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EP1663581A1 - Werkzeug zur bearbeitung von oberflächen, kantenbereichen und konturen - Google Patents

Werkzeug zur bearbeitung von oberflächen, kantenbereichen und konturen

Info

Publication number
EP1663581A1
EP1663581A1 EP04761879A EP04761879A EP1663581A1 EP 1663581 A1 EP1663581 A1 EP 1663581A1 EP 04761879 A EP04761879 A EP 04761879A EP 04761879 A EP04761879 A EP 04761879A EP 1663581 A1 EP1663581 A1 EP 1663581A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
machining
base plate
contours
working angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04761879A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1663581B1 (de
Inventor
Josef Vogel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Profin Progressive Finish AG
Original Assignee
Profin Progressive Finish AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Profin Progressive Finish AG filed Critical Profin Progressive Finish AG
Publication of EP1663581A1 publication Critical patent/EP1663581A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1663581B1 publication Critical patent/EP1663581B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/14—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face
    • B24D13/145—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face having a brush-like working surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor

Definitions

  • the invention relates to a tool for machining surfaces, edge areas and contours with a base plate rotating about a tool axis, a plurality of flexible machining means which are directed against a workpiece surface and are fastened to an end face of the base plate, these machining means being rod-shaped and spaced apart from one another are arranged and the longitudinal axes of this processing means enclose a predetermined working angle with a fictitious axis perpendicular to the end face of the base plate.
  • Tools of this type are known in many embodiments and are used, among other things, for grinding, polishing and deburring the surfaces, edge areas and contours of workpieces which have been produced by casting, pressing, punching or similar machining processes.
  • These workpieces are usually attached to a workpiece carrier and the corresponding rotating tools are arranged on drive units, the workpiece carrier and drive units moving relative to one another.
  • a grinding tool of this type is known for example from EP 700 754 A1.
  • rod-shaped abrasives are arranged on a disk-shaped and rotating base plate, which are spaced apart from one another both in the radial direction and in the direction of the circumference on the end face of the base plate.
  • These abrasives are designed as processing means and can have different shapes, for example the shape of a rod-shaped bristle bundle or a rod with a grinding ball on the free end. de. From this publication it is also known to arrange the processing means or grinding means at right angles to the end face of the base plate or to arrange all of the processing means inclined to the end face of the base plate.
  • a working angle is formed between the longitudinal axis of an individual machining means and a fictitious axis which is perpendicular to the end face of the base plate and which has a predetermined relationship to the direction of the rotational movement.
  • This previously known tool is used as a universal tool or is equipped with suitable abrasives or machining means for a specific machining case or a specific workpiece.
  • a new tool When changing the workpiece to be machined or the materials to be machined, a new tool must be equipped with suitable grinding or machining equipment and the previous tool must be replaced.
  • An improved tool of this type is known from EP 983 825 A2, which is to be used for deburring car rims, in particular aluminum rims.
  • This tool in the form of a head brush is equipped with a large number of grinding bristle bundles, which form the processing means. These grinding bristle bundles are held in a base plate and approximately in the direction of Rotation axis directed against the workpiece to be machined. Some of the grinding bristle bundles are arranged inclined to the base plate, namely inclined radially inwards or outwards. This arrangement is made in particular to achieve profiling of the working surface of the head brush.
  • the tool described is suitable for machining car rims, but has disadvantages similar to those described above for workpieces of a different shape. In the case of complicated machining processes, several tools arranged one after the other are necessary, which have to be replaced and re-optimized when changing workpieces.
  • the essence of the invention is that groups of machining means which have different positions are arranged on a base plate of a tool according to the invention.
  • their longitudinal axes measured in the direction of the rotational movement have different working angles between plus 60 ° and minus 60 °.
  • This working angle is measured between the longitudinal axis of the respective machining means and a fictitious axis, which is perpendicular to the end face of the base plate.
  • the many number or total number of processing means is divided into subsets or groups. At least a first subset of processing means and thus their longitudinal axes have a neutral working angle of 0 ° and at least a second subset of processing means and thus their longitudinal axes have a positive working angle of up to plus 60 °.
  • the two subsets can be mixed with one another or arranged in two delimited areas of the base plate or distributed over several delimited areas of the base plate.
  • a universal tool can already be set up, which is suitable for machining a large number of differently shaped workpieces.
  • a further advantage results if at least a third subset of machining means is arranged on the base plate, the longitudinal axes of this group of machining means being arranged in a negative working angle of up to minus 60 °.
  • the individual subsets of processing means can consist of different materials or they can have different dimensions or they are equipped with abrasives of different grain sizes or they have a combination of several such specifications.
