscheibe fixiert, so dass sie lose in den Eingriffen haltbar sind.
Anschließend wird die obere Bürstscheibe auf einen verstellbaren Festanschlag oder
über ein Messsystem auf die Werkstücke heruntergefahren, so dass sich die Vorrichtung
schließt. Die Werkstückhalter, die zwischen einem inneren und einem äußeren Stiftkranz
platziert sind, werden durch einen Planetenantrieb im Bereich des inneren Stiftkranzes
in Relativbewegung zu den ebenfalls rotierenden Bürsten versetzt, wodurch sie sich
drehen. Hierbei werden im Rotationsverfahren, bei dem beide Bürstscheiben gleichzeitig
im Eingriff sind, alle sich in den Werkstückhaltern befindenden Werkstücke zwischen
den beiden Bürstscheiben sowohl auf der Ober- als auch der Unterseite des Werkstückes
entgratet und/oder oberflächenberarbeitet. Während sich die Werkstücke in den Eingriffen
der Werkstückhalter befinden, rotieren diese bei Bewegung der Werkstückhalter durch
den Planetenantrieb mit.
[0008] Auf der unteren Bürstscheibe liegt zwischen innerem und äußerem Stiftkranz eine Mindestanzahl
von drei Werkstückhaltern auf. Die Anzahl der Werkstückhalter ist von der Größe der
Stiftkränze und der Entfernung des inneren und äußeren Stiftkranzes zueinander abhängig.
Je nach Durchmesser der Stiftkränze lässt sich eine höhere Anzahl an Werkstückhaltern
zwischen die beiden Kränze einfügen.
[0009] Die Eingriffe in den Werkstückhaltern für die Fixierung der Werkstücke können individuell
gestaltet werden. Der Durchmesser des Eingriffs ist vom Durchmesser des zu bearbeitenden
Werkstückes, die Tiefe des Eingriffes ist von der Höhe des Werkstückes abhängig.
[0010] Jede der beiden Bürstscheiben besteht aus einer Trägerscheibe aus Metall sowie einer
darunter bzw. darüber montierten Bürstenaufnahme aus Pertinax, Kunststoff oder Aluminium,
die vollflächig mit Bürsten bestückt wird.
[0011] Die obere und untere Bürstscheibe sowie der Planetenantrieb können sowohl in Drehrichtung
als auch in Drehgeschwindigkeit jeweils variieren. Sie lassen sich entweder im Uhrzeigersinn
oder gegen den Uhrzeigersinn drehen. Die Drehgeschwindigkeit kann bei allen frei festgelegt
und zur Optimierung des Entgratens angepasst werden.
[0012] Hierbei ist es zum Beispiel möglich die obere und untere Bürstscheibe bei jeweils
verschiedenen Drehgeschwindigkeiten in unterschiedliche Richtungen laufen und wiederum
den Planetenantrieb die Werkstückhalter bei einer dritten Geschwindigkeit antreiben
zu lassen.
[0013] Die Eindringtiefe der Bürsten, also die Wegstrecke, die die obere Bürste vertikal
in Richtung Werkstück gesenkt wird, so dass die Bürsten die Oberseite des Werkstücks
berühren, ist durch das Absenken der oberen Bürstscheibe auf einen verstellbaren Festanschlag
oder durch ein Messsystem einstellbar und kann hierdurch der jeweiligen Höhe des Werkstückes
angepasst werden.
[0014] Die Bearbeitung der Werkstücke in der Vorrichtung wird gesteuert über die Einstellparameter
Eindringtiefe der Bürsten auf die Ober- und Unterseite der Werkstücke, die Laufzeit
der Bearbeitung und die Drehzahl der Rotation der Bürsten. Die Kombination der Einstellparameter
erfolgt nach der individuellen Auslegung und Einstellung der Werkstücke und ermöglicht
ein gezieltes Entgraten und Kantenverrunden der zu bearbeitenden Werkstücke.
Abgrenzung zu bereits geschützten Vorrichtungen
[0015] Die
EP 1 629 941 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Entgraten und/oder Oberflächenverbessern von spanend
bearbeiteten Werkstücken, die mindestens ein Bürstwerkzeug aufweist, durch die ein
Entgraten und/oder eine Oberflächenverbesserung des oder der spanend bearbeiteten
Werkstücke durchführbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung
mindestens zwei einander gegenüberliegende Bürstwerkzeuge aufweist, dass eine Transporteinrichtung
mit mindestens einer Werkstückaufnahme vorgesehen ist, durch die mindestens ein Werkstück
zwischen den Bürstwerkzeugen hindurchbewegbar sind.
[0016] Die Erfindung unterscheidet sich von der soeben genannten
EP 1 629 941 A2. Bei der
EP 1 629 941 A2 handelt es sich um eine Vorrichtung, deren Werkstückaufnahmen manuell oder automatisch
mit Werkstücken bestückt werden, anschließend die bestückte Werkstückaufnahme unter
die beiden einander gegenüberliegenden Bürstwerkzeuge bewegt wird, mittels der Antriebseinrichtung
die Werkstückaufnahmen angetrieben werden, aber nur die eingelegten Werkstücke der
Werkstückaufnahme entgratet bzw. oberflächenverbessert werden, die sich in Wirkeingriff
mit den Bürstwerkzeugen befindet. Während des Entgratens und/oder Oberflächenverbesserns
können die Werkstückaufnahmen, die sich nicht in Wirkeingriff mit den Bürstwerkzeugen
befinden, weiter bestückt werden. Während des Bearbeitungsprozess wurden die Werkstücke
durch die Vorrichtung hindurchbewegt.
[0017] Die Erfindung beschreibt jedoch eine Vorrichtung, bei der die Werkstücke in die Werkstückhalter
auf die untere Bürstscheibe aufgelegt werden, sich die Vorrichtung anschließend schließt,
indem die obere Bürstscheibe herunterfährt und dann die Werkstücke durch die Rotation
sowohl der unteren als auch der oberen Bürstscheibe als auch den Werkstückhaltern
auf Ober- und Unterseite entgratet und/oder oberflächenbearbeitet werden. Nach dem
Bearbeitungsprozess fährt die obere Bürstscheibe nach oben und die fertig entgrateten
und/oder oberflächenbearbeiteten Werkstücke können der Vorrichtung entnommen werden.
[0018] In der
EP 1 629 941 A2 befinden sich nicht alle Werkstückaufnahmen in Wirkbeziehung mit den zwei Bürstwerkzeugen.
Bei der Erfindung, hingegen, befinden sich alle Werkstückaufnahmen in Wirkbeziehung
mit den beiden Bürstscheiben.
[0019] Hiermit werden auch nicht - wie in der
EP 1 629 941 A2 - nur die Werkstücke entgratet und/oder oberflächenverbessert, die in die Werkstückaufnahme
eingelegt werden, die sich in Wirkbeziehung mit den zwei Bürstwerkzeugen befindet,
sondern alle Werkstücke, die in die Werkstückhalter eingelegt wurden. Es ergibt sich
mithin eine vielfache, bis zu fünfmal höhere Ausbringungsmenge der im vergleichbaren
Wirkzyklus zu bearbeitenden Werkstücke, was die betriebswirtschaftlichen Vorteile
der beschriebenen Vorrichtung zeigt
[0020] Die
DE 10 2008 063 228 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur beiderseitigen schleifenden Bearbeitung flacher Werkstücke
mit einer oberen und einer unteren Arbeitsscheibe, die jeweils eine Arbeitsfläche
mit einem Schleifbelag aufweisen, wobei die Arbeitsflächen zwischen sich einen Arbeitsspalt
bilden, in dem Werkstücke geschliffen werden können, wobei mindestens eine der Arbeitsscheiben
mittels eines Antriebs drehend antreibbar ist, und weiter aufweisend eine Einrichtung
zum Führen der Werkstücke in dem Arbeitsspalt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
an mindestens einer der Arbeitsscheiben Entgratungsmittel angeordnet sind, die dazu
ausgebildet sind, die Werkstücke während ihrer Bearbeitung in der Vorrichtung zu entgraten.
Nach Anspruch 2 der
DE 10 2008 063 228 A1 weist die mindestens eine Arbeitsscheibe mindestens eine geformte Aufnahme, zum Beispiel
in Gestalt einer Nut, auf, in der die Entgratungsmittel angeordnet sind. Nach Anspruch
3 sind die Entgratungsmittel ringförmig umlaufend in der Arbeitsfläche und/oder radial
in der Arbeitsfläche verlaufend und/oder bogenförmig in der Arbeitsfläche verlaufend
angeordnet.
[0021] Die Erfindung hat eine grundlegend andere Anordnung der Entgratungsmittel in Gestalt
von Bürsten. Bei der Erfindung bestehen beide Bürstscheiben aus einer Trägerscheibe
aus Metall sowie einer darunter (obere Bürstscheibe) bzw. darüber (untere Bürstscheibe)
montierten Bürstenaufnahme aus Pertinax, Kunststoff oder Aluminium. Die Bürstenaufnahme
der unteren Bürstscheibe sowie die Bürstenaufnahme der oberen Bürstscheibe sind vollflächig
mit Bürsten bestückt. Vollflächig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass jeweils die
gesamte Oberfläche bzw. Seite, die mit den Werkstücken in Berührung kommt, mit Bürsten
bestückt ist (siehe auch Figur 3).
Beschreibung der Zeichnungen
[0022] Die Erfindung wird in folgenden Darstellungen optisch veranschaulicht:
Figur 1: Draufsicht des unteren Teils der Vorrichtung
Figur 2: Querschnitt der Vorrichtung
Figur 3: Querschnitt der oberen Bürstscheibe
[0023] Figur 1 zeigt eine Draufsicht des unteren Teils der Vorrichtung (1), bestehend aus
der unteren Bürstscheibe (5) und dem darauf positionierten inneren (2) und äußeren
(3) Stiftkranz. Der Planetenantrieb (4) drehantreibt die zwischen den beiden Stiftkränzen
(2, 3) platzierten Werkstückhalter (WH1 - WH5, die Anzahl richtet sich nach der Größe
der Werkstücke). Ein Werkstückhalter hat Eingriffe (E1 - E5), in die die zu entgratenden
und/oder oberflächenbearbeitenden Werkstücke (W1 - W5) hineingelegt werden.
[0024] Figur 2 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung (1). Zwischen unterer (5) und oberer
(6) Bürstscheibe befinden sich einerseits der innere (2) sowie der äußere (3) Stiftkranz,
andererseits die Werkstückhalter (WH1 - WH5).
[0025] Figur 3 zeigt einen Querschnitt der oberen Bürstscheibe (6) der Vorrichtung (1),
bestehend aus einer Trägerscheibe aus Metall (7) und einer unter dieser Trägerscheibe
montierten Bürstenaufnahme aus Pertinax, Kunststoff oder Aluminium (8), die vollflächig
mit Bürsten (9) bestückt ist.
1. Vorrichtung zum gleichzeitigen Entgraten und/oder Oberflächebearbeiten der Ober- und
Unterseite von Werkstücken (W1 - W5) durch Wirkeingriff mit mindestens zwei horizontal
übereinander gelagerten Bürstscheiben (5, 6), bei der Werkstücke (W1 - W5) in mindestens
drei außenverzahnte Werkstückhalter (WH1 - WH5) positioniert werden, wobei die mindestens
drei außenverzahnten Werkstückhalter (WH1 - WH5) horizontal zwischen einem inneren
und einem äußeren Stiftkranz (2, 3) und vertikal zwischen den mindestens zwei horizontal
übereinander gelagerten Bürstscheiben (5, 6) platziert werden, die Werkstücke (W1
- W5) in mindestens einen Eingriff (E1 - E5) der mindestens drei außenverzahnten Werkstückhalter
(WH1 - WH5) auf der unteren Bürstscheibe (5) manuell fixiert werden, lose in mindestens
einem Eingriff (E1 - E5) der mindestens drei außenverzahnten Werkstückhalter (WH1
- WH5) haltbar sind und die obere Bürstscheibe (6) auf einen verstellbaren Festanschlag
oder über ein Messsystem auf die Werkstücke (W1 - W5) herunterfährt um die Vorrichtung
zu schließen, dadurch gekennzeichnet, dass sich alle Werkstückhalter (WH1 - WH5) in Wirkbeziehung mit den beiden Bürstscheiben
(5, 6) befinden, dass die Bürstenaufnahme der unteren Bürstscheibe sowie die Bürstenaufnahme
der oberen Bürstscheibe (8) vollflächig mit Bürsten (9) bestückt sind, dass alle Werkstücke
(W1 - W5), die in die mindestens drei außenverzahnten Werkstückhalter (WH1 - WH5)
eingelegt werden und sich mit den Bürstscheiben (5, 6) in Wirkeingriff befinden, sowohl
auf der Ober- als auch auf der Unterseite entgratet und/oder oberflächenbearbeitet
werden, dass die Anzahl der Werkstückhalter (WH1 - WH5) zwischen innerem und äußerem
Stiftkranz (2, 3) aufliegend auf der unteren Bürstscheibe (5) abhängig von der Größe
der Stiftkränze (2, 3) und der Entfernung des inneren und äußeren Stiftkranzes (2,
3) zueinander frei bestimmbar ist, eine Mindestanzahl von drei Werkstückhaltern aber
nicht unterschreitet und, dass die Anzahl der Eingriffe (E1 - E5) in den mindestens
drei außenverzahnten Werkstückhaltern (WH1 - WH5) abhängig von der Tiefe und des Durchmessers
der Werkstücke (W1 - W5) frei bestimmbar ist, eine Mindestanzahl von einem Eingriff
aber nicht unterschreitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere und obere Bürstscheibe (5, 6) aus einer Trägerscheibe (7) sowie einer
darunter montierten Bürstenaufnahme (8), die vollflächig mit Bürsten (9) bestückt
ist, besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und untere Bürstscheibe (5, 6) sowie der Planetenantrieb (4) in der Drehrichtung
jeweils variieren können.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere und untere Bürstscheibe (5, 6) sowie der Planetenantrieb (4) in der Drehgeschwindigkeit
jeweils variieren können, sich also jeweils bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten
drehen lassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe der Bürsten (9), also die Wegstrecke, die die obere Bürstscheibe
(6) vertikal in Richtung Werkstücke (W1 - W5) auf einen verstellbaren Festanschlag
oder über ein Messsystem gesenkt wird, so dass die Bürsten (9) die Oberseite der Werkstücke
(W1 - W5) berühren, durch das Auf- und Absenken der oberen Bürstscheibe (6) sowie
die Länge der Bürsten (9) verstellbar ist.