DE102012004563A1

DE102012004563A1 - Vorrichtung und Bearbeitungseinheit zur automatisierten Bearbeitung eines metallischen Werkstücks und Anbringvorrichtung

Info

Publication number: DE102012004563A1
Application number: DE201210004563
Authority: DE
Inventors: Josef Weiland
Original assignee: Lissmac Maschinenbau GmbH
Current assignee: Lissmac Maschinenbau GmbH
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatisierten Bearbeitung eines metallischen Werkstücks, wobei zumindest Werkstückkanten des Werkstücks bearbeitbar sind, mit über Antriebsmittel angetriebenen Bearbeitungsmitteln, welche zum Bearbeiten des Werkstücks entlang eines vorgegebenen Bearbeitungsweges bewegbar und dabei in Anlage an das Werkstück bringbar sind. Erfindungsgemäß umfassen die Bearbeitungsmittel wenigstens eine angetrieben rotierbare Bearbeitungsscheibe (2–7), wobei die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe (2–7) bei einem Bearbeitungsvorgang zum Bearbeiten des Werkstücks rotiert und die rotierende Bearbeitungsscheibe selbst entlang des Bearbeitungsweges bewegbar ist.

Description

Stand der Technik
Vorrichtungen bzw. Bearbeitungseinheiten zur automatisierten mechanischen Bearbeitung von Werkstücken insbesondere aus Metall, wie zum Beispiel flache oder profilartige Werkstücke, sind bekannt. Dies kann beispielsweise eine Oberflächenbearbeitung betreffen, bei welcher die Grundform des Werkstücks erhalten bleibt und lediglich bereichsweise eine oberflächennahe Materialabhebung am Werkstück erfolgt. Zum Beispiel müssen metallische Werkstücke regelmäßig vor einem Beschichtungsvorgang bzw. vor dem Aufbringen einer Schutzlackierung bedarfsgerecht bearbeitet werden.
Die Bearbeitung dient beispielsweise der Entfernung von Oxid- und Schmutzschichten und unerwünschten Materialüberständen wie Graten oder dem Brechen von Kanten an Übergängen zwischen winklig zueinander stehenden flächigen Abschnitten des Werkstücks.
Bisher ist dies vergleichsweise aufwändig, beispielsweise durch manuelle Bearbeitung des Werkstücks vor einem Beschichtungs- bzw. Lackiervorgang.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Vorrichtungen bzw. Bearbeitungseinheiten der einleitend genannten Art verbessert bereitzustellen, insbesondere im Hinblick auf eine Oberflächen- und/oder Kantenbearbeitung von metallischen Werkstücken.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Varianten der Erfindung.
Die Erfindung geht zunächst aus von einer Vorrichtung zur automatisierten Bearbeitung eines metallischen Werkstücks, mit über Antriebsmittel angetriebene Bearbeitungsmittel, welche zum Bearbeiten des Werkstücks entlang eines vorgegebenen Bearbeitungsweges bewegbar und dabei in Anlage an das Werkstück bringbar sind. Bei der Erfindung handelt es sich insbesondere um selbsttätig bzw. automatisch arbeitende Vorrichtungen, z. B. in einem kontinuierlichen mit identisch wiederholbaren Arbeitsabläufen, zum Beispiel in einem Durchlaufbetrieb für eine Mehrzahl von nacheinender zu bearbeitenden Werkstücken, um diese vorgebbar bzw. reproduzierbar gleichartig zu bearbeiten. Zum Beispiel, um zumindest Werkstückkanten des Werkstücks zu verrunden. Die Erfindung ist klar insbesondere von nicht automatisierten Bearbeitungsvorrichtungen zu unterscheiden, z. B. mit manuell durchgeführten bzw. individuell händisch ausgeübten Bearbeitungsvorgängen.
Bei den Werkstücken handelt es sich insbesondere um flache, platten- bzw. streifenförmige bzw. profilartige Werkstücke, wie diese insbesondere im Maschinenbau z. B. als Teile von Baumaschinen bzw. Baukränen Verwendung finden.
Der wesentliche Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Bearbeitungsmittel wenigstens eine angetrieben rotierbare Bearbeitungsscheibe umfassen, wobei die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe bei einem Bearbeitungsvorgang zum Bearbeiten des Werkstücks rotiert und die rotierende Bearbeitungsscheibe selbst entlang des Bearbeitungsweges bewegbar ist. Die wenigstens eine rotierende Bearbeitungsscheibe ist insbesondere selbst quer oder schräg relativ zu einer Werkstückachse bzw. zu Oberflächen- und/oder Kantenbereichen des Werkstück bewegbar. Es wird demgemäß eine Rotationsachse, um welche die Bearbeitungsscheibe rotierbar ist, zusammen mit der daran vorhandenen Bearbeitungsscheibe entlang des Bearbeitungsweges bewegt. Damit können am Werkstück Oberflächen- und/oder die Kantenbereiche vorteilhaft bearbeitet werden. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß insbesondere eine Kantenverrundung an Werkstücken mit einer gewünschten Bearbeitungsintensität bzw. Bearbeitungstiefe erfolgen. Vorteilhafterweis weist die Bearbeitungsscheibe entsprechend der axialen Breite der Bearbeitungsscheibe eine zu einer Rotationsachse der Bearbeitungsscheibe umfänglich verlaufende ringförmige Stirnfläche auf, über deren Kontakt zum Werkstück die Kantenbearbeitung erfolgt. Die rotierende Bearbeitungsscheibe ist bevorzugt so zum Werkstück führbar, dass eine Senkrechte zur Stirnfläche der Bearbeitungsscheibe quer oder schräg zu einer Längsrichtung eines am Werkstück sich erstreckenden Kantenverlaufs ausgerichtet ist. Die Rotationsachse der Bearbeitungsscheibe verläuft demgemäß parallel zur Längsrichtung des Kantenverlaufs oder dazu etwas angewinkelt.
So wird über die entsprechend auf die Kanten wirkenden Bereiche der Bearbeitungsscheibe, insbesondere umfängliche Bearbeitungs- bzw. Schleifbereiche der Bearbeitungsscheibe, die Kante bearbeitet bzw. abgeschliffen und effektiv verrundet. Damit kann beispielsweise an Grobblechen mit einer Dicke ab ca. 3 Millimetern und mehr über die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Verrundung im Kantenbereich erfolgen, wobei dort ein Radius von ca. 1 bis 2 Millimeter entsteht, womit eine Lackschicht im flüssigen Zustand haften bleibt und nicht wegläuft, so dass in der Folge eine fertige bzw. abgetrocknete Lackschicht mit einer Dicke von ca. 60 Mikrometer (μm) bis ca. 250 μm z. B. mindestens 70 μm erreicht wird. Bei geringeren Radien im Kantenbereich kann eine Lackschicht lediglich mit einer Schichtdicke von ca. 50 μm und darunter bereitgestellt werden, was nachteilig ist. Demgegenüber lässt sich das Werkstück mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ideal für nachfolgende Beschichtungs- bzw. Lackiervorgänge mit flüssigen oder nicht flüssigen Beschichtungsmaterialien vorbereiten. Mit der dann erreichbaren Dicke der Lackschicht von über ca. 70 μm bis ca. 250 μm wird die Lebensdauer von Lackbeschichtungen am Werkstück deutlich erhöht, so dass beispielsweise eine garantierbare Lebensdauer von 10 und mehr Jahren erreicht wird, insbesondere selbst unter ungünstigen äußeren Bedingungen wie bei Nutzung im Freien bzw. in aggressiver bzw. korrosionsfördernder Umgebung.
Insbesondere können mit der Erfindung sämtliche in einem Rohzustand des Werkstücks vorhandene Werkstückkanten so verrundet werden, dass sich durchgängig am Werkstück ein Radius von ca. 1 bis 2 mm ausbildet. Der gewünschte Radius wird an sämtlichen Übergängen von winklig zueinander stehenden Werkstückbereichen erzielt.
Geringere Radien unter ca. 1 Millimeter haben den wesentlichen Nachteil, dass dort beim Aufbringen einer Lackschicht oder dergleichen diese nicht mit einer notwendigen Mindestdicke haften bleibt, sondern im noch flüssigen bzw. nicht abgetrockneten Zustand vom Kantenbereich wegläuft bzw. dort nur vergleichsweise dünn sich ausbilden kann ggf. sogar freie Stellen zur Werkstückoberfläche auftreten können. Beides ist gänzlich ungeeignet, um eine dauerhaft zuverlässige Schutzbeschichtung des Werkstücks mit einem flüssig oder nicht flüssig aufzubringenden Schutzschichtmaterial auszubilden. Bei üblichen Metall- bzw. Stahlwerkstoffen und gängigen Lacken, Farben und Schutzanstrichen für metallische Werkstücke hat es sich herausgestellt, dass bei Kanten bzw. Übergängen mit einem Radius unter ca. 1 Millimeter sich regelmäßig die Lack- bzw. Schutzschicht mit einer geringeren Dicke ausgebildet als bei zu den Kanten benachbarten ebenen bzw. flächigen Werkstückoberflächen.
Es ist außerdem vorteilhaft, dass eine Bewegungsmechanik vorgesehen ist, mit welcher die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe relativ zum Werkstück hin- und herbewegbar ist. Insbesondere ist die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe entlang eines linearen Bewegungsweges hin- und herbewegbar. Vorteilhafterweise erfolgt die Reversierbarkeit bzw. die Hin- und Herbewegung quer oder schräg zur Vorschubrichtung des Werkstücks.
Die Hin- und Herbewegung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe führt zu einem verbesserten Bearbeitungsergebnis, da eine Kante am Werkstück bei der Annäherung der Bearbeitungsscheibe von einer ersten Richtung und von einer zweiten Richtung bzw. z. B. von links und von rechts bearbeitbar ist. Dies ist unter Berücksichtigung der Form des Werkstücks, was die zu einem Kantenbereich benachbarten Abschnitte angeht relevant. In der Regel führt es bei der Kantenbearbeitung zu unterschiedlichen Bearbeitungsergebnissen, abhängig davon, wie der Werkstückbereich benachbart zum Kantenbereich orientiert bzw. geformt ist. Nähert sich die Bearbeitungsscheibe von einem zum Kantenbereich benachbarten Abschnitt, der bezogen auf eine Ober- oder Unterseite des Werkstücks einen Absatz am Werkstück bildet, erfährt die Kante durch die Bearbeitungsscheibe eine andere Bearbeitungswirkung als durch die Bearbeitungsscheibe, wenn sich diese von einem benachbarten Abschnitt der Kante nähert, welcher auf Höhe einer Ober- oder Unterseite des Werkstücks bzw. flächig bis an die Kante heranreicht.
Ein Bearbeitungsvorgang eines Werkstücks kann vorteilhafterweise zum Beispiel mit genau einer Hin- und Herbewegung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe erfolgen oder mit mehr als einer Hin- und Herbewegung, ggf. auch nur mit einer Hin- oder nur einer Herbewegung, je nach Größe des Werkstücks und/oder gewünschter Bearbeitungsintensität.
Außerdem ist mit der Reversierung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe die Rückstellung in eine Ausgangsposition der Bearbeitungsscheibe, die z. B. zu Beginn eines Bearbeitungsvorgangs eingenommen wird, möglich.
Die Reversierbarkeit ist zum Beispiel über eine Kontrolleinrichtung der Bearbeitungsvorrichtung, die sämtliche Funktionen der Bearbeitungsvorrichtung abstimmt bzw. koordiniert, z. B. eine Steuer- oder Regeleinrichtung, so eingerichtet, dass sämtliche Kantenbereiche nach einem abgeschlossenen Bearbeitungsvorgang gleichartig bearbeitet sind, also insbesondere die oben genannten möglichen Einflüsse, die ggf. zu einem wenn auch geringen Unterschied in dem Bearbeitungsergebnis der Kantenbereiche führen könnte, ausgeschlossen sind. Dies kann bezogen auf einen Bearbeitungsvorgang bei einem betrachteten Werkstück z. B. durch die Vorgabe bzw. Anpassung der Frequenz und/oder Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe und/oder der Geschwindigkeit der Vorschubbewegung des Werkstücks in Vorschubrichtung geschehen.
Auch eine temporäre Unterbrechung der Bewegung des Werkstücks in Vorschubrichtung mittels der Fördermittel während eines Bearbeitungsvorganges bzw. eine mit Stillstandphasen abwechselnde Förderbewegung des Werkstücks beim Bearbeiten ist nicht ausgeschlossen.
Weitere denkbare Möglichkeiten der Kontrolle bei einem betrachteten Bearbeitungsvorgang sind in der Regel nicht oder nur selten praxisrelevant, wie zum Beispiel eine Richtungsumkehr bzw. Rückbewegung des Werkstücks entgegen der Vorschubrichtung über die Fördermittel und/oder eine Anpassung der Rotationsgeschwindigkeit und/oder der Rotationsrichtung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe während der Bearbeitung eines Werkstücks. Grundsätzlich sind derartige Varianten aber nicht ausgeschlossen, was insbesondere mit einer entsprechend ausgebildeten Kontrolleinrichtung z. B. mit einer Rechnereinheit und geeigneter Software möglich ist. Derartige Wahlmöglichkeiten können ggf. bei einem Wechsel von unterschiedlich ausgestalteten und zu bearbeitenden Werkstücken, die von der Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden sollen, von Interesse sein.
Eine vorteilhafte Variante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass Fördermittel vorgesehen sind, um das Werkstück für die Bearbeitung in einer Vorschubrichtung des Werkstücks relativ zu der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe zu fördern. Damit lassen sich sämtliche Kantenbereiche am Werkstück sicher von der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe erfassen und gleichmäßig bearbeiten.
Die Vorschubrichtung ist vorteilhafterweise parallel oder nahezu parallel zur Rotationsachse der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe, um welche diese angetrieben rotierbar ist, ausgerichtet. Insbesondere weist die Bearbeitungsscheibe eine zur Rotationsachse der Bearbeitungsscheibe umfänglich ring- bzw. streifenförmige Bearbeitungsseite auf, welche in Anlage am Werkstück kommt, insbesondere im Bereich von Werkstückkanten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fördermittel ausgelegt sind, das Werkstück in die Vorschubrichtung zu fördern, wenn bzw. während die Bearbeitung des Werkstücks stattfindet, also eine Überlagerung der Rotationsbewegung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe ggf. mit deren Hin- und Herbewegung und zusätzlich der Förderbewegung des Werkstücks erfolgt. Eine Bearbeitung kann aber auch bei stillstehendem Werkstück erfolgen.
Die Fördermittel weisen z. B. einen Auflagebereich mit einer Auflageebene auf, auf der ein Werkstück für die Bearbeitung auflegbar und in die Vorschubrichtung förderbar ist. Dies kann beispielsweise durch einen Fördertisch, ein Förderband oder eine Förderbahn z. B. durch drehend gelagerte Rollen mit quer zur Vorschubrichtung ausgerichteten Drehachsen realisiert sein.
Mit den Fördermitteln kann das Werkstück zudem durch einen Arbeitsbereich der Vorrichtung durchgefördert werden, bzw. aus einer Eintrittsposition in eine Bearbeitungsposition gebracht werden, wo das Werkstück durch die Bearbeitungsscheiben bearbeitet wird, und anschließend aus der Bearbeitungsposition weitergefördert werden, wo das Werkstück die Vorrichtung verlässt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn Höhenverstellmittel vorhanden sind, über welche ein Abstand der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe zu einem Auflagebereich, auf dem das Werkstück für die Bearbeitung auflegbar ist, und damit ein Abstand zu einem aufgelegten Werkstück, einstellbar ist. Wenn mehrere Bearbeitungsscheiben vorhanden sind, kann ein Abstand z. B. eines Randes jeder Bearbeitungs- oder Schleifscheibe zum Werkstück beispielsweise über jeweils einen Sensor laufend erfasst werden, womit individuell nach Abnutzungsgrad eine einzelne Bearbeitungsscheibe oder eine Schleifscheibeneinheit mit zwei oder mehr Bearbeitungsscheiben an einer Rotationsachse nachfahrbar ist. Damit lässt sich immer eine gleichbleibende Arbeitswirkung aller Bearbeitungsscheibeneinheiten auf Werkstückoberflächen erreichen.
So kann insbesondere der Abstand einer Bearbeitungsseite der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe in Höhenrichtung bzw. vertikal verstellt werden. Die Bearbeitungsseite weist insbesondere eine der Breite der Bearbeitungsscheibe entsprechende Breite auf, wobei die ringförmige Bearbeitungsseite mit einem Außenumfang der Bearbeitungsscheibe vorgegeben ist und zur Rotationsachse der Bearbeitungsscheibe umfänglich vorhanden ist. Die Bearbeitungsseite kann mit den Höhenverstellmitteln insbesondere vorteilhaft derart positioniert werden, dass die Bearbeitungsseite bzw. deren Umfangslinie tiefer reicht, als Kantenbereiche an der betreffenden Werkstückseite, wenn man von der Bearbeitungsscheibe in Richtung auf das Werkstück bzw. auf den Auflagebereich blickt. Die Bearbeitungsseite kann damit vorteilhafterweise nicht nur an kantenbildende Ränder des Werkstücks heranreichen und Kanten berühren, sondern die Bearbeitungsscheibe kann auch tiefer reichen und Kanten verrunden bzw. in Vertiefungen innerhalb einer Werkstückseite ausreichend weit bzw. mit vorgebbarer Tiefe eintauchen und damit einen die Vertiefung begrenzenden Rand, welcher Kantenbereiche aufweist, verrunden.
Damit ist eine vorteilhafte Bearbeitungstiefe am gesamten Werkstück möglich, insbesondere kann abhängig von der Höhenstellung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe eine definierte Kantenverrundung mit einem Radius im gewünschten Bereich von mindestens 1 Millimeter bis ca. 2 Millimeter oder mehr vorgenommen werden.
Bisher ist eine solche automatisierte Bearbeitung von entsprechenden Werkstücken nicht möglich. Zwar sind bezogen auf eine Längsrichtung von Kantenverläufen quer sich vorbeibewegende Bearbeitungsbänder zum automatisierten Bearbeiten von metallischen Werkstücken bekannt, zum Beispiel mit umlaufenden Bändern, eine Verrundung von Kantenbereichen ist jedoch nicht möglich. Mit den Bearbeitungsbändern ist es lediglich möglich, durch eine flächige Anlage einer Bearbeitungsseite des Bearbeitungsbandes an nach außen frei zugänglichen flächigen Werkstückoberflächen diese abzuflachen. Dies stellt ein zum Verrunden von Kanten völlig gegensätzliches Vorgehen dar. Eine Verrundung von Kanten ist mit einem Bearbeitungsband nicht praxistauglich möglich, da ein linear geführtes Bearbeitungsband immer flächig ausgebildete bearbeitete Bereiche am Werkstück hinterlässt und insbesondere nur eine deutlich geringere Verrundung möglich ist, da das Bearbeitungsband an Kanten oder Vertiefungen nicht eintauchen kann bzw. bestenfalls linear bzw. flächig an Kanten vorbeifahren kann.
Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Höhenverstellmittel derart ausgebildet sind, dass eine selbsttätige Nachstellung eines vorgebbaren Abstandes der wenigstens eine Bearbeitungsscheibe bezogen auf eine umfänglich außen liegende Bearbeitungsseite der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe zum Auflagebereich erfolgt.
Mit dem selbsttätigen Nachstellen können über die Zeit im Betrieb der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe auftretende Abnutzungserscheinungen an der Bearbeitungsscheibe vorteilhafterweise berücksichtigt und ausgeglichen werden. Insbesondere kann trotz eines im Betrieb sich kontinuierlich verringernden Außendurchmessers der Bearbeitungsscheibe, was durch Abnutzung bedingt ist, entsprechend dem auch der Umfang der Bearbeitungsseite geringer wird, die maximal mögliche Bearbeitungswirkung dauerhaft bereitgestellt werden.
Damit ist vorteilhafterweise ein durchgehend gleichmäßiges Bearbeitungsergebnis erzielbar. Insbesondere lässt sich mit der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe immer ein gewünschter Radius bzw. eine vergleichbarer Verrundungsgrad an den zu bearbeitenden Werkstücken erreichen.
Die Einstellbarkeit erfolgt vorteilhafterweise selbsttätig bzw. automatisch beispielsweise mit einer Erfassungseinheit zur Erfassung einer Höhenposition der Bearbeitungsscheibe im Zusammenwirken mit einer Verstelleinheit zur Nachstellung der Bearbeitungsscheibe auf eine vorgebbare Soll-Höhenposition.
Die Erfassungseinheit kann beispielsweise eine Sensoranordnung umfassen, die Sensordaten erzeugt und einer übergeordneten Kontrolleinheit der Vorrichtung zur Kontrolle der Vorrichtung z. B. eine Regeleinheit zur Regelung des Betriebs der Bearbeitungsvorrichtung bereitstellt. Die Sensordaten werden beispielsweise dazu verwendet, einen Abgleich einer Soll- mit einer Ist-Position der Bearbeitungsseite zum Auflagebereich vorzunehmen und ggf. einen dahingehenden Regelvorgang einzuleiten.
Die Sensoranordnung kann vorteilhafterweise einen berührungslosen Sensor oder einen anderen Sensor zum Beispiel einen optischen, mechanischen und/oder kapazitiven Sensor aufweisen, mit dem im Betrieb der Vorrichtung eine Ist-Situation der Bearbeitungsscheibe, insbesondere ein Außenradius bzw. die Position der Bearbeitungsseite der Bearbeitungsscheibe regelmäßig bzw. kontinuierlich überwacht wird bzw. feststellbar ist. Die erfasste Ist-Situation mit einem Ist-Wert der Position der Bearbeitungsseite wird zum Beispiel mit Hilfe der Kontrolleinheit mit einer gewünschten Ist-Situation bzw. einem Soll-Wert der Soll-Position der Bearbeitungsseite verglichen. Weicht der Ist-Wert vom Soll-Wert ab, erfolgt eine Nachstellung der Bearbeitungsscheibe, bis die Soll-Position der Bearbeitungsseite erreicht ist. Dies kann vorteilhafterweise im laufenden Betrieb der Vorrichtung geschehen.
Von den Höhenverstellmitteln unabhängig zu betrachten ist die Art der Lagerung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe. Demnach kann eine Bearbeitungsscheibe in einer eingestellten Höhenposition im Betrieb um eine positionsfeste Rotationsachse rotieren oder die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe ist gegebenenfalls nachgiebig bzw. ausweichbar gelagert, zum Beispiel etwas gefedert in Richtung eines Verstellweges, entlang dem die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe über die Höhenverstellmittel verstellbar ist. Damit können gegebenenfalls vorhandene vergleichsweise starke Konturveränderungen am Werkstück bzw. z. B. ein sprungartig sich ändernder Verlauf der Form einer Außenseite des Werkstücks, an welcher die Bearbeitungsscheibe in Anlage gelangt, und welche bei der Werkstück-Bearbeitung ohne eine nachgiebige Lagerung der Bearbeitungsscheibe ggf. zu einer in der Regel nicht gewünschten besonders starken kurzzeitigen Belastung an dem Werkstück, der Bearbeitungsscheibe und/oder der Vorrichtung führen würde, vermieden oder abgedämpft bzw. reduziert werden.
Es ist auch von Vorteil, dass die Antriebsmittel erste Antriebsmittel und zweite Antriebsmittel umfassen, wobei die ersten Antriebsmittel für eine angetriebene Rotationsbewegung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe und die zweiten Antriebsmittel für eine angetriebene Hin- und Herbewegung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe relativ zum Werkstück ausgebildet sind. So kann der Antrieb und die Nachstellung bzw. Bewegung der Bearbeitungsscheibe optimal kontrolliert bzw. gesteuert werden. Insbesondere können beide Bewegungsmöglichkeiten unabhängig voneinander kontrolliert werden.
Weiter ist es vorteilhaft, dass mehrere angetrieben rotierbare Bearbeitungsscheiben vorgesehen sind, wobei die mehreren Bearbeitungsscheiben um eine gemeinsame Rotationsachse und/oder um wenigstens zwei räumlich versetzte Rotationsachsen angetrieben rotierbar sind.
Mit mehreren Bearbeitungsscheiben lässt sich die Bearbeitung eines Werkstücks intensiver bzw. schneller und/oder ggf. mit einem verbesserten Bearbeitungsergebnis durchführen. Bei einer Durchlaufanordnung bzw. bei einer Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, kann eine Leistung mit mehreren Bearbeitungsscheiben erhöht sein gegenüber einer Vorrichtung mit weniger Bearbeitungsscheiben bzw. ggf. genau einer Bearbeitungsscheibe.
Vorteilhaft ist es, wenn sämtliche Bearbeitungsscheiben bei einem Bearbeitungsvorgang des Werkstücks quer oder schräg zur Vorschubrichtung relativ zum Werkstück bewegbar sind, insbesondere gleichartig bzw. gemeinsam entlang eines gemeinsamen Bewegungsweges.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn mehrere parallele oder im Wesentlichen parallele Drehachsen vorhanden, um welche die mehreren Bearbeitungsscheiben rotieren. Dabei kann an einer Rotationsachse genau eine Bearbeitungsscheibe rotierend aufgenommen sein und/oder es können an einer Rotationsachse mehrere Bearbeitungsscheiben vorhanden sein.
Sämtliche Bearbeitungsscheiben an einer Rotationsachse sind mit gleichem bzw. übereinstimmendem Durchmesser gewählt, so dass die Bearbeitungsseiten zur dazugehörigen Rotationsachse mit gleichem Radius vorhanden sind.
Mit den mehreren Bearbeitungsscheiben ist es auch vorteilhaft möglich, in Vorschubrichtung des Werkstücks mehrere z. B. getrennte bzw. hintereinander folgende Bearbeitungseinheiten, die eine Bearbeitungsvorrichtung darstellen, gleichartig oder unterschiedlich vorzusehen, wobei jede Bearbeitungseinheit insbesondere jeweils mehrere zueinander versetzte Rotationsachsen aufweist, an denen zwei oder mehr Bearbeitungsscheiben rotierend vorhanden sind. Bevorzugt sind an jeder Bearbeitungseinheit jeweils zwei, drei oder mehr zueinander insbesondere parallele versetzte Rotationsachsen vorhanden, an denen jeweils zwei oder mehr Bearbeitungsscheiben z. B. an einer Rotationsachse jeweils genau zwei gegensinnig rotierbare Bearbeitungsscheiben vorhanden sind. Die mehreren Bearbeitungseinheiten können zur Bearbeitung z. B. einer Oberseite und/oder einer Unterseite vorhanden sein, zum Beispiel zwei Bearbeitungseinheiten oberhalb einer Bearbeitungsebene und zwei Bearbeitungseinheiten unterhalb der Bearbeitungsebene, auf der das zu bearbeitende Werkstück auflegbar ist.
Es hat sich bei in der Praxis häufig vorkommenden Abmessungen der zu bearbeitenden Werkstücke bzw. bei üblichen Arbeitsbreiten der Bearbeitungsvorrichtung, wobei über die Arbeitsbreite die Bearbeitungsscheiben aktiv sein können, als besonders vorteilhaft erwiesen, dass an einer Bearbeitungsvorrichtung genau drei parallel zueinander und in Richtung der Quer- oder Schrägbewegung versetzt zueinander positionierte Rotationsachsen vorhanden sind. Es sind aber auch abhängig von der Arbeitsbreite der Bearbeitungsvorrichtung weniger oder mehr als drei Rotationsachsen denkbar. Vorteilhafterweise sind an jeder Rotationsachse genau zwei Bearbeitungsscheiben vorgesehen. Die Bearbeitungsscheiben sind zudem vorteilhafterweise alle gleichartig gestaltet.
Eine Verwendung von unterschiedlich gestalteten Bearbeitungsscheiben kann aber zum Beispiel in Einzelfällen vorteilhaft sein und ist grundsätzlich problemlos einrichtbar.
Dabei ist es vorteilhaft, dass die ersten Antriebsmittel zum Rotationsantrieb derart vorhanden sind, dass für jede Rotationsachse genau eine Antriebseinheit vorgesehen ist, bevorzugt ein Elektromotor.
Weiter ist es vorteilhaft, dass die ersten Antriebsmittel abgestimmt sind, mehrere Bearbeitungsscheiben um eine gemeinsame Rotationsachse gleichzeitig rotierend anzutreiben, wobei zumindest eine Bearbeitungsscheibe in eine erste Drehrichtung und zumindest eine weitere Bearbeitungsscheibe in eine zweite Drehrichtung rotierend anzutreiben ist. Die erste und die zweite Drehrichtung sind entgegengesetzt zueinander, also im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn.
Es hat sich außerdem als vorteilhaft herausgestellt, dass auf jeder der mehreren Rotationsachsen die jeweils ersten Bearbeitungsscheiben sich auf gleicher axialer Längsposition bzw. bezogen auf die Vorschubrichtung des Werkstücks auf gleicher Position befinden und ebenso sich die jeweils zweiten Bearbeitungsscheiben zu den Rotationsachsen jeweils auf gleicher axialer Längsposition bzw. bezogen auf die Vorschubrichtung auf gleicher Position befinden.
Mit den vorgenannten Anordnungen kann ein Bearbeitungsergebnis am Werkstück gegenüber anderen Anordnungen verbessert bzw. einheitlich eingerichtet werden.
Auch ist es von Vorteil, dass eine Bearbeitungseinheit vorhanden ist, welche mehrere Rotationsachsen umfasst, an denen jeweils zwei Bearbeitungsscheiben aufgenommen sind, wobei an jeder Rotationsachse die zwei Bearbeitungsscheiben in entgegengesetzter Rotationsrichtung gleichzeitig angetrieben rotierbar sind, und wobei die mehreren Rotationsachsen versetzt zueinander positioniert sind, in Richtung der Bewegung der Bearbeitungsscheiben relativ zum Werkstück. Die Relativbewegung erfolgt insbesondere quer oder schräg zur Vorschubrichtung des Werkstücks.
Insbesondere ist genau ein Antrieb für die gleichzeitige Rotation der beiden Bearbeitungsscheiben auf einer gemeinsamen Rotationsachse vorhanden, mit zueinander entgegengesetzter Rotationsrichtung der beiden Bearbeitungsscheiben. Konkret also beispielsweise genau so viele Antriebseinheiten wie Rotationsachsen vorhanden sind, wobei auf jeder Rotationsachse zum Beispiel genau zwei Bearbeitungsscheiben gegensinnig angetrieben rotieren. Die insbesondere genau zwei Bearbeitungsscheiben sind auf der Rotationsachse axial geringfügig zueinander versetzt.
Bevorzugt sind in einem Ausgangszustand, bei gleichartig ausgebildeten Bearbeitungsscheiben die Rotationsachsen der Bearbeitungsscheiben auf einer gemeinsamen horizontalen Höhe angeordnet bzw. mit einem zumindest nahezu gleichen Abstand zu einem Auflagebereich für das Werkstück. Damit wird mit jeder Bearbeitungsscheibe die gleiche Bearbeitungsintensität am Werkstück erzielt, womit eine einheitliche und zuverlässige Bearbeitung des Werkstücks z. B. im Kantenbereich erzielt wird.
Weiter ist es vorteilhaft, dass an jeder Rotationsachse die jeweils in Vorschubrichtung des Werkstücks erste Bearbeitungsscheibe in die erste Drehrichtung rotierbar angetrieben ist und die jeweils in Vorschubrichtung des Werkstücks zweite Bearbeitungsscheibe in die zweite Drehrichtung rotierbar antreibbar ist. Auch dies führt zu einem einheitlichen Verrundungsergebnis an den Kantenbereichen des Werkstücks. Außerdem kann auf platzsparende Weise eine effektive Bearbeitung des Werkstücks erfolgen.
Auch ist es vorteilhaft, dass Wechselmittel vorhanden sind, die zur werkzeuglosen manuellen Befestigung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe an einem Aufnahmeabschnitt und zur Entfernung vom Aufnahmeabschnitt dienen. Insbesondere sind die Wechselmittel als Schnellwechselmittel ausgebildet. So kann im Betrieb ohne größere Unterbrechung des Bearbeitungsprozesses eine verbrauchte oder unbrauchbar gewordene Bearbeitungsscheibe von einer Person ohne Hilfsmittel ausgetauscht werden. Die Wechselmittel können vorteilhaft zum Beispiel nach einem Spannverschluss-Prinzip funktionieren.
Schließlich ist es auch vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe mit radial ausgerichteten flexiblen Lamellen versehen ist, insbesondere mit axial geschlitzten freien Enden. Damit können die flexiblen streifenförmig radial verlaufenden Lamellen, die zum Beispiel eine Schleifschicht z. B. ein Schleifpapier aufweisen, sich an die jeweilige Kontur des Werkstücks anpassen bzw. anschmiegen. Des Weiteren bleiben die vorderen freien Enden der Lamellen, welche einer größten Beanspruchung im Bearbeitungsbetrieb ausgesetzt sind, durch die Schlitze von einer starken Abnutzung verschont, da die Lamellen nachgiebig sind bzw. nicht unkontrolliert ausfransen können. Die Lebensdauer der Bearbeitungsscheiben last sich damit gegenüber ungeschlitzten Lamellen verlängern. Die geschlitzten Lamellen können zudem zum Bearbeiten des Werkstücks besser an werkstückseitigen Stirnflächen und in Vertiefungen am Werkstück eintauchen. Zwischen den Lamellen kann vorteilhaft ein Schleifvlies vorhanden sein.
Gegebenenfalls lassen sich geringfügig modifizierte Bearbeitungsscheiben auf Basis von handelsüblichen Bearbeitungsscheiben bzw. Schleifscheiben verwenden. In Versuchen haben sich Bearbeitungs- bzw. Schleifscheiben besonders bewahrt, welche im Neuzustand beispielsweise einen Durchmesser von ca. 310 Millimetern aufweisen, bei einer radial Länge der Lamellen von mindestens ca. 50 Millimetern.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungseinheit zur automatisierten Bearbeitung eines metallischen Werkstücks, wobei zumindest Werkstückkanten des Werkstücks bearbeitbar sind, mit über Antriebsmittel angetriebenen Bearbeitungsmitteln, welche zum Bearbeiten des Werkstücks entlang eines vorgegebenen Bearbeitungsweges bewegbar und dabei in Anlage an das Werkstück bringbar sind, und Fördermittel vorgesehen sind, um das Werkstück für die Bearbeitung in eine Vorschubrichtung des Werkstücks zu fördern, wobei wenigstens zwei Vorrichtungen wie oben beschrieben vorhanden sind, so dass in einem Bearbeitungsvorgang das Werkstück oberseitig von einer ersten Vorrichtung und unterseitig von einer zweiten Vorrichtung bearbeitbar ist. Die Bearbeitungseinheit ist insbesondere als Durchlaufanlage ausgebildet, mit einem Einlaufbereich für das zu bearbeitenden Werkstück, einem Bearbeitungsbereich, in welcher die eigentliche Bearbeitung stattfindet, und einem Auslassbereich für das fertig bearbeitete Werkstück. Mit der Bearbeitungseinheit wird eine zuverlässige Bearbeitung insbesondere aller Kantenbereiche am Werkstück ermöglicht. Sämtliche Kanten am Werkstück können mit einem einheitlichen Radius von insbesondere ca. einem Millimeter versehen werden. Auch größere Radien von zum Beispiel einheitlich ca. 1,5 Millimeter oder einheitlich ca. 2 Millimeter sind erfindungsgemäß problemlos einrichtbar.
Die komplette Bearbeitung erfolgt vorteilhafterweise in einem zusammenhängenden in sich geschlossenen Bearbeitungsvorgang zum Beispiel in einem Durchlauf des Werkstücks durch die Bearbeitungseinheit. Die Werkstück-Bearbeitung von der Ober- und von der Unterseite her erfolgt überlagert bzw. gleichzeitig am Werkstück. Es ist jedoch auch eine zeitlich nacheinander stattfindende Bearbeitung möglich.
Die Bearbeitungseinheit kann vorteilhaft vor- oder nachgeschaltet zu weiteren Bearbeitungsschritten vorhanden sein. Die weiteren Bearbeitungsschritte können zum Beispiel eine Bearbeitung mit umlaufend angetriebenen Schleifbändern zur Vor- und/oder Nachbearbeitung zum Beispiel zum vorgeschalteten Entgraten des Werkstücks umfassen.
Vorteilhafterweise ist zur gleichartigen beidseitigen Bearbeitung des Werkstücks oberhalb und unterhalb der Auflageebene jeweils eine Bearbeitungseinheit vorhanden ist, wobei die Bearbeitungseinheiten übereinstimmend ausgebildet sind.
Damit wird am Werkstück einheitlich eine gewünschte Verrundung von sämtlichen Kantenbereichen erreicht.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einem Aufnahmeabschnitt zur lösbaren Anbringung einer Bearbeitungsscheibe für eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks, wobei die Bearbeitungsscheibe über Antriebsmittel rotierbar ist und eine Öffnung aufweist, in welche im angebrachten Zustand der Bearbeitungsscheibe der Aufnahmeabschnitt hineinreicht. Der wesentliche Aspekt liegt darin, dass Wechselmittel vorhanden sind, über welche die Bearbeitungsscheibe an dem Aufnahmeabschnitt werkzeuglos manuell fixierbar und wieder lösbar ist. Die Wechselmittel dienen zum manuellen Anbringen, Entfernen und/oder Auswechseln der Bearbeitungsscheibe an dem Aufnahmeabschnitt. Der Aufnahmeabschnitt ermöglicht insbesondere eine Drehlagerung der Bearbeitungsscheibe, die zum Beispiel als Schleifscheibe ausgebildet ist. Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung lässt sich die Bearbeitungsscheibe schnell und unkompliziert bzw. ohne Hilfsmittel austauschen. Die Bearbeitungsscheibe kann vorteilhaft insbesondere mit wenigen Handgriffen gewechselt werden bzw. von dem Aufnahmeabschnitt abgenommen und daran angebracht werden.
Vorteilhafterweise erfolgt die Bedienung über Drehmittel bzw. über eine manuell bedienbare bzw. verdrehbare Drehscheibe an einer Aufnahme mit dem Aufnahmeabschnitt, an welcher die Bearbeitungsscheibe drehgelagert ist. Die Aufnahme umfasst insbesondere einen im Wesentlichen zylindrischen Nabenbereich für die an der Vorrichtung angebrachte Bearbeitungsscheibe. Der Aufnahmeabschnitt füllt im angebrachten Zustand die zentrische Öffnung der Bearbeitungsscheibe aus. Zum Anbringen der Bearbeitungsscheibe am Aufnahmeabschnitt durch ein Heranführen in axialer Richtung bezogen auf den Aufnahmeabschnitt bzw. zum Wegziehen von diesem ist an der Bearbeitungsscheibe die Öffnung z. B. ein zentrisches Loch oder eine zentrische Vertiefung für ein Hineingreifen des Aufnahmeabschnitts vorhanden. Die Öffnung ist insbesondere zentrisch um eine im Betrieb der Bearbeitungsscheibe wirkende Rotationsachse ausgestaltet. Mit einem Verdrehen der Drehscheibe durch eine Person von Hand und ohne Werkzeug können mehrere Verriegelungsschieber an dem Nabenbereich betätigt werden. Die Verriegelungsschieber sind bezogen auf die Rotationsachse umfänglich beabstandet zueinander und stehen radial an einer äußeren Umfangsseite des Nabenbereichs radial über. Die Verriegelungsschieber sind derart radial versetzbar, dass bei einem Verdrehen der Drehscheibe in eine erste Drehrichtung sämtliche Verriegelungsschieber aus der überstehenden Position gemeinsam nach innen fahren, insbesondere so weit, dass diese am Nabenbereich nicht radial überstehen. In dieser zurückgezogenen bzw. eingefahrenen Stellung der Verriegelungsschieber kann die betreffende Bearbeitungsscheibe problemlos von dem Nabenbereich abgezogen bzw. wieder aufgeschoben werden. Umgekehrt ist bei überstehenden Verriegelungsschiebern die Bearbeitungsscheibe an der Aufnahme axial zur Rotationsachse und gegen ein Verdrehen gegenüber dem Nabenbereich fixiert.
Die Verriegelungsschieber können über z. B. eine Kulissenführung an der Drehscheibe bei Verdrehen der Drehscheibe radial nach innen und außen bewegt werden, um aus der überstehenden Position in eine Freigabeposition und umgekehrt zu gelangen. Die Verriegelungsschieber sind beispielsweise mit einer Federkraft beaufschlagbar, um die Verriegelungsschieber zum Beispiel in eine Vorzugsposition zu drängen, wenn nicht von außen auf die Drehscheibe eingewirkt wird.
An einer zur Aufnahme passend ausgebildeten Bearbeitungsscheibe sind zur Verriegelung an der Aufnahme Vertiefungen vorgesehen, welche auf die Form und Anzahl der Verriegelungsschieber abgestimmt sind. Bei befestigter Bearbeitungsscheibe verrastet jeder Verriegelungsschieber in jeweils einer entsprechenden Vertiefung. Die Drehscheibe und die Verriegelungsschieber sind zudem so ausgebildet, dass bei Rotation der Bearbeitungsscheiben durch Fliehkräfte bedingt eine zusätzliche Kraft auf die Verriegelungsschieber radial nach außen wirkt, so dass eine Entsicherungsbewegung der Verriegelungsschieber radial nach innen selbstwirkend und sicher unterbunden ist. Die Drehscheibe ist also derart ausgestaltet, dass sie nur entgegen der vorgesehenen Drehrichtung der Bearbeitungsscheibe öffnet, wobei eine Selbstarretierung der Verriegelungsschieber eintritt. Zusätzlich sind die Verriegelungsschieber im vorderen Bereich bzw. an ihrem freien Ende abgeschrägt, so dass bei einer Bewegung der Verriegelungsschieber radial nach außen die Bearbeitungsscheibe positionsrichtig in ihren Sitz gedrückt wird.
Grundsätzlich kann die Zahl der an einer Bearbeitungsscheibe vorhandenen Vertiefungen größer sein als die Zahl der Verriegelungsschieber an einer Aufnahme, um mehrere in Drehrichtung versetzte Anbringpositionen einer Bearbeitungsscheibe für ein schnelleres Anbringen der Bearbeitungsscheibe an der Aufnahme zu ermöglichen.
Mit den Wechselmitteln kann vorteilhaft jede Bearbeitungsscheibe bzw. Bearbeitungsscheibeneinheit bis zum maximalen Abnutzungsgrad abgenutzt werden, weil diese jederzeit, mit wenigen Handgriffen ausgetauscht werden kann. Dies erfolgt erfindungsgemäß immer erst dann, wenn die Bearbeitungsscheibe tatsächlich vollständig abgenutzt ist und nicht zu einem früheren Zeitpunkt, in dem zum Beispiel eine Bearbeitungsscheibeneinheit oder alle Bearbeitungsscheibeneinheiten standardmäßig getauscht werden.
Man tauscht z. B. bei Zwillingsanordnungen mit zwei Bearbeitungsscheiben an jeder von mehreren Rotationsachsen nur das Bearbeitungsscheibenpaar aus, das abgenutzt ist, womit eine hundertprozentige Schleifscheibenausnutzung erzielbar ist.
Figurenbeschreibung:
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand von in den Figuren schematisiert dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:
1 eine Frontansicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatisierten Bearbeitung eines metallischen Werkstücks,
2 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß 1 gemäß der Linie A-A,
3 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß 1 gemäß der Linie B-B,
4 eine perspektivische Ansicht schräg von oben auf die Anordnung gemäß 1,
5 einen vergrößerten Ausschnitt der Anordnung gemäß 1 unter Weglassung von einzelnen Bauteilen in einem Zustand mit einer abgenutzten Bearbeitungsscheibe,
6 eine erfindungsgemäße Bearbeitungseinheit mit zwei gegenüberliegend angeordneten Vorrichtungen gemäß 1 in einer Vorderansicht,
7 eine Schnittansicht durch die Anordnung gemäß 6 gemäß der Linie A-A in 6,
8 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur lösbaren Anbringung einer Bearbeitungsscheibe,
9 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung gemäß 8 entlang der Linie C-C in 8,
10 die Vorrichtung gemäß 8 mit einer daran angebrachten Bearbeitungsscheibe,
11 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung gemäß 10 entlang der Linie A-A in 10 und
12 und 13 jeweils eine Variante einer Bearbeitungsscheibe einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung.
In den Figuren sind für sich entsprechende Teile von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung teils die gleichen Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung 1 zur automatisierten Bearbeitung eines metallischen Werkstücks, insbesondere eines Flachmaterials, beispielsweise eines Grobbleches. Die Bearbeitungsvorrichtung 1 ist hier als Schleifeinrichtung mit rotierenden Schleifelementen ausgebildet und dient insbesondere zum Bearbeiten von Kanten des Werkstücks, um die Kanten zu verrunden. Mit der Bearbeitungsvorrichtung 1 lassen sich insbesondere die Kanten so abschleifen, dass dort kein scharfer Rand sondern ein konvexer Übergang zwischen flächigen Werkstückbereichen mit einem vorgebbaren Radius von mindestens 1 bis über ca. 2 Millimeter ausgebildet ist.
Dies dient insbesondere dazu, um später das metallische Werkstück vorteilhaft mit einer Lackschicht bzw. einer sonstigen Beschichtung als geschlossene Schutzschicht versehen zu können.
Die Kantenverrundung ist mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 bzw. einer erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit z. B. einer Bearbeitungsmaschine 34 (s. 6 und 7) möglich.
Die Bearbeitungsvorrichtung 1 weist beispielsweise mehrere Bearbeitungs- bzw. Schleifscheiben auf, welche Schleifscheiben 2, 3 und 4 und dazu jeweils parallel versetzte Schleifscheiben 5, 6 und 7 umfassen. Die in einer Vorschubrichtung eines Werkstücks W gemäß des Pfeils P1 (2 und 4) zuerst angeordneten Schleifscheiben 2, 3 und 4 sind jeweils durch die in der Vorschubrichtung P1 dahinter angeordneten Schleifscheibe 5, 6 und 7 zu drei Schleifscheibenpaaren ergänzt. So ergibt sich von einer Seite her ein erstes Schleifscheibenpaar mit den Schleifscheiben 2 und 5, welche auf einer gemeinsamen Rotationsachse R1 rotierend antreibbar sind und mit ihren axial orientierten Seiten quer zur Vorschubrichtung P1 ausgerichtet sind. Zudem ist ein zweites entsprechendes quer zur Vorschubrichtung P1 ausgerichtetes benachbartes Schleifscheibenpaar mit den Schleifscheiben 3 und 6 auf der gemeinsamen Rotationsachse R2 und ein drittes Schleifscheibenpaar mit den Schleifscheiben 4 und 7 auf der Rotationsachse R3 vorhanden.
Das Werkstück W kann für eine Bearbeitung prinzipiell auch in einer zur Vorschubrichtung P1 entgegengesetzten Vorschubrichtung relativ zur Bearbeitungsvorrichtung gefördert werden.
Vorteilhafterweise sind die in Vorschubrichtung P1 vorderen Schleifscheiben 2, 3 und 4 gemäß der gleichen Drehrichtungen D1, D2 und D3 (siehe 1) rotierend antreibbar, in Draufsicht gemäß 1 im Uhrzeigersinn, wohingegen die jeweils parallelen Schleifscheiben 5, 6 und 7 jeweils in einer Drehrichtung angetrieben rotierbar sind, die den Drehrichtungen D1, D2 und D3 entgegengesetzt ist. Dies bedeutet, dass die Schleifscheiben 5, 6 und 7 im Schleifbetrieb hier jeweils entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben rotierbar sind.
Zum Rotationsantrieb der Schleifscheiben 2 bis 7 sind drei Elektromotoren 8, 9 und 10 vorgesehen, wobei für jede Rotationsachse R1, R2 und R3 ein Elektromotor vorgesehen ist. Dabei treibt der Elektromotor 8 die Schleifscheiben 2 und 5 an, der Elektromotor 9 treibt die Schleifscheiben 3 und 6 an und der Elektromotor 10 treibt die Schleifscheiben 4 und 7 an. Für eine gewünschte Drehzahlübersetzung und/oder Vorgabe der entgegengesetzten Drehrichtungen der jeweils beiden Schleifscheiben auf einer Rotationsachse sind entsprechende Getriebeanordnungen vorgesehen, die Verzahnungsabschnitte bzw. miteinander kämmende Ritzel und Riemenscheiben mit dazwischen wirkenden Treibriemen umfassen.
Ein zu bearbeitendes Werkstück W, wie zum Beispiel schematisiert in 5 und 7 angedeutet, wird über eine Vorschubeinrichtung, beispielsweise ein Förderband 37 (7) oder Förderrollen in Vorschubrichtung P1 zu den Schleifscheiben 2–7 hin angetrieben gefördert. Dabei wird das Werkstück W so in Vorschubrichtung P1 gefördert bzw. positioniert, dass beim Durchlaufen der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 bzw. der Bearbeitungsmaschine 34 so bearbeitet, dass sämtliche ggf. unterschiedlich ausgerichtete Kantenbereiche am Werkstück W bearbeitet bzw. erfasst und einheitlich verrundet werden können.
Das Werkstück W wird in vorteilhafter Weise so eingelegt, dass Kanten am Werkstück W in Kantenlängsrichtung immer quer oder zumindest schräg zur Rotationsrichtung der Schleifscheiben 2 bis 7 liegen und möglichst nicht parallel zur umfänglichen Richtung der Schleifscheiben. Die Kanten liegen insbesondere in Kantenlängsrichtung parallel oder etwas schräg zu den Rotationsachsen R1 bis R3.
Für eine komplette und einheitliche Bearbeitung des Werkstücks W sind die Schleifscheiben 2 bis 7 zusätzlich zur Rotation linear quer oder schräg zur Vorschubrichtung P1 hin- und herbewegbar.
Hierzu werden vorteilhafterweise Oszillationsmittel 11 eingerichtet, welche für eine Oszillationsbewegung der Schleifscheiben 2 bis 7 entsprechend der Pfeile P2 und P3 eingerichtet ist. Die Oszillationsmittel 11 umfassen hier beispielsweise einen Kurbeltrieb 12, der über eine Antriebseinheit bzw. einen Antriebsmotor 13 eine Kurbelscheibe 14 um eine Rotationsachse R4 rotierend antreibt. Die Kurbelscheibe 14 umfasst zwei parallele Scheiben 14a, 14b, an denen in einem radialen Außenbereich über ein Gelenk 15 ein Kurbelarm 16 angelenkt bzw. gelenkig angebracht ist. An einem dem Gelenk 15 abgewandten Ende des Kurbelarms 16 ist der Kurbelarm 16 mit einem Fahrwagen 17 ebenfalls über ein Gelenk verbunden, wobei der Fahrwagen 17 entlang einer geraden Führungsbahn 18 hin- und herbewegbar ist. An dem Fahrwagen 17 sind die drei Schleifscheibeneinheiten mit den Schleifscheiben 2 bis 7 und sämtlichen dazugehörigen Bauteilen und Antrieben aufgenommen, so dass entsprechend der Bewegung des Fahrwagens 17 die Schleifscheibeneinheiten gemäß der Pfeile P2 und P3 mitbewegt werden, wobei überlagert die Rotation der Schleifscheiben 2 bis 7 erfolgt. Mit der Hin- und Herbewegung der wie beschrieben rotierenden Schleifscheiben 2 bis 7 lassen sich sämtliche Bereiche am Werkstück W durch die Schleifscheiben 2 bis 7 erreichen und insbesondere Kantenbereiche effektiv verrunden.
Des Weiteren sind an der Bearbeitungsvorrichtung 1 Höhenverstellmittel 19 vorhanden, welche für jede Schleifscheibeneinheit mit den paarweise zusammengefassten Schleifscheiben 2 mit 5, 3 mit 6 und 4 mit 7 jeweils separat in ihrer Höhenposition senkrecht zu einer Auflagefläche AF bzw. in Richtung P4 und P5 verstellbar ist. Die Auflagefläche AF dient zum Auflegen des Werkstücks W für die Bearbeitung und zum Fördern in Vorschubrichtung P1.
Die Höhenverstellmittel 19 umfassen dementsprechend im gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 drei Höhenverstellungen 20, 21 und 22. Die Höhenverstellung 20 dient zur Verstellung der Vertikalposition der Schleifscheiben 2 und 5, die Höhenverstellung 21 zur Verstellung der Schleifscheiben 3 und 6 und die Höhenverstellung 22 zur Verstellung der Schleifscheiben 4 und 7.
Die Höhenverstellungen 20 bis 22 sind gleichartig aufgebaut und umfassen separate Antriebsmotoren 23, 24 und 25 für die Bewegung der Schleifscheibeneinheiten in Richtung P4 bzw. P5.
Die drei Schleifscheibeneinheiten mit den paarweise zusammengehörigen Schleifscheiben 2 und 5, 3 und 6 und 4 und 7 stellen drei gleichartige separat wirkende Schleifaggregate dar. Allen drei Schleifaggregaten gemeinsam ist die zugeordnete Oszillations- bzw. wiederholend reversierende Hin- und Herbewegung mittels des Kurbeltriebs 12.
Die Höhenverstellmittel 19 umfassen jeweils für jede Höhenverstellung 20, 21 und 22 gleichartig aufgebaute Anordnungen mit Nachstellmechaniken 26, 27 und 28 zur Nachstellung des jeweiligen Schleifscheibenpaares auf ein Bearbeitungsniveau B (siehe 5). Die Schleifscheiben 2 bis 7 sind paarweise jeweils so über die Höhenverstellungen 20, 21 und 22 positioniert, dass eine der Auflagefläche AF bzw. dem Werkstück W zugewandte horizontale Tangente am Umfang der Schleifscheiben 2, 5 bzw. 3, 6 bzw. 4, 7 im Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung 1 mit der Bearbeitungsebene B zusammenfällt. Die Bearbeitungsebene B kann räumlich mit der Auflagefläche AF zusammenfallen oder zu AF geringfügig zum Beispiel um ein halbes Maß einer Werkstückdicke parallel versetzt sein.
In 5 sind einzelne Bauteile zur besseren Darstellung der Höhenverstellmittel 19 bzw. der Nachstellmechaniken 26 bis 28 weggelassen, insbesondere die Antriebsmotoren 8 und 9 mit dazugehörigen Getriebeeinheiten bzw. Einzelheiten von Wechselmitteln zum manuellen Auswechseln der Schleifscheiben 2 und 3.
5 zeigt schematisiert einen Zustand, der sich im Praxisbetrieb einstellen kann, wonach beispielhaft die Schleifscheiben 3 und 6 deutlich stärker abgenutzt sind, als die anderen Schleifscheiben 2, 5 und 4, 7. Die automatisch arbeitende Höhenverstellung 21 bewirkt, dass die Bearbeitungsscheiben 3 und 6 aufgrund der vergleichsweise stärkeren Abnutzung gegenüber den anderen Schleifscheiben 2, 5 und 4, 7, was in der Praxis zum Beispiel bedingt durch die im Betrieb bearbeiteten Werkstückformen vorkommen kann, trotzdem mit einer jeweils schleifend wirksamen umfänglichen Bearbeitungsseite 3a der Schleifscheibe 3 bzw. einer Bearbeitungsseite 6a der Schleifscheibe 6, die radial zur Rotationsachse R2 gleich weit entfernt sind, an die Bearbeitungsebene B heranreichen, wie dies auch die jeweiligen Bearbeitungsseiten der anderen Schleifscheiben 2, 5 und 4, 7 tun.
Die jeweiligen Schleifscheibenpaare werden damit entsprechend deren individuellem Abnutzungsgrad mit deren umfänglichen Bearbeitungsseiten kontinuierlich auf das Niveau der Bearbeitungsebene B eingestellt. Die Bearbeitungsebene B kann vorteilhafterweise so zu einer Ober- oder Unterseite des Werkstücks nach innen zum Werkstück W versetzt sein, dass die Bearbeitungsseiten der Schleifscheiben 2 bis 7 in Vertiefungen V am Werkstück W eintauchen kann bzw. am Rand des Werkstücks W tiefer reicht als vorhandene Kantenverläufe, so dass eine schleifende Kantenverrundung von Kanten K sicher erfolgt.
Damit eine Nachstellung der drei Schleifscheibenpaare dauerhaft im Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung 1 erfolgen kann, was automatisiert geschieht, ist die Nachstellmechanik 26 für die Schleifscheiben 2 und 5 vorhanden, ebenso für die Schleifscheiben 4 und 7 die entsprechende Nachstellmechanik 27 und die dritte Nachstellmechanik 28 für die Schleifscheiben 4 und 7. Über die Nachstellmechaniken 26 bis 28, welche vorteilhafterweise beispielsweise mehrere gelenkig miteinander zusammenwirkende Hebel umfassen, wird in regelmäßigen zeitlichen Abständen oder kontinuierlich eine aktuelle Höhenposition bzw. Ist-Höhenposition der Schleifeinheiten mit den Schleifscheiben 2, 5 bzw. 3, 6 und 4, 7 erfasst und mit einer Soll-Höhenposition verglichen, beispielsweise mittels einer übergeordneten Kontrolleinheit mit Recheneinheit. Bei einer Abweichung der Ist-Höhenposition von der Soll-Höhenposition wird über den jeweiligen Antriebsmotor 23, 24 oder 25 die betreffende Schleifscheibeneinheit auf die Soll-Höhenposition gebracht, so dass die Bearbeitungsseite der dazugehörigen Schleifscheiben das Bearbeitungsniveau B tangiert.
Die Nachstellmechanik 27, wie auch jeweils die Nachstellmechaniken 26 und 28, umfasst einen z. B. als kapazitiven Sensor ausgebildeten Sensor 29, welcher einen Abstand der Schleifscheibe 3 bzw. 6 aufnimmt bzw. erfasst und bei entsprechendem Verschleiß der Schleifscheibe 3 bzw. 6 die automatisierte Nachstellung wie oben beschrieben bewirkt.
Die Bearbeitungsvorrichtung 1 weist außerdem ein Gestell 30 aus zwei parallel zueinander ausgerichteten Flachprofilen auf, an dem die drei Schleifscheibeneinheiten mit den Schleifscheiben 2 bis 7 bzw. deren Antriebe und den Höhenverstellmittel 19 über den Fahrwagen 17 und die Führungsbahn 18 aufgenommen sind.
Zur gegenläufigen Rotation der jeweiligen Schleifscheiben einer Schleifscheibeneinheit ist jeweils ein Drehumkehrgetriebe 31 für die Schleifscheiben 2 und 5, ein Drehumkehrgetriebe 32 für die Schleifscheiben 3 und 6 und ein Drehumkehrgetriebe 33 für die Schleifscheiben 4 und 7 vorgesehen, womit erreicht wird, dass die jeweils in Vorschubrichtung P1 vorderen Schleifscheiben 2, 3 und 4 entgegengesetzt rotieren zu den Schleifscheiben 5, 6 und 7.
Um an die dem Gestell 30 zugewandten inneren Schleifscheiben 5, 6 und 7 z. B. für deren Austausch heranzukommen, ist vorteilhafterweise jede Schleifscheibeneinheit zusammen mit dem dazugehörigen Antriebsmotor samt Getriebe und Höhenverstellmittel an der Vorrichtung um eine vertikale Achse ausschwenkbar.
Die Schleifscheiben 2 bis 7 sind vorteilhafterweise über eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur lösbaren Anbringung einer Bearbeitungsscheibe mit als Schnellwechseleinheit ausgebildeten Wechselmitteln an den Rotationsachsen R1 bis R3 aufgenommen und manuell bzw. werkzeuglos auswechselbar.
6 zeigt eine Ansicht auf eine Ausgabeseite einer auf einer horizontalen Bodenfläche BF aufgestellten erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit, die als automatisiert arbeitende Bearbeitungsmaschine 34 ausgebildet ist. Die Bearbeitungsmaschine 34 ist als Durchlaufeinheit für ein Werkstück W konzipiert, wobei das Werkstück W von einer der Ausgabeseite gegenüberliegenden Aufgabeseite bis zur Ausgabeseite durch die Bearbeitungsmaschine 34 in Vorschubrichtung P1 durchgefördert und automatisiert bearbeitet wird. Die Bearbeitungsmaschine 34 umfasst hier eine an sich bekannte Entgratungsvorrichtung 38 mit einem umlaufenden Schleifband für einen vorgeschalteten Entgratungsvorgang ober- und unterseitig am zu bearbeitenden Werkstücks W, wobei die Entgratungsvorrichtung 38 nicht näher erläutert ist.
Die Bearbeitungsmaschine 34 weist zudem für einen dem Entgratungsvorgang nachgeschalteten Kantenverrundungsvorgang am Werkstück W zwei Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 auf, welche jeweils entsprechend der Bearbeitungsvorrichtung 1 gemäß der 1 bis 5 ausgebildet sind.
Bei dem Kantenverrundungsvorgang mit der Bearbeitungsmaschine 34 sind beide Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 gleichzeitig aktiv, so dass sämtliche Schleifscheiben beider Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 rotieren und beide Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 in horizontaler Richtung versetzt quer zu einer Vorschubrichtung P1 des zu bearbeitenden Werkstücks W jeweils für sich hin- und herbewegt werden.
Das mit der Bearbeitungsmaschine 34 zu bearbeitende Werkstück W (s. 7), das in 6 nicht dargestellt ist, wird mittels des Förderbandes 37 und weiteren Fördermitteln in Vorschubrichtung P1 relativ zu Bearbeitungsmitteln der Bearbeitungsmaschine 34 gefördert, wobei das Werkstück W für einen nachfolgenden Bearbeitungsprozess auf eine Auflagefläche AF aufgelegt wird, die durch eine obere horizontale Außenseite des umlaufend antreibbaren Förderbandes 37 gebildet ist.
Die Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 sind in vertikaler Richtung gegenüberliegend vorhanden, so dass die Bearbeitungsvorrichtungen 35 oberhalb einer horizontalen Ebene, in welcher die Auflagefläche AF liegt, und die Bearbeitungsvorrichtungen 36 unterhalb dieser Ebene positioniert ist. Dabei sind die jeweils in Vorschubrichtung P1 hinteren Schleifscheiben 2, 3, 4 der oberen Bearbeitungsvorrichtung 35 in Vorschubrichtung P1 genau ausgerichtet gegenüber den jeweils in Vorschubrichtung P1 hinteren Schleifscheiben 2, 3, 4 der unteren Bearbeitungsvorrichtung 36 und damit durch die Baugleichheit der beiden Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 auch entsprechend die in Vorschubrichtung P1 auf den drei Rotationsachsen R1 bis R3 jeweils vorderen Schleifscheiben der beiden Bearbeitungsvorrichtungen 35, 36. Die gegenüberliegende Position der Schleifscheiben ist natürlich nur dann gegeben, wenn die gleiche Position der beiden Bearbeitungsvorrichtungen 35, 36 bezogen auf die vertikale Hin- und Herbewegung der Bearbeitungsvorrichtungen 35, 36 betrachtet wird. In 7 ist die exakt ausgerichtete gegenüberliegende Anordnung anhand des ersten Schleifscheibenpaares mit dem mittleren unteren Schleifscheibenpaar verdeutlicht d. h. die obere Schleifscheibe 2 und die untere Schleifscheibe 3 sind über ihre Breite exakt gegenüberliegend, ebenso wie die obere Schleifscheibe 5 und die untere Schleifscheibe 6.
Mit der Bearbeitungsmaschine 34 kann das zu bearbeitende Werkstück W gleichmäßig bzw. gleichartig und von allen Seiten bzw. an Schmalseiten und von oben und unten bearbeitet werden, wobei neben einem vergleichsweise moderaten Abschleifen von flächigen Bereichen insbesondere sämtliche Kantenbereiche am Werkstück so bearbeitet werden, dass dort eine Verrundung stattfindet, was in einem Durchlaufvorgang des Werkstücks W durch die Bearbeitungsmaschine 34 automatisiert bzw. selbsttätig erfolgt.
Die Bearbeitung mit den Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 erfolgt gemäß der Bearbeitungsfunktion der in den 1 bis 5 beschriebenen Bearbeitungsvorrichtung 1.
Wie 6 verdeutlicht, sind für eine vorteilhafte Bearbeitung des Werkstücks W die Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 in horizontaler Richtung bzw. in Richtung der Hin- und Herbewegung der Schleifscheiben versetzt zueinander, was mit dem in 6 und 7 gezeigten Zustand verdeutlicht ist, der z. B. einen Zustand vor Beginn einer Werkstückbearbeitung betrifft, wo die obere Bearbeitungsvorrichtungen 35 maximal nach rechts bewegt ist bzw. maximal von einem in der Ansicht linken Rahmenteil RT der Bearbeitungsmaschine 34 entfernt ist und die untere Bearbeitungsvorrichtungen 36 maximal nach links bewegt ist bzw. minimal von dem linken Rahmenteil RT entfernt ist.
Mit dem Beginn der Hin- und Herbewegung der Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 wird die obere Bearbeitungsvorrichtungen 35 nach links bewegt und die untere Bearbeitungsvorrichtungen 36 nach rechts, so dass es in einem definierten Zeitpunkt eine in horizontale Richtung spiegelbildliche Anordnung der Bearbeitungsvorrichtungen 35 und 36 kommt.
8 und 9 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Aufnahmeabschnitt 40 zur lösbaren Anbringung einer Bearbeitungsscheibe für eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks, wobei die Bearbeitungsscheibe über Antriebsmittel rotierbar ist. Dabei sind Wechselmittel zum manuellen Anbringen, Entfernen und/oder Auswechseln der Bearbeitungsscheibe an dem Aufnahmeabschnitt vorgesehen.
Die 10 und 11 betreffen die Vorrichtung gemäß 8 und 9 mit daran angebrachter Bearbeitungsscheibe.
In den 8 bis 11 sind die Wechselmittel als Schnellwechselmittel 39 gestaltet und die Bearbeitungsscheibe ist beispielhaft als Schleifscheibe 41 ausgebildet.
Die Vorrichtung mit dem Aufnahmeabschnitt 40 entspricht den in 1 bis 7 verwendeten Vorrichtungen zur Aufnahme der Schleifscheiben 2 bis 7. Die Schnellwechselmittel 39 ermöglichen mit wenigen Handgriffen eine werkzeuglose Anbringung, Entfernung bzw. Auswechslung der Schleifscheibe 41. Die Schleifscheibe 41 ist über eine antreibende Keilriemenscheibe 43 mit einem daran ausgebildeten zentrischen und im Wesentlichen zylindrischen Hülsenteil 40a, um eine Rotationsachse R rotierbar, wobei das Hülsenteil 40a den Aufnahmeabschnitt 40 bildet.
Die Schnellwechselmittel 39 umfassen außerdem axial anschließend an das Hülsenteil 40a eine daran um die Rotationsachse R über einen Verdrehwinkel von ca. 90 Winkelgraden drehbar aufgenommene Exzenter- bzw. Drehscheibe 45 zur radialen Bewegung von Spannkeilen 42.
Das Hülsenteil 40a mit den Spannkeilen 42 bildet einen Nabenbereich für die aufgenommene Schleifscheibe 41 mit der zentrischen Rotationsachse R. Auf der zur Schleifscheibe 41 bzw. axial zur Rotationsachse R gerichteten Seite der Keilriemenscheibe 43 ist eine geringfügig axial vorstehende ebene Anlagefläche 43a zur flächigen Anlage der Schleifscheibe 41 bzw. zur Vorgabe einer positionsrichtigen Anschlagposition der Schleifscheibe 41 am Hülsenteil 40a ausgebildet.
Vorteilhafterweise sind drei Spannkeile 42 vorgesehen, mit denen eine Arretierung bzw. exakte Positionierung der Schleifscheibe 41 nach dem Spannverschluss-Prinzip an dem Aufnahmeabschnitt 40 erreicht wird.
Die Spannkeile 42 sind umfänglich zur Rotationsachse R zueinander gleichmäßig beabstandet bzw. um jeweils 120 Winkelgrade versetzt zueinender. Jeder Spannkeil 42 ist gleichartig gestaltet und zur Rotationsachse R in radialer Richtung z. B. um ein bis 2 Zentimeter nach außen und innen bewegbar. Im vollständig nach innen bewegten Zustand gemäß 8 und 9 sind die Spannkeile 42 vollständig versenkt bzw. mit ihrem vorderen Ende radial innerhalb relativ zur benachbarten zylindrischen Außenseite des Hülsenteils 40a, so dass die Schleifscheibe 41 über ein darin vorhandenes zentrisches Rundloch 51 auf das Hülsenteil 40a für einen Schiebesitz aufschiebbar ist. Der Durchmesser des Rundloches 51 ist dementsprechend auf den Außendurchmesser des Hülsenteils 40a passend abgestimmt.
Die Schnellwechselmittel 39 umfassen außerdem eine Spannwelle 44, welche um die Rotationsachse R drehbar ist und über eine zentrische Öffnung im Hülsenteil 40a darin drehgelagert ist. Mit der Spannwelle 44 ist über eine Mutter 48 die Drehscheibe 45 fest verschraubt, womit die Drehscheibe 45 und die Spannwelle 44 gemeinsam drehbar sind. Mit der Drehscheibe 45 ist eine Kulissenführung mit drei voneinander getrennten aber identisch wirkenden Führungsnuten 46, die in der Drehscheibe 45 ausgespart sind, realisiert. Die Kulissenführung dient zur Bewegungskopplung der Drehbewegung der Drehscheibe 45 mit der gemeinsamen gleichartigen radialen Bewegung der Spannkeile 42. Durch manuelles Drehen der Drehscheibe 45 im Uhrzeigersinn werden über die drei Führungsnuten 46 die drei Spannkeile 42 radial nach außen bewegt, so dass bei aufgeschobener Schleifscheibe 41 durch die nach außen bewegten Spannkeilen 42 die Schleifscheibe 41 an dem Aufnahmeabschnitt 40 fixiert bzw. arretiert aufgenommen ist. Hierfür sind auf einer Seite der Schleifscheibe 41 an einem Rand des Rundloches 51 gleichartige Auskerbungen 47 an ausgestaltet, in welche die vorderen Enden der Spannkeile 42 passend eingreifen und so die Schleifscheibe 41 am Aufnahmeabschnitt 40 arretiert ist (10 und 11).
In der Schleifscheibe 41 sind an einer Schnellverschlussnabe 41a der Schleifscheibe 41 im gezeigten Ausführungsbeispiel sechs Auskerbungen 47 vorgesehen.
Die gekrümmt verlaufenden bzw. gebogenen Führungsnuten 46 sind über ihre umfängliche Erstreckung mit einem veränderlichen Radius zur Rotationsachse R ausgebildet. Damit wird abhängig von der Drehung der Drehscheibe 45 jeder Spannkeil 42 jeweils über die zugeordnete Führungsnut 46 gleichartig radial nach außen bzw. nach innen versetzt.
Hierzu ist jeweils eine Führungsschraube 49 an jedem der Spannkeile 42 fest eingeschraubt, die zur Seite der Drehscheibe 45 übersteht, wobei jede Führungsschraube 49 jeweils in die dazugehörige Führungsnut 46 eingreift und damit eine Bewegungskopplung der radialen Bewegung der Spannkeile 42 mit der Verdrehbewegung der Drehscheibe 45 realisiert ist. Zur Führung der radialen Bewegung der Spannkeile 42 ist jeder Spannkeil 42 in einer radial zur Rotationsachse R verlaufenden Führungstasche 50 in dem Hülsenteil 40a radial beweglich darin gleitend aufgenommen. Sämtliche Spannkeile 42 sind identisch aufgebaut und an ihrem vorderen Ende mit einer zur Seite der Riemenscheibe 43 gerichteten Abschrägung 42a versehen, welche auf jeweils eine in jeder der Auskerbungen 47 passend vorhandene Abschrägung 47a abgestimmt ist.
Damit wird mit der Bewegung der Spannkeile 42 nach außen, wenn die Schleifscheibe 41 auf dem Hülsenteil 40a mit den im Bereich der Auskerbungen 47 vorhandenen Spannkeile 42 aufgeschoben ist, durch das Zusammenwirken der jeweiligen Abschrägung 42a mit den dazugehörigen Abschrägung 47a der Auskerbungen 47 die Schleifscheibe in die exakt richtige Anbringposition gedrängt, insbesondere in axialer Richtung an die Anlagefläche 43a angezogen.
Die Schleifscheibe 41 ist so in einen Spannsitz bringbar bzw. bzw. arretiert, was die 10 und 11 zeigen. Die in 11 gezeigten Schnellwechselmittel 39 stimmen im Wesentlichen baugleich mit Teilen bei der Bearbeitungsvorrichtung 1 gemäß der 1 bis 5 überein, was insbesondere 2 verdeutlicht, in der die Schleifscheiben 3 und 6 über die Schnellwechselmittel 39 jeweils an einem Aufnahmeabschnitt 40 fest aufgenommen sind.
Die Schleifscheibe 41 kann genau so viele Auskerbungen 47 aufweisen, wie Spannkeile 42 vorgesehen sind, oder auch mehr. Gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 10 und 11 sind am Rundloch 51 sechs voneinander gleichmäßig in Umfangsrichtung beabstandete Auskerbungen 47 im Übergang vom Rundloch 51 zu einer axialen flächigen Seite der Schleifscheibe 41 vorhanden.
Damit kann eine manuelle Anbringung der Schleifscheibe 41 erleichtert bzw. bequem erfolgen, da diese in unterschiedlichen Verdrehstellungen an der Schleifscheibenaufnahme 40 aufsetzbar und arretierbar ist, da sämtliche Spannkeile 42 in eine Auskerbung 47 eingreifen können. Dies bedeutet, dass im angebrachten Zustand der Schleifscheibe 41 neben drei von Spannkeilen 42 besetzten Auskerbungen 47 an der Schleifscheibe 41 drei weitere Auskerbungen 47 frei bleiben.
Nicht näher dargestellt ist die Art der Schleifscheibe 41 bzw. deren Bearbeitungsseite.
Für die Ausbildung der Auskerbungen 47 ist in diesem Bereich z. B. ein konzentrisch um das Rundloch 51 angrenzender ringförmiger Bereich z. B. aus einem Kunststoff vorhanden, an dem sich radial außen der eigentliche für die Bearbeitung eines Werkstücks ausgebildete Bereich anschließt, zum Beispiel mit radial vorhandenen Schleiflamellen oder mit Bürstenmitteln.
Die Anbringung der Anordnung gemäß der der 8 und 9 an Teilen einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß der 1 bis 5 erfolgt über den Verbindungsabschnitt 52.
In den 12 und 13 ist jeweils eine zu den Bearbeitungsscheiben 2 bis 7 und 41 alternative Bearbeitungsscheibe 53 bzw. 54 perspektivisch schräg von oben dargestellt. Die Bearbeitungsscheibe 53 bzw. die Bearbeitungsscheibe 54 kann jeweils anstelle einer der Bearbeitungsscheiben 2 bis 7 und 41 verwendet werden. Hierfür sind die Bearbeitungsscheiben 53 bzw. 54 jeweils in deren Nabenbereich entsprechend der Bearbeitungsscheiben 2 bis 7 und 41 übereinstimmend mit einer Schnellverschlussnabe 41a ausgebildet. Diese dient zur Anbindung der Bearbeitungsscheiben 53 bzw. 54 an einer antreibbaren Dreh- bzw. Rotationsachse R.
Demgemäß weist die Bearbeitungsscheibe 53, welche als Bürstenscheibe ausgebildet ist, ein Rundloch 51 und daran vorhandene sechs Auskerbungen 47 mit Abschrägungen 47a auf, wie auch die Bearbeitungsscheibe 54.
Die Bearbeitungsscheibe 53 dient zur Bearbeitung eines Werkstückes insbesondere zur Schmutz- und/oder Oxidschichtentfernung von Kanten des Werkstücks wie z. B. Blechschnittkanten eines Bleches. Hierfür sind an der Bearbeitungsscheibe 53 radial zu der Rotationsachse R der Bearbeitungsscheibe 53 schräg abstehenden Borsten 57 aus beispielsweise einem Spezialdraht vorhanden. Alle Borsten 57 sind in gleichartigen Gruppen zusammengefasst und stehen alle im gleichen Winkel an der Bearbeitungsscheibe 53 ab bzw. sind unter einem gleichen Winkel zu einer Tangente im Kreuzungspunkt der Borsten mit einer Umfangslinie zur Rotationsachse R der Bearbeitungsscheibe 53.
Die Bearbeitungsscheibe 53 weist eine Trägerscheibe 55 auf, mit einem inneren scheibenförmigen Teil, an dem zentrisch axial vorstehend die außen zylindrische Schnellverschlussnabe 41a vorhanden ist, und mit einem radial außen umfänglich geschlossenen streifenförmigen Außenring 55a. Die axiale Tiefe bzw. Abmessung der Schnellverschlussnabe 41a liegt innerhalb der axialen Breite des Außenrings 55a. Am Außenring 55a sind in Umfangsrichtung regelmäßig zueinander beabstandete gleichartige Bürstklötze 56 mit jeweils vier daran ausgebildeten Borsten 57 aufgenommen. Die Bürstklötze 56 mit den daran fixierten Borsten 57 sind für einen Austausch der Bürstklötze 56 insbesondere lösbar bzw. austauschbar arretiert am Außenring. Im vorliegenden Fall sind stark vereinfacht bzw. beispielhaft gezeigt insgesamt 18 Bürstklötze 56 mit zusammen 72 Borsten 57 vorgesehen. In der Praxis werden Bürstenscheiben eingesetzt, welche vom betreffenden Anwendungsfall abhängig ausgebildet sind, wobei die jeweilige Bürstenscheibe eine deutlich größere oder eine geringere Anzahl an Borsten bzw. ggf. Bürstklötzen aufweisen kann als die Bürstenscheibe gemäß 12.
Die Bearbeitungsscheibe 54 ist alternativ zu einer Schleifscheibe oder einer Bürstenscheibe vorteilhaft einsetzbar, wobei die Bearbeitungsscheibe 54 als Abschlagscheibe z. B. zum Entfernen von gröberen bzw. härteren Überständen ausgebildet, insbesondere zur Entfernung von Schlackeresten bzw. anderen Überständen an Rändern eines Blech- bzw. Metallwerkstücks.
Die Bearbeitungsscheibe 54 ist im Grundaufbau entsprechend der Bearbeitungsscheibe 53 aufgebaut, mit einer Trägerscheibe 55, einer Schnellverschlussnabe 41a und einem Außenring 55a, jedoch mit Abschlagzapfen 58 anstelle der Bürstklötze 56 gemäß der Bearbeitungsscheibe 53. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 13 sind außen am Außenring 55a beispielhaft zwölf radial abstehende längliche untereinander gleichartige Abschlagzapfen 58 vorgesehen. Auch hier werden in der Praxis Abschlagscheiben eingesetzt, welche vom betreffenden Anwendungsfall abhängig ausgebildet sind, wobei die jeweilige Abschlagscheibe eine deutlich größere oder eine geringere Anzahl an Abschlagzapfen aufweisen kann als die Abschlagscheibe gemäß 13.
Es kann auch vorteilhaft sein, dass an einer Abschlagscheibe die Abschlagzapfen nicht wie in 13 gezeigt auf einer Umfangslinie zur Rotationsachse R bzw. exakt hintereinender ausgerichtet positioniert sind, sondern außen am Außenring 55a zueinender versetzt bezogen auf eine konzentrischen Umfangslinie zur Rotationsachse R.
Die Abschlagzapfen 58 sind lateral zu deren Längsachse ausweichbar bzw. elastisch rückstellbar am Außenring 55a gelagert. Jeder Abschlagzapfen 58 weist ein Basisteil 59 aus einem elastomeren Material z. B. aus Gummi mit einem daran fest verbundenen z. B. eingegossenen Hartmetallstift 60 auf. Der Hartmetallstift 60 ist über seine wesentliche Länge zylindrisch geformt mit leicht konkav abgeflachten Stirnseite 60a.
Die Abschlagzapfen 58 können vorteilhafterweise fest aber austauschbar am Außenring 55a vorhanden sein.
Grundsätzlich ist es möglich, dass an einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung, die mehrere Bearbeitungsscheiben aufweist, alle Bearbeitungsscheiben gleichartig ausgebildet sind, z. B. als Schleifscheiben, oder dass unterschiedliche Arten von Bearbeitungsscheiben z. B. Schleif-, Bürsten- und/oder Abschlagscheiben vorhanden sind, um ein Werkstück vorteilhaft zu bearbeiten.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungsvorrichtung
2 bis 7: Schleifscheibe
3a: Bearbeitungsseite
6a: Bearbeitungsseite
8: Elektromotor
9: Elektromotor
10: Elektromotor
11: Oszillationsmittel
12: Kurbeltrieb
13: Antriebsmotor
14: Kurbelscheibe
14a: Scheibe
14b: Scheibe
15: Gelenk
16: Kurbelarm
17: Fahrwagen
18: Führungsbahn
19: Höhenverstellmittel
20: Höhenverstellung
21: Höhenverstellung
22: Höhenverstellung
23: Antriebsmotor
24: Antriebsmotor
25: Antriebsmotor
26: Nachstellmechanik
27: Nachstellmechanik
28: Nachstellmechanik
29: Sensor
30: Gestell
31: Drehumkehrgetriebe
32: Drehumkehrgetriebe
33: Drehumkehrgetriebe
34: Bearbeitungsmaschine
35, 36: Bearbeitungsvorrichtung
37: Förderband
38: Entgratungsvorrichtung
39: Schnellwechselmittel
40: Aufnahmeabschnitt
40a: Hülsenteil
41: Schleifscheibe
41a: Schnellverschlussnabe
42: Spannkeil
42a: Abschrägung
43: Keilriemenscheibe
43a: Anlagefläche
44: Spannwelle
45: Drehscheibe
46: Führungsnut
47: Auskerbung
47a: Abschrägung
48: Mutter
49: Führungsschraube
50: Führungstasche
51: Rundloch
52: Verbindungsabschnitt
53: Bearbeitungsscheibe
54: Bearbeitungsscheibe
55: Trägerscheibe
55a: Außenring
56: Bürstenklotz
57: Borsten
58: Abschlagzapfen
59: Basisteil
60: Hartmetallstift
60a: Stirnseite

Claims

Vorrichtung zur automatisierten Bearbeitung eines metallischen Werkstücks, wobei zumindest Werkstückkanten des Werkstücks bearbeitbar sind, mit über Antriebsmittel angetriebenen Bearbeitungsmitteln, welche zum Bearbeiten des Werkstücks entlang eines vorgegebenen Bearbeitungsweges bewegbar und dabei in Anlage an das Werkstück bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmittel wenigstens eine angetrieben rotierbare Bearbeitungsscheibe (2–7) umfassen, wobei die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe (2–7) bei einem Bearbeitungsvorgang zum Bearbeiten des Werkstücks rotiert und die rotierende Bearbeitungsscheibe selbst entlang des Bearbeitungsweges bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsmechanik (11) vorgesehen ist, mit welcher die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe (2–7) relativ zum Werkstück hin- und herbewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Höhenverstellmittel (19) vorhanden sind, über welche ein Abstand der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe (2–7) zu einem Auflagebereich, auf dem das Werkstück für die Bearbeitung auflegbar ist, und damit ein Abstand zu einem aufgelegten Werkstück, einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellmittel (19) derart ausgebildet sind, dass eine selbsttätige Nachstellung eines vorgebbaren Abstands der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe (2–7) bezogen auf eine umfänglich außenliegende Bearbeitungsseite (3a, 6a) der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe (2–7) zum Auflagebereich erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel erste Antriebsmittel (8, 9, 10) und zweite Antriebsmittel (13) umfassen, wobei die ersten Antriebsmittel (8, 9, 10) für eine angetriebene Rotationsbewegung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe (2–7) und die zweiten Antriebsmittel (13) für eine angetriebene Hin- und Herbewegung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe (2–7) relativ zum Werkstück ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere angetrieben rotierbare Bearbeitungsscheiben (2–7) vorgesehen sind, wobei die mehreren Bearbeitungsscheiben (2–7) um eine gemeinsame Rotationsachse und/oder um wenigstens zwei räumlich versetzte Rotationsachsen angetrieben rotierbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Antriebsmittel (8, 9, 10) abgestimmt sind, mehrerer Bearbeitungsscheiben (2, 5; 3, 6; 4, 7) um eine gemeinsame Rotationsachse gleichzeitig rotierend anzutreiben, wobei zumindest eine Bearbeitungsscheibe (2, 3, 4) in eine erste Drehrichtung und zumindest eine weitere Bearbeitungsscheibe (5, 6, 7) in eine zweite Drehrichtung rotierend anzutreiben.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bearbeitungseinheit (1) vorhanden ist, welche mehrere Rotationsachsen umfasst, an denen jeweils zwei Bearbeitungsscheiben (2, 5; 3, 6; 4, 7) aufgenommen sind, wobei an jeder Rotationsachse die zwei Bearbeitungsscheiben (2, 5; 3, 6; 4, 7) in entgegengesetzter Rotationsrichtung gleichzeitig angetrieben rotierbar sind, und wobei die mehreren Rotationsachsen versetzt zueinander positioniert sind, in Richtung der Bewegung der Bearbeitungsscheiben (2–7) relativ zum Werkstück.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Rotationsachse die jeweils in Vorschubrichtung erste Bearbeitungsscheibe (2, 3, 4) in die erste Drehrichtung rotierbar antreibbar ist bzw. die jeweils in Vorschubrichtung zweite Bearbeitungsscheibe (5, 6, 7) in die zweite Drehrichtung rotierbar antreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wechselmittel (39) vorhanden sind, die zur werkzeuglosen manuellen Befestigung der wenigstens einen Bearbeitungsscheibe (2–7) an einem Aufnahmeabschnitt (40) und zur Entfernung vom Aufnahmeabschnitt (40) dienen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bearbeitungsscheibe (2–7) mit radial ausgerichteten flexiblen Lamellen versehen ist, insbesondere mit axial geschlitzten freien Enden.
Bearbeitungseinheit (34) zur automatisierten Bearbeitung eines metallischen Werkstücks mit über Antriebsmittel angetriebenen Bearbeitungsmitteln, welche zum Bearbeiten des Werkstücks entlang eines vorgegebenen Bearbeitungsweges bewegbar und dabei in Anlage an das Werkstück bringbar sind, und Fördermittel (37) vorgesehen sind, um das Werkstück für die Bearbeitung in eine Vorschubrichtung zu fördern, wobei wenigstens zwei Vorrichtungen (35, 36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorhanden sind, so dass in einem Bearbeitungsvorgang eine Oberseite des Werkstücks von einer ersten Vorrichtung (35) und eine Unterseite des Werkstücks von einer zweiten Vorrichtung (36) bearbeitbar ist.
Bearbeitungseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichartigen beidseitigen Bearbeitung des Werkstücks oberhalb und unterhalb der Auflageebene jeweils eine Bearbeitungseinheit (35, 36) vorhanden ist, wobei die Bearbeitungseinheiten (35, 36) übereinstimmend ausgebildet sind.
Vorrichtung mit einem Aufnahmeabschnitt (40) zur lösbaren Anbringung einer Bearbeitungsscheibe (41) für eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks, wobei die Bearbeitungsscheibe (41) über Antriebsmittel rotierbar ist und eine Öffnung aufweist, in welche im angebrachten Zustand der Bearbeitungsscheibe (41) der Aufnahmeabschnitt (40) hineinreicht, dadurch gekennzeichnet, dass Wechselmittel (39) vorhanden sind, über welche die Bearbeitungsscheibe (41) an dem Aufnahmeabschnitt (40) werkzeuglos manuell fixierbar und wieder lösbar ist.