  • Another possible variation is that the processing means are flexible or at least partially rigid. This leads to further advantages in that partial quantities of machining means are arranged on the same tool which have different machining properties with respect to the workpiece to be machined. This enables the tool to be optimized with regard to simple but also complicated machining processes and machining requirements.
  • the variable stocking of a single tool with different machining means allows several individual tools to be replaced.
  • the assignment of the individual subsets of machining means with different working angles to a specific area of the base plate has the advantage that the equipping of the base plate with the machining means is simplified.
  • the base plate can be divided into several areas in the form of concentric rings or the base plate is divided into several areas in the form of circular segments. Each of the ring areas or circle segments is assigned one of the subsets of machining means with a specific working angle.
  • the solution that the base plate is composed of several components and that these components are connected to one another directly or by means of a mounting plate in a positive and / or non-positive manner is particularly advantageous.
  • the components have the form of circular rings which are concentric with one another and form the entire base plate or consist of circular segments which are likewise joined to form the complete base plate.
  • This embodiment according to the invention has the advantage that regions of the base plate or corresponding components are prefabricated and can be equipped with processing means in a variety of arrangement shapes and configurations.
  • a standard set of circular rings or circular segments with different equipping of machining means is provided and, if necessary, combined to form a complete base plate with machining means or a tool.
  • tools can be set up in a very short time and in an optimal manner, which can be optimally adapted to a wide variety of machining processes and workpieces.
  • a single tool according to the invention can be assembled from different components in a universal manner. This leads to a more versatile tool and considerable cost savings.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a tool according to the invention in a simplified representation with partial quantities of machining means arranged in circular rings
  • FIG. 2 shows a perspective view of a tool according to the invention with partial quantities of machining means arranged in circular segments
  • FIG Working angle FIG. 4 shows a partial cross section through a processing means with a neutral working angle
  • FIG. 5 shows a partial cross section through a processing means with a negative working angle.
  • FIG. 1 shows a tool according to the invention in a simplified perspective illustration.
  • This tool comprises a base plate 1 with a drive shaft 29 and is rotatable about the tool axis 2.
  • a large number of processing means 3-6 are fastened to the base plate 1.
  • These processing means 3-6 are rod-shaped and are arranged at a distance from one another both in the X and Y directions with respect to the end face 11 of the base plate 1.
  • the end face 11 of the base plate 1 and thus the machining means 3-6 are directed against a workpiece, not shown, to be machined.
  • the total amount of processing means 3-6, which is arranged on the base plate is divided into subsets, with at least a first and second subset of processing means 3-6 being present.
  • the processing means 3-6 of each of these subsets are arranged and / or designed differently. 1, the end face 11 of the base plate 1 is divided into several areas in the form of concentric rings 19-22, wherein these rings 19-22 can only be fictitious or the base plate 1 is actually divided into circular rings can be.
  • the processing means 3-6 each consist of a bundle of bristles with a plurality of parallel bristles 28, as can be seen in FIG. 4.
  • the individual bristles 28 of each bundle of bristles consist of a suitable plastic known per se, which is also equipped with an abrasive in a manner known per se.
  • other suitable processing means such as are known for example from EP 700 754 A1, can also be used.
  • the base plate 1 is effectively composed of several components in the form of circular rings 19-22, these circular rings 19-22 being connected to one another by connecting and fastening means, not shown.
  • Each of the circular rings 19-22 is assigned a subset of processing means 3-6, which have a specific configuration and a predetermined working angle.
  • the outermost circular ring 22 is equipped with machining means 3 which are perpendicular to the end face 11 of the base plate 1, as shown in FIG. 4.
  • the longitudinal axis 7 of each of the machining means 3 runs congruently with a fictitious axis 12, which is perpendicular to the end face 11 of the base plate 1.
  • the machining means 3 are thus arranged at a neutral working angle of 0 °.
  • working angle 15, 16, 17 is understood to mean an angle which, viewed in the direction of the rotational movement, forms between the longitudinal axes 7-10 of the machining means 3-6 and fictitious axes 12, 13, 14.
  • the fictitious axes 12, 13, 14 are perpendicular to the end face 11 of the base plate 1 and run through the intersection of the longitudinal axes 7-10 of the machining means 3-6 with the end face 11 of the base plate 1.
  • a positive working angle 15 is formed, as shown in FIG. 3
  • a processing means 4 is inclined rearward in the direction of the rotational movement 18, a negative working angle 16 is formed, as shown in FIG. 5.
  • the negative working angles 16 can be in a range from 0 ° to minus 60 ° and the positive working angles 15 in a range from 0 ° to plus 60 °.
  • the negative working angles 16 are approximately minus 15 ° and the positive ven working angle 15 approx. plus 15 °.
  • the choice of the working angle 15, 16, 17 is made depending on the desired machining effects on the workpiece to be machined, or on the surfaces, edge areas and contours present on the workpiece.
