DE102016203334A1

DE102016203334A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Entgraten von Werkstücken

Info

Publication number: DE102016203334A1
Application number: DE102016203334.4A
Authority: DE
Inventors: Jonas Loddenkemper; Stefan Auf der Landwehr; Mustafa Sünger
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Rothe Erde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Rothe Erde Germany GmbH
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2017-09-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken (1), mit einer Drahtbürsten oder Schleifscheiben (2a, 2b, 2c, 2d) aufweisenden Entgratungseinheit (2) zum Entfernen von Graten an einem Werkstück (1), einer Haltevorrichtung (3) zum Halten des Werkstücks (1) in einer Bearbeitungsposition, und einer Zuführvorrichtung (4) zum Zuführen des Werkstücks (1) zu der Haltevorrichtung (3). Um eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entgraten von Werkstücken zu schaffen, mit der bzw. mit dem in kurzer Zeit relativ viele Werkstücke entgratet werden können und gleichzeitig Werkstücke unterschiedlicher Größe bearbeitet werden können sowie eine kurze Bearbeitungszeit pro zu entgratendem Werkstück zu erreichen wird vorgeschlagen, dass die Zuführvorrichtung (4) eine Führungsschiene (5) aufweist, in der das Werkstück (1) in einer definierten Ausrichtung geführt ist und über welche das Werkstück (1) der Haltevorrichtung (3) definiert ausgerichtet zuführbar ist, die Haltevorrichtung (3) ein Aufnahme- und Transportmittel (6) aufweist, mit dem das Werkstück (1) in einer Übernahmeposition aufnehmbar ist und mit dem das Werkstück (1) aus der Übernahmeposition in die Bearbeitungsposition transportierbar ist, die Haltevorrichtung (3) ein Fixierelement (7) aufweist, welches das Werkstück (1) in der Bearbeitungsposition fixiert, und die Entgratungseinheit (2) zwei Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare (2a, 2b; 2c, 2d) aufweist, wobei das erste Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar (2a, 2b) einer ersten zu bearbeitenden Werkstückfläche (8) und das zweite Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar (2c, 2d) einer der ersten zu bearbeitenden Werkstückfläche (8) gegenüberliegenden zweiten zu bearbeitenden Werkstückfläche (9) zugeordnet ist, wobei die Drahtbürsten oder Schleifscheiben (2a, 2b; 2c, 2d) eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares (2a, 2b; 2c, 2d) derart antreibbar sind, dass sie zueinander gegenläufig rotieren, und wobei die Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare (2a, 2b; 2c 2d) zu den zu bearbeitenden Werkstückflächen (8, 9) zustellbar sind und/oder die zu entgratenden Werkstückflächen (8, 9) von dem Aufnahme- und Transportmittel (6) zuerst mit der einen (2a; 2c) und dann mit der anderen Drahtbürste oder Schleifscheibe (2b; 2d) eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares (2a, 2b; 2c, 2d) in Kontakt bringbar sind.

Description

Technisches Gebiet
Vorrichtungen zum Entgraten werden insbesondere dazu verwendet, die an Werkstücken im Zuge einer spanenden Bearbeitung entstandenen Grate zu entfernen. Einerseits ist die Entfernung der Grate erforderlich, um das Verletzungsrisiko bei der weiteren Handhabung der Werkstücke nach der spanenden Bearbeitung zu verringern, andererseits können die Grate die Weiterverarbeitung der Werkstücke behindern und auf diese Weise zu fehlerhaft produzierten Produkten führen.
Technischer Hintergrund
Aus der Druckschrift US 2,909,015 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bekannt. Diese Vorrichtung dient zur automatisierten Oberflächenbearbeitung größerer Mengen von individuellen Werkstücken. Die Oberflächenbearbeitung erfolgt mittels rotierender Bürsten („power driven rotary brushes“). Die Vorrichtung weist zwei in horizontaler Richtung voneinander beanstandete Bearbeitungsstationen („brushing stands 2, 3“) auf. Die Werkstücke W (z.B. Zahnräder, „pinion gears“) werden in einer Art horizontaler Fließbandvorrichtung durch die Entgratungsvorrichtung hindurchgefördert (vgl. insbesondere 4A, 4B „inlet conveyor 14“ und „horizontally reciprocable bar 16“). Gemäß Anspruch 1 der US 2,909,015 ist die Fließbandvorrichtung unter den Bürsten angeordnet und so ausgebildet, dass die Werkstücke sukzessive in Positionen verbracht werden können, die in vertikaler Richtung von den Bürsten beabstandet sind. Es sind Haltemittel („work holding means“) vorgesehen, mit denen die Werkstücke aus diesen Positionen von der Fließbandvorrichtung angehoben werden können, um sie in Kontakt mit den Bürsten zu bringen. Um eine vollständige Bearbeitung der gesamten zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks auf beiden Werkstückseiten zu erreichen sind Mittel („work-piece turn-over means“) vorgesehen, um die Werkstücke umzudrehen.
Nachteilig an dieser bekannten Entgratungsvorrichtung ist, dass sie konstruktiv sehr aufwendig ist. Es sind zahlreiche Komponenten und Einrichtungen erforderlich, um die Werkstücke in horizontaler Richtung zu transportieren und an den Bearbeitungsstationen in vertikaler Richtung anzuheben, sodass sie in Kontakt mit den Bürsten treten und bearbeitet werden können. Außerdem müssen die Werkstücke durch Mittel zum Umdrehen der Werkstücke („work-piece turn-over means“) umgedreht werden, um die Werkstücke von beiden Seiten bearbeiten zu können. Dies macht einen erhöhten apparativen Aufwand erforderlich und führt zu einer erhöhten Bearbeitungszeit.
Aus der betrieblichen Praxis im Bereich der Großwälzlagerherstellung ist es bekannt, auf die Käfige, mit denen die Wälzkörper in dem Großwälzlager auf Abstand zueinander gehalten werden, so genannte Gleitstücke aufzuschweißen. Die Gleitstücke sind quaderförmig ausgebildet, bestehen aus Metall und werden zum Beispiel mittels Kreissägen von einem Rechteckstab abgelängt. Dabei können die Gleitstücke vergleichsweise kleine Abmessungen aufweisen. In der Praxis werden diese Gleitstücke manuell an rotierenden Bürsten oder Schleifscheiben entgratet. Die Entgratung ist unter anderem erforderlich, um eine verletzungsfreie weitere Handhabung der Gleitstücke in Zusammenhang mit dem Anschweißen an den Wälzkörperkäfig zu gewährleisten. Ferner soll durch das Entgraten sichergestellt werden, dass die Gleitstücke plan an dem Wälzkörperkäfig anliegen, um eine ordnungsgemäße Schweißung zu erreichen. Das manuelle Entgraten bringt ein großes Verletzungsrisiko für die Mitarbeiter mit sich, weil die Hände des Mitarbeiters sich aufgrund der relativ kleinen Abmessungen der Gleitstücke in unmittelbarer Nähe zu den rotierenden Betriebsmitteln (Drahtbürsten oder Schleifenscheiben) befinden. Außerdem ist es möglich, dass die Gleitstücke sich aus einer Zange, mit der sie gehalten werden, oder aus den Händen des Bedieners lösen und von den rotierenden Betriebsmitteln unkontrolliert umhergeschleudert werden. In diesem Fall bestehen nicht nur Gefahren für den direkten Bediener, sondern auch für alle umstehenden Personen.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Entgraten von Werkstücken zu schaffen, mit der bzw. mit dem in kurzer Zeit relativ viele Werkstücke entgratet werden können. Gleichzeitig soll die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren es erlauben, Werkstücke unterschiedlicher Größe bearbeiten zu können und eine kurze Bearbeitungszeit pro zu entgratendem Werkstück zu erreichen (niedrige Taktzeit bzw. hohes Ausbringen der Entgratungsvorrichtung). Schließlich sollen insbesondere relativ kleine, quaderförmige Werkstücke auf sichere Art und Weise bei geringem Verletzungsrisiko entgratet werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 9–10 angegeben.
Im Hinblick auf die erfindungsgemäße Vorrichtung geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit einer Entgratungseinheit zum Entfernen von Graten an einem Werkstück, einer Haltevorrichtung zum Halten des Werkstücks in einer Bearbeitungsposition, und mit einer Zuführvorrichtung zum Zuführen des Werkstücks zu der Haltevorrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zuführvorrichtung eine Führungsschiene aufweist, in der das Werkstück in einer definierten Ausrichtung geführt ist und über welche das Werkstück der Haltevorrichtung definiert ausgerichtet zuführbar ist. Die Haltevorrichtung weist ein Aufnahme- und Transportmittel auf, mit dem das Werkstück in einer Übernahmeposition aufnehmbar ist und mit dem das Werkstück aus der Übernahmeposition in die Bearbeitungsposition transportierbar ist. Die Haltevorrichtung weist ein Fixierelement auf, welches das Werkstück in der Bearbeitungsposition fixiert. Die Entgratungseinheit weist zwei Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare auf, wobei das erste Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar einer ersten zu bearbeitenden Werkstückfläche und das zweite Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar einer der ersten zu bearbeitenden Werkstückfläche gegenüberliegenden zweiten zu bearbeitenden Werkstückfläche zugeordnet ist. Die Drahtbürsten oder Schleifscheiben eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares sind derart antreibbar, dass sie zueinander gegenläufig rotieren. Die Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare sind zu den zu bearbeitenden Werkstückflächen zustellbar und/oder die zu entgratenden Werkstückflächen sind von dem Aufnahme- und Transportmittel zuerst mit der einen und dann mit der anderen Drahtbürste oder Schleifscheibe eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares in Kontakt bringbar.
Der Bediener der erfindungsgemäßen Vorrichtung muss das Werkstück nur noch in die Führungsschiene der Zuführvorrichtung einlegen. Von der Zuführvorrichtung wird das Werkstück dann der Haltevorrichtung zugeführt, welche das Werkstück dann in einer Übernahmeposition von der Zuführvorrichtung übernimmt und in eine Bearbeitungsposition transportiert. In der Bearbeitungsposition wird das Werkstück an den zu bearbeitenden Werkstückflächen beidseitig entgratet. Es ist daher nicht mehr erforderlich, dass der Bediener seine Hände oder eine von ihm gehaltene Haltezange zum Halten der Werkstücke in die Nähe der rotierenden Drahtbürsten oder Schleifscheiben bringt. Auf diese Weise wird gegenüber dem manuellen Entgraten eine wesentlich größere Arbeitssicherheit erreicht und das Verletzungsrisiko für den Bediener und unbeteiligte Personen in der Umgebung der rotierenden Drahtbürsten oder Schleifscheiben wird minimiert.
Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung besteht aus mehreren Komponenten. Zum einen weist sie ein Aufnahme- und Transportmittel auf, von dem das Werkstück von der Zuführvorrichtung übernommen wird, d.h. es erfolgt eine Übergabe des Werkstücks von der Zuführvorrichtung an das Aufnahme- und Transportmittel. Nachdem das Aufnahme- und Transportmittel das Werkstück übernommen hat wird das Werkstück von dem Aufnahme- und Transportmittel in die Bearbeitungsposition transportiert. In der Bearbeitungsposition wirkt das Aufnahme- und Transportmittel mit einem Fixierelement zusammen. Das Fixierelement fixiert das in dem Aufnahme- und Transportmittel angeordnete Werkstück in der Bearbeitungsposition. Durch das Zusammenwirken von Aufnahme- und Transportmittel und Fixierelement wird das Werkstück in der Bearbeitungsposition fixiert aufgespannt, so dass die Bearbeitung mittels der Entgratungseinheit erfolgen kann.
Dadurch, dass die Entgratungseinheit zwei Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare aufweist, bei denen die Drahtbürsten oder Schleifscheiben eines Paares jeweils gegenläufig zueinander rotieren, und dass die Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare zu den zu bearbeitenden Werkstückflächen zustellbar sind und/oder die Werkstücke mit den zu entgratenden Werkstückflächen von dem Aufnahme- und Transportmittel nacheinander zuerst mit der einen (in der einen Rotationsrichtung rotierenden) Drahtbürste oder Schleifscheibe und danach mit der anderen (in der anderen Rotationsrichtung rotierenden) Drahtbürste oder Schleifscheibe in Kontakt gebracht werden, werden die zu entgratenden Werkstückflächen beidseitig bearbeitet und entgratet, ohne dass das Werkstück dazu umgedreht werden muss. Wichtig ist lediglich, dass beide Drahtbürsten oder Schleifscheiben eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares nacheinander die Werkstückflächen bearbeiten. Die beidseitige Entgratung kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung daher in einer einzigen Aufspannung des Werkstücks erfolgen. Dies führt zu einer relativ kurzen Bearbeitungszeit pro Werkstück, oder anders ausgedrückt zu einem hohen Ausbringen an entgrateten Werkstücken pro Zeiteinheit, weil die Rüstzeit für das Umdrehen des Werkstücks eingespart wird. Außerdem werden keine Vorrichtungskomponenten zum Umdrehen des Werkstücks benötigt, was den apparativen Aufwand reduziert.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Führungsschiene eine Länge auf, die es ermöglicht, mehrere Werkstücke gleichzeitig aufzunehmen. Dadurch kann die Führungsschiene wie ein Magazin verwendet werden, in dem mehrere Werkstücke vorgehalten werden. Dies trägt zur Effizienz der Entgratungsvorrichtung bei und stellt sicher, dass die Entgratungsvorrichtung kontinuierlich betrieben werden kann. Das Ausbringen der Vorrichtung ist dadurch deutlich höher als bei einer Vorrichtung, bei der die Werkstücke einzeln eingelegt werden müssen. Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Führungsschiene 2 zueinander parallel ausgerichtete Teilschienen auf, deren Abstand zueinander einstellbar ist. Die Werkstücke sind an einem Ende der Führungsschiene zwischen die Teilschienen einsetzbar und an einem anderen Ende der Führungsschiene an das Aufnahme- und Transportmittel übergebbar. Durch Veränderung des Abstands zwischen den beiden Teilschienen können Werkstücke unterschiedlicher Größe in die Führungsschiene eingesetzt werden. Gerade in dem Anwendungsfall von Gleitelementen für die Wälzlagerkäfige von Großwälzlagern weisen die quaderförmigen Gleitstücke in Abhängigkeit von der Größe des Wälzlagerkäfigs deutlich unterschiedliche Größen auf. Die quaderförmigen Gleitstücke werden, wie bereits eingangs beschrieben, von im Querschnitt rechteckigen Metallstäben oder Metalldrähten mittels Kreissägen abgeschnitten, wodurch an den Schnittflächen Grate entstehen. Die zu entgratenden Werkstückflächen sind daher einander gegenüberliegend an dem quaderförmigen Werkstück angeordnet. Der Abstand zwischen den zu bearbeitenden Werkstückflächen kann je nach Größe des Gleitstücks unterschiedlich groß sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch eine große Vielfalt unterschiedlich großer Gleitstücke aufnehmen, weil die erfindungsgemäße Führungsschiene durch die Veränderung des Abstands zwischen den Teilschienen sehr flexibel auf unterschiedliche Werkstückgrößen einstellbar ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Aufnahme- und Transportmittel der Haltevorrichtung eine drehbar gelagerte Scheibe auf, wobei die Scheibe auf ihrem Umfang mindestens eine Aufnahmenut zur Aufnahme des Werkstücks aufweist. Bevorzugt weist die Scheibe mehrere über dem Umfang verteilt angeordnete Aufnahmenuten auf, so dass jede Aufnahmenut ein Werkstück aufnehmen kann. So können bei einer einzigen Umdrehung der Scheibe mehrere Werkstücke von der Führungsschiene auf das Aufnahme- und Transportmittel übergeben werden. Jedes Werkstück wird in einer Aufnahmenut der Scheibe aufgenommen. Nachdem die Scheibe das Werkstück aufgenommen hat dreht die Scheibe weiter in Rotationsrichtung und transportiert dabei das Werkstück in die Bearbeitungsposition. Die rotierende Scheibe dient somit einerseits zum Aufnehmen der Werkstücke aus der Führungsschiene und zum Transportieren der Werkstücke zur Bearbeitungsposition. Auf die vorgeschriebene Weise transportiert die Scheibe mit den Aufnahmenuten kontinuierlich Werkstücke in die Bearbeitungsposition, was einen effizienten Betrieb und ein hohes Ausbringen der Entgratungsvorrichtung ermöglicht.
Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Haltevorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung ein Fixierelement, das als Anschlagelement ausgebildet ist. Das Anschlagelement ist dem Aufnahme- und Transportmittel derart zugeordnet, dass das Werkstück in der Bearbeitungsposition zwischen dem Aufnahme- und Transportmittel und dem Anschlagelement ortsfest gehalten wird. Wenn das Aufnahme- und Transportmittel als drehbar gelagerte Scheibe ausgebildet ist, dann kann nach einer Ausführungsform der Erfindung das Anschlagelement in Rotationsrichtung der Scheibe beabstandet von der Übernahmeposition angeordnet sein, d.h. also beanstandet von der Position, in der das Werkstück von der Führungsschiene an die Scheibe übergeben wird. Das in der Aufnahmenut der Scheibe aufgenommene Werkstück wird von der Scheibe in Richtung Anschlagelement transportiert und kommt in der Bearbeitungsposition an dem Anschlagelement zur Anlage. Das Werkstück wird dann in der Bearbeitungsposition zwischen der Scheibe und dem Anschlagelement geklemmt gehalten.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Anschlagelement relativ zu der Scheibe bewegbar, so dass das Werkstück nach der Entgratung durch eine weitere Drehbewegung der Scheibe in Rotationsrichtung in eine Abwurfposition verbringbar ist. Wenn die Abwurfposition am untersten Punkt der Rotationsbewegung der Scheibe angeordnet ist (also sozusagen auf sechs-Uhr-Position), so fällt das Werkstück aufgrund seines Eigengewichts und der Schwerkraft selbsttätig aus der Aufnahmenut heraus und kann in einem Auffangbehälter aufgefangen werden. Um das Anschlagelement relativ zu der Scheibe bewegbar auszubilden kann das Anschlagelement mithilfe komprimierbarer Federn gelagert sein. Wird das Werkstück durch die Rotation der Scheibe gegen das Anschlagelement gepresst, dann können die Federn durch die von dem Werkstück auf das Anschlagelement einwirkende Kraft zusammengedrückt werden. Auf diese Weise entsteht ein ausreichend großer Zwischenraum zwischen der Scheibe und dem Anschlagelement, sodass das Werkstück von der Scheibe unter dem Anschlagelement durchgedreht werden kann. Während dieser Durchdrehbewegung drückt das Anschlagelement aufgrund der Rückfederkraft der Federn auf das in der Aufnahmenut aufgenommene Werkstück. Trotz der rotatorischen Transportbewegung, welche die Scheibe auf das Werkstück überträgt und dieses damit in Richtung Abwurfposition transportiert, wirkt während der Transportbewegung durch die Rückstellkraft der das Anschlagelement lagernden Federn eine Klemmkraft auf das Werkstück ein. Durch diese Klemmkraft wird das Werkstück in der Aufnahmenut der Scheibe geklemmt gehalten. Das Werkstück kann daher durch die Rotationsbewegung der Scheibe mit den rotierenden Drahtbürsten oder Schleifscheiben der Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare in Kontakt gebracht und beidseitig entgratet werden.
Im Hinblick auf die verfahrensmäßige Lösung der vorgenannten technischen Aufgabe umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Entgraten von Werkstücken die folgenden Verfahrensschritte:

• Bereitstellen eines zu entgratenden Werkstücks,
• Einlegen des Werkstücks in eine Zuführvorrichtung, in der das Werkstück in einer definierten Ausrichtung geführt wird und über welche das Werkstück einem Aufnahme- und Transportmittel definiert ausgerichtet zugeführt wird,
• Aufnehmen des Werkstücks in einer Übernahmeposition durch das Aufnahme- und Transportmittel und Transportieren des Werkstücks aus der Übernahmeposition in eine Bearbeitungsposition,
• Fixieren und Halten des Werkstücks zwischen dem Aufnahme- und Transportmittel und einem Fixierelement in der Bearbeitungsposition,
• Heranführen einer zwei Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare aufweisenden Entgratungseinheit an das Werkstück und/oder in Kontakt bringen des Werkstücks mit den Drahtbürsten oder Schleifscheiben der Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare, wobei das erste Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar eine erste zu bearbeitende Werkstückfläche und das zweite Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar an eine der ersten zu bearbeitenden Werkstückfläche gegenüberliegende zweite zu bearbeitende Werkstückfläche bearbeitet, wobei die Drahtbürsten oder Schleifscheiben eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares derart angetrieben werden, dass sie zueinander gegenläufig rotieren, und wobei die zueinander gegenläufig rotierenden Drahtbürsten oder Schleifscheiben eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares nacheinander die ihnen zugeordnete Werkstückfläche entgraten.

Wenn die Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare so ausgebildet sind, dass sie an das Werkstück heranführbar/zustellbar sind, so kann ihr Abstand von dem in der Bearbeitungsposition gehaltenen Werkstück verändert und eingestellt werden. Auf diese Weise können die Drahtbürsten oder Schleifscheiben auf Werkstücke mit sehr unterschiedlichen Abmessungen eingestellt werden, was zu einem besonders flexibel einsetzbaren Entgratungsverfahren führt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch genutzt werden, wenn die Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare nicht relativ zu dem in der Bearbeitungsposition gehaltenen Werkstück verstellbar sind. In diesem Fall ist die Position der Drahtbürsten oder Schleifscheiben relativ zu dem in der Bearbeitungsposition gehaltenen Werkstück fest und das Werkstück wird durch die Transportbewegung des Aufnahme- und Transportmittels nacheinander in Kontakt mit den beiden rotierenden Drahtbürsten oder Schleifscheiben eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares gebracht. Das Größenspektrum der zu entgratenden Werkstücke ist dabei geringer als bei einer Ausführungsform, bei der die Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare relativ zu dem in der Bearbeitungsposition gehaltenen Werkstücken verstellbar und daher an die Werkstücke heranführbar bzw. zustellbar sind.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind in der Zuführvorrichtung eine Mehrzahl von Werkstücken angeordnet, wobei die Werkstücke durch ihr Eigengewicht dem Aufnahme- und Transportmittel zugeführt werden. Die Zuführvorrichtung wirkt dabei nach Art eines Magazins. Die Schwerkraft sorgt in diesem Fall dafür, dass die Werkstücke selbsttätig, d.h. ohne zusätzliche Krafteinwirkung von Außen, von der Zuführvorrichtung an das Aufnahme- und Transportmittel übergeben und von diesem aufgenommen werden. Durch die Ausnutzung der Schwerkraft arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren energieeffizient und kostengünstig.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden von dem Aufnahme- und Transportmittel nacheinander mehrere Werkstücke aufgenommen und in die Bearbeitungsposition transportiert, wobei die Werkstücke nach dem Entgraten von dem Aufnahme- und Transportmittel in eine Abwurfposition weitertransportiert werden. In der Abwurfposition fallen die Werkstücke aufgrund ihres Eigengewichts aus dem Aufnahme- und Transportmittel heraus und in eine Auffangeinrichtung hinein. Auch hier wird die Schwerkraft dazu genutzt, die Werkstücke selbsttätig aus der Entgratungsvorrichtung auszubringen. Dies ermöglicht einen apparativ einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einen energieeffizienten und kostengünstigen Betrieb der Vorrichtung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Entgratungsvorrichtung in einer Seitenansicht
2 die Vorrichtung gemäß 1 in einer Ansicht von vorne
3 eine vergrößerte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Einlauf des Werkstücks in die Bearbeitungsposition
4 einer vergrößerte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Weitertransport des Werkstücks in der Bearbeitungsposition.
1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht. Die Vorrichtung weist eine Zuführvorrichtung 4 auf, die oberhalb eines Aufnahme- und Transportmittels 6 angeordnet ist. Das Aufnahme- und Transportmittel 6 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als drehbar gelagerte Scheibe 6a ausgebildet. Die Zuführvorrichtung 4 weist eine Führungsschiene 5 auf (vgl. 2), die in 1 nicht sichtbar ist. Die Führungsschiene 5 nimmt mehrere übereinander angeordnete Werkstücke 1 nach Art eines Magazins auf. Die Werkstücke 1 bewegen sich aufgrund ihres Eigengewichts unter Wirkung der Schwerkraft in Richtung Aufnahme- und Transportmittel 6. Die Werkstücke 1 werden in der Führungsschiene 5 in einer definierten Ausrichtung geführt und definiert ausgerichtet der Haltevorrichtung 3 zugeführt. Im Bereich zwischen der Zuführvorrichtung 4 und dem Aufnahme- und Transportmittel 6 befindet sich die Übernahmeposition, in der die Werkstücke aus der Zuführvorrichtung 4 an das Aufnahme- und Transportmittel 6 übergeben und von diesem übernommen werden. Auf dem Außenumfang der Scheibe 6a sind mehrere Aufnahmenuten 6b angeordnet. Diese Aufnahmenuten 6b nehmen die Werkstücke 1 in der Übernahmeposition auf. Die Werkstücke 1 gleiten aufgrund ihres Eigengewichts infolge der Schwerkraft aus der Führungsschiene 5 in die Aufnahmenuten 6b hinein und werden von den Aufnahmenuten 6b mitgenommen. Die Werkstücke 1 werden sodann von der Scheibe 6a in Richtung Bearbeitungsposition weitertransportiert.
In Rotationsrichtung R der Scheibe 6a ist beabstandet von der Übernahmeposition ein Fixierelement 7 vorgesehen. Das Fixierelement 7 ist als Anschlagelement 7a ausgebildet, d.h. beim Transport des Werkstücks 1 in Rotationsrichtung R schlägt das Werkstück 1 an dem Anschlagelement 7a an. Das Anschlagelement 7a ist der Scheibe 6a derart zugeordnet, dass das Werkstück 1 in der Bearbeitungsposition zwischen der Scheibe 6a und dem Anschlagelement 7a ortsfest gehalten wird. Das Anschlagelement 7a ist über Federn 17 derart gelagert, dass es relativ zu der Scheibe 6a bewegbar ist. Wird aufgrund der Rotation der Scheibe 6a ein Werkstück 1 in den Spalt zwischen der Scheibe 6a und dem Anschlagelement 7a gepresst und durch den Spalt hindurch gedreht, so übt das Werkstück 1 auf das Anschlagelement 7a eine Kraft aus, welche die Federn 17 zusammen drückt. Das Anschlagelement 7a weicht gegenüber der Scheibe 6a zurück und übt aufgrund der Rückstellkraft der Federn 17 eine Klemmkraft auf das Werkstück 1 aus. Durch diese Klemmkraft wird das Werkstück 1 in der gesamten Bearbeitungsposition in Radialrichtung der Scheibe 6a kraftschlüssig zwischen dem Anschlagelement 7a und der Scheibe 6a gehalten. Gleichzeitig sitzt das Werkstück 1 in Rotationsrichtung R bzw. in Umfangsrichtung der Scheibe 6a gesehen formschlüssig in der Aufnahmenut 6b. Auf diese Weise werden die Werkstücke 1 lagegerecht in Kontakt gebracht mit den Drahtbürsten oder Schleifscheiben 2a, 2b, 2c, 2d. Diese sind in 1 zur Erreichung einer besseren Übersichtlichkeit nur durch gestrichelte Kreise angedeutet. Die Bearbeitungsposition für das Werkstück 1 erstreckt sich von dem in 1 oberen Bereich, in dem das Werkstück 1 mit dem Anschlagelement 7a in Kontakt tritt bis hin zu dem in 1 unteren Bereich, in dem das fertig entgratete Werkstück 1 aus dem Spalt zwischen der Scheibe 6a und dem Anschlagelement 7a wieder heraustritt. Nachdem das Werkstück 1 aus dem Klemmspalt zwischen Scheibe 6a und Anschlagelement 7a herausgedreht worden ist, erreicht es eine Abwurfposition, d.h. eine Position, in der das Werkstück 1 aufgrund seines Eigengewichts infolge der Schwerkraftwirkung aus der Aufnahmenut 6b herausfällt und in einen (in 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten) Auffangbehälter hineinfällt. Ein aus der in 1 unteren Aufnahmenut 6b herausfallendes Werkstück 1 ist durch den Pfeil in 1 angedeutet.
Durch die Mehrzahl von auf dem Umfang der Scheibe 6a verteilt angeordneten Aufnahmenuten 6b und die kontinuierlich rotierende Scheibe 6a werden kontinuierlich Werkstücke 1 durch die Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare 2a, 2b; 2c, 2d hindurchgeführt und von diesen beidseitig bearbeitet, d.h. entgratet. Ein Umdrehen der Werkstücke zur Sicherstellung eine beidseitigen Entgratung der Werkstückflächen ist nicht erforderlich. Die Werkstücke durchlaufen die gesamte Entgratungseinheit 2 in einer einzigen Aufspannung, nämlich so, wie sie aus der Führungsschiene 5 in die Aufnahmenuten 6b übergeben wurden.
Die Werkstücke werden in Rotationsrichtung R zuerst mit den in 1 oberen Drahtbürsten oder Schleifscheiben 2a, 2c in Kontakt gebracht (die in einer ersten Rotationsrichtung rotieren) und danach mit den in 1 unteren Drahtbürsten 2c, 2d (die in einer zur ersten Rotationsrichtung gegenläufigen Rotationsrichtung rotieren). Dadurch werden beide Seiten der zu entgratenden Werkstückflächen wirksam bearbeitet und entgratet.
2 zeigt die Vorrichtung gemäß 1 in einer Ansicht von vorne. In dieser Perspektive sind die beiden Teilschienen 5a, 5b der Führungsschiene 5 gut zu erkennen. Die Führungsschiene 5 weist ein von der Haltevorrichtung 3 abgewandtes Ende 10, an dem die Werkstücke in die Führungsschiene 5 einsetzbar sind, und ein der Haltevorrichtung 3 zugewandtes Ende 11 auf, an dem die Werkstücke 1 an das Aufnahme- und Transportmittel 6 der Haltevorrichtung 3 übergebbar sind. Über eine Einstellvorrichtung 18 lässt sich der Abstand zwischen den Teilschienen 5a, 5b verändern und auf Werkstücke unterschiedlicher Größe einstellen. Die beiden Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare 2a, 2b; 2c, 2d sind zu beiden Seiten der Haltevorrichtung 3 angeordnet und werden über Antriebselemente 13 angetrieben. Über eine Getriebeanordnung 12 wird bei beiden Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaaren sichergestellt, dass die in 2 unteren Drahtbürsten oder Schleifscheiben 2b, 2d gegenläufig zu den in 2 oberen Drahtbürsten oder Schleifscheiben 2a, 2c rotieren. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß sichergestellt, dass beide Seiten der zu entgratenden Werkstückflächen entgratet werden, ohne dass die Position des Werkstücks relativ zu den Drahtbürsten oder Schleifscheiben verändert oder angepasst werden muss.
3 zeigt eine vergrößerte Teil-Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1. In der Führungsschiene 5 sind mehrere (dargestellt sind drei) Werkstücke 1 definiert ausgerichtet aufgenommen. Die Werkstücke 1 rutschen aufgrund ihres Eigengewichts nach unten in Richtung der Scheibe 6a, die unter dem unteren Ende der Führungsschiene 5 angeordnet ist. Die Scheibe 6a rotiert in Rotationsrichtung R. Wenn eine freie Aufnahmenut 6b unter dem unteren Ende 11 der Führungsschiene 5 vorbeikommt rutscht ein Werkstück 1 in die Aufnahmenut 6b hinein. Die Scheibe 6a nimmt dann das Werkstück 1 mit und transportiert es infolge ihrer Rotationsbewegung in Richtung des Anschlagelements 7a. Das Anschlagelement 7a weist einen aufgeweiteten Einlaufbereich 15 auf, so dass das Werkstück 1 in den Spalt 16 zwischen Anschlagelement 7a und Scheibe 6a einlaufen kann. Durch die Rotation der Scheibe 6a wird das Werkstück 1 in den Spalt 16 hineingezwängt und übt dabei eine Kraft auf das Anschlagelement 7a aus, durch welche die Federn 17, mit denen das Anschlagelement 7a relativ zu der Scheibe 6a verschiebbar gelagert ist, zusammengedrückt werden. Als Folge weicht das Anschlagelement 7a gegenüber der Scheibe 6a zurück. Gleichzeitig halten die Rückstellkräfte der Federn 17 das Anschlagelement 7a in ständigem Kontakt mit dem Werkstück 1 und üben eine Klemmkraft auf das Werkstück 1 aus. Diese Situation ist in 4 dargestellt. Das Werkstück 1 ist im Vergleich zu der in 3 dargestellten Situation von der Scheibe 6a weiter in Rotationsrichtung R in den Spalt 16 hinein gedreht worden. Es befindet sich in der Bearbeitungsposition und wird nun nacheinander zuerst mit den Drahtbürsten oder Schleifscheiben 2a, 2b (das sind die in 1 und 2 oberen Drahtbürsten oder Schleifscheiben) und danach mit den Drahtbürsten oder Schleifscheiben 2c, 2d (das sind die in 1 und 2 unteren Drahtbürsten oder Schleifscheiben) in Kontakt gebracht. Dabei werden von den einen, in den 1 und 2 oberen Drahtbürsten oder Schleifscheiben 2a, 2c die beiden Werkstückflächen 8, 9 (in 4 ist aufgrund der Seitenansicht nur die dem Betrachter zugewandte Werkstückfläche 8 zu sehen und die gegenüberliegende Werkstückfläche 9 ist nicht sichtbar) von der einen Seite her bearbeitet und entgratet. Anschließend werden die Werkstücke ohne Veränderung ihrer relativen Lage zu den Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaaren von den anderen, in den 1 und 2 unteren Drahtbürsten oder Schleifscheiben 2b, 2d die beiden Werkstückflächen 8, 9 von der anderen Seite her bearbeitet und entgratet. Zur Erzielung einer besseren Übersichtlichkeit der Figuren sind lediglich in 4 die oberen Drahtbürsten oder Schleifscheiben 2a, 2c durch einen gestrichelten Kreis angedeutet, in der 3 sind die oberen Drahtbürsten oder Schleifscheiben weggelassen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Vorrichtungen der vorbeschriebenen Art können in der Produktion von Großwälzlagern eingesetzt werden, um die Gleitstücke zu entgraten, die auf die Wälzkörperkäfige aufgeschweißt werden.
Bezugszeichenliste

1: Werkstück
2: Entgratungseinheit
3: Haltevorrichtung
4: Zuführvorrichtung
5: Führungsschiene
5a: Teilschiene
5b: Teilschiene
6: Aufnahme- und Transportmittel
6a: Scheibe
6b: Aufnahmenut
7: Fixierelement
7a: Anschlagelement
8: Werkstückfläche
9: Werkstückfläche
10: ein Ende der Führungsschiene
11: ein anderes Ende der Führungsschiene
12: Getriebeanordnung
13: Antriebselemente
15: Einlaufbereich
16: Spalt
17: Federn
18: Einstellvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2909015 [0002, 0002]

Claims

Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken (1), mit – einer Drahtbürsten oder Schleifscheiben (2a, 2b, 2c, 2d) aufweisenden Entgratungseinheit (2) zum Entfernen von Graten an einem Werkstück (1), – einer Haltevorrichtung (3) zum Halten des Werkstücks (1) in einer Bearbeitungsposition, – einer Zuführvorrichtung (4) zum Zuführen des Werkstücks (1) zu der Haltevorrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass – die Zuführvorrichtung (4) eine Führungsschiene (5) aufweist, in der das Werkstück (1) in einer definierten Ausrichtung geführt ist und über welche das Werkstück (1) der Haltevorrichtung (3) definiert ausgerichtet zuführbar ist, – die Haltevorrichtung (3) ein Aufnahme- und Transportmittel (6) aufweist, mit dem das Werkstück (1) in einer Übernahmeposition aufnehmbar ist und mit dem das Werkstück (1) aus der Übernahmeposition in die Bearbeitungsposition transportierbar ist, – die Haltevorrichtung (3) ein Fixierelement (7) aufweist, welches das Werkstück (1) in der Bearbeitungsposition fixiert, – die Entgratungseinheit (2) zwei Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare (2a, 2b; 2c, 2d) aufweist, wobei das erste Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar (2a, 2b) einer ersten zu bearbeitenden Werkstückfläche (8) und das zweite Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar (2c, 2d) einer der ersten zu bearbeitenden Werkstückfläche (8) gegenüberliegenden zweiten zu bearbeitenden Werkstückfläche (9) zugeordnet ist, wobei die Drahtbürsten oder Schleifscheiben (2a, 2b; 2c, 2d) eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares (2a, 2b; 2c, 2d) derart antreibbar sind, dass sie zueinander gegenläufig rotieren, und wobei die Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare (2a, 2b; 2c 2d) zu den zu bearbeitenden Werkstückflächen (8, 9) zustellbar sind und/oder die zu entgratenden Werkstückflächen (8, 9) von dem Aufnahme- und Transportmittel (6) zuerst mit der einen (2a; 2c) und dann mit der anderen Drahtbürste oder Schleifscheibe (2b; 2d) eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares (2a, 2b; 2c, 2d) in Kontakt bringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (5) eine Länge aufweist, die es ermöglicht, mehrere Werkstücke (1) gleichzeitig aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (5) zwei zueinander parallel ausgerichtete Teilschienen (5a, 5b) aufweist, deren Abstand zueinander einstellbar ist, wobei die Werkstücke (1) an einem Ende (10) der Führungsschiene (5) zwischen die Teilschienen (5a, 5b) einsetzbar und an einem anderen Ende (11) der Führungsschiene (5) an das Aufnahme- und Transportmittel (6) übergebbar sind.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahme- und Transportmittel (6) eine drehbar gelagerte Scheibe (6a) aufweist, wobei die Scheibe (6a) auf ihrem Umfang mindestens eine Aufnahmenut (6b) zur Aufnahme des Werkstücks (1) aufweist, und bevorzugt mehrere über dem Umfang verteilt angeordnete Aufnahmenuten (6b) aufweist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (7) als Anschlagelement (7a) ausgebildet ist, welches dem Aufnahme- und Transportmittel (6) derart zugeordnet ist, dass das Werkstück (1) in der Bearbeitungsposition zwischen dem Aufnahme- und Transportmittel (6) und dem Anschlagelement (7a) ortsfest gehalten wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (7a) in Rotationsrichtung der Scheibe (6a) beabstandet von der Übernahmeposition angeordnet ist, und dass das in der Aufnahmenut (6b) aufgenommene Werkstück (1) in der Bearbeitungsposition zwischen der Scheibe (6a) und dem Anschlagelement (7a) geklemmt gehalten wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement (7a) relativ zu der Scheibe (6a) bewegbar ist, so dass das Werkstück (1) nach der Entgratung durch eine weitere Drehbewegung der Scheibe (6a) in eine Abwurfposition verbringbar ist.
Verfahren zum Entgraten von Werkstücken, umfassend folgende Verfahrensschritte: – Bereitstellen eines zu entgratenden Werkstücks (1), – Einlegen des Werkstücks (1) in eine Zuführvorrichtung (4), in der das Werkstück (1) in einer definierten Ausrichtung geführt wird und über welche das Werkstück (1) einem Aufnahme- und Transportmittel (6) definiert ausgerichtet zugeführt wird, – Aufnehmen des Werkstücks (1) in einer Übernahmeposition durch das Aufnahme- und Transportmittel (6) und Transportieren des Werkstücks (1) aus der Übernahmeposition in eine Bearbeitungsposition, – Fixieren und Halten des Werkstücks (1) zwischen dem Aufnahme- und Transportmittel (6) und einem Fixierelement (7) in der Bearbeitungsposition, – Heranführen einer zwei Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare (2a, 2b; 2c, 2d) aufweisenden Entgratungseinheit an das Werkstück (1) und/oder in Kontakt bringen des Werkstücks (1) mit den Drahtbürsten oder Schleifscheiben der Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaare (2a, 2b; 2c, 2d), wobei das erste Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar (2a, 2b) eine erste zu bearbeitende Werkstückfläche (8) und das zweite Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaar (2c, 2d) an eine der ersten zu bearbeitenden Werkstückfläche (8) gegenüberliegende zweite zu bearbeitende Werkstückfläche (9) bearbeitet, wobei die Drahtbürsten oder Schleifscheiben (2a, 2b; 2c, 2d) eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares (2a, 2b; 2c, 2d) derart angetrieben werden, dass sie zueinander gegenläufig rotieren, und wobei die zueinander gegenläufig rotierenden Drahtbürsten oder Schleifscheiben eines Drahtbürsten- oder Schleifscheibenpaares (2a, 2b; 2c 2d) nacheinander die ihnen zugeordnete Werkstückfläche (8, 9) entgraten.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuführvorrichtung (4) eine Mehrzahl von Werkstücken (1) angeordnet ist, wobei die Werkstücke (1) durch ihr Eigengewicht dem Aufnahme- und Transportmittel (6) zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Werkstücke (1) nacheinander von dem Aufnahme- und Transportmittel (6) aufgenommen und in die Bearbeitungsposition transportiert werden, und dass die Werkstücke (1) nach dem Entgraten von dem Aufnahme- und Transportmittel (6) in eine Abwurfposition weitertransportiert werden, in der sie aufgrund ihres Eigengewichts in eine Auffangeinrichtung hineinfallen.