  • the second concentric circular ring 21 is equipped with machining means 4, which are arranged at a negative working angle 16. This arrangement is shown in detail in a partial section in FIG. 5.
  • the longitudinal axis 8 and thus the machining means 4 are inclined backwards against the direction of rotation 18 and a negative working angle 16 is formed with respect to the fictitious axis 13.
  • the next concentric circular ring 20 is equipped with machining means 5 which are inclined forward in the direction of the rotational movement 18. This arrangement is shown in Fig. 3 in a partial section.
  • the longitudinal axis 9 and thus the machining means 5 are inclined in the direction 18 of the rotational movement and the longitudinal axis 9 forms a positive working angle 15 with the fictitious axis 14.
  • the next concentric circular ring 19 is again equipped with machining means 6, which are arranged in the same way, like the machining means 3 on the outer circular ring 22.
  • the machining means 6 are thus also perpendicular to the end face 11 of the base plate 1.
  • further circular rings can be arranged or, depending on the requirements of the machining process, the machining means 3-6 can be arranged with a different working angle.
  • the processing means 3-6 are held in bores 30, 31 or 32 in the base plate 1 and are glued to the base plate 1 by means of an adhesive 33, for example a two-component plastic adhesive 33.
  • the base plate 1 can also be pot-shaped or with an edge.
  • the processing means can be kept completely in a casting compound and this compound forms part of the base plate and fills the pot-like inner region.
  • the arrangement and positioning of the groups of processing means in this casting compound is then carried out with the help of assembly gauges.
  • the subdivision of the total amount of processing means 3-6 into at least two subsets, the processing means assigned to each subset having different working angles, enables the design tools with optimal machining properties. Since the individual quantities can be assigned different numbers of machining tools 3-6, there is an additional possibility of varying the machining properties. Furthermore, it is possible to impart modified machining properties to each of the subsets of machining means 3-6 by additionally changing the material and shape.
  • the tool according to the invention shown in FIG. 2 has the same features and properties as the embodiment according to FIG. 1.
  • the base plate V or its end face 11 ' is divided into several areas which have the shape of circular segments. In the present case, four circular segment areas were selected, each of which is assigned a subset of processing means 3-6.
  • the base plate 1 is effectively composed of four components 23-26, which have the shape of circular segments. These four circular segments 23-26 are arranged on a mounting plate 27 and connected to it by means of fastening means 34, for example screws. Machining means 3 are arranged on the circular segment 23 and have a neutral working angle of 0 °.
  • the processing means 6 are also arranged in the same way on the circular segment 25, ie the processing means 3 and 6 are at right angles to the end face 11 of the base plate 1 '.
  • the circular segment 23, measured in the direction of the tool axis 2 has a different, in this case lower, height 35 than the segment 25 and the two other segments 24, 26.
  • the machining means 3 on the circular segment 23 have a greater free length than the processing means 6 on the circular segment 25. This changes the bending ability or elasticity of the processing means 3 and gives an additional possibility of variation.
  • Machining means 5 are arranged on the circular segment 24, which have a positive working angle 15 of approximately 15 °. They are thus inclined forward in the direction 18 of the rotational movement.
  • Machining means 4 which have a negative working angle 16, are arranged on the circular segment 26. These working means 4 are thus inclined to the rear with respect to the direction 18 of the rotational movement. Also in this embodiment, others can Circular segments can be arranged with further subsets of machining means and / or the machining means 3-6 have different machining properties due to changes in the material or the shape or the working angle.
  • Both the embodiment according to FIG. 1 and the embodiment according to FIG. 2 have the advantage that the base plate 1 or 1 'can be assembled like a mosaic from several components 19-22 or 23-26.
  • the individual components in the form of the circular rings 19-22 or the circular segments 23-26 can be prefabricated as individual building modules and can be equipped with processing means 3-6 in different ways.
  • the processing means 3-6 in particular have different working angles, different materials, different grain sizes and / or different dimensions. It is thus possible to assemble a tool according to the invention exactly according to the requirements of the machining process for a specific tool and to select individual circular rings 19-22 or circular segments 23-26 on soft machining means 3-6 made of the suitable material with which suitable dimensions, a suitable abrasive and an optimized working angle.
  • the combination of the different subsets of processing means 3-6 to the total amount of processing means 3-6, which are arranged on the base plate 1 or 1 ', enables an optimal adaptation to the processing requirements.
  • the tools of this type according to the invention can be put together in a simple and cost-effective manner, and if necessary, one or more of the components 19-22 or 23-26 can also be replaced. This means that adjustments can be made to the machining process without having to replace the entire tool. If individual areas of the total amount of processing means 3-6 are worn out more, the dimensions of the components 19-22 or 23-26 can be selected such that worn areas can be replaced by new elements.
  • part of a tool according to the invention consists in the fact that processing can be carried out with a single tool with a variable stock, for which previously the use of several tools was necessary.

Landscapes

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Description

Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Konturen
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Konturen mit einer um eine Werkzeugachse rotierenden Grundplatte, einer Vielzahl von flexiblen Bearbeitungsmitteln, welche gegen eine Werkstückoberfläche gerichtet sind und an einer Stirnfläche der Grundplatte befestigt sind, wobei diese Bearbeitungsmittel stabförmig ausgebildet und voneinander beabstandet angeordnet sind und die Längsachsen dieser Bearbeitungsmittel mit einer rechtwinklig zur Stirnfläche der Grundplatte stehenden fiktiven Achse einen vorbestimmten Arbeitswinkel einschliessen.
Werkzeuge dieser Art sind in vielen Ausführungsformen bekannt und dienen unter anderem zum Beschleifen, Polieren und Entgraten der Oberflächen, Kantenbereichen und Konturen von Werkstücken, welche durch Giessen, Pressen, Stanzen oder ähnlichen Bearbeitungsvorgängen hergestellt wurden. Dabei sind diese Werkstücke zumeist auf einem Werkstückträger befestigt und die entsprechenden rotierenden Werkzeuge sind an Antriebseinheiten angeordnet, wobei sich Werkstückträger und Antriebseinheiten relativ zueinander bewegen.
Ein Schleifwerkzeug dieser Art ist beispielsweise aus EP 700 754 A1 bekannt. Bei diesem Werkzeug sind auf einer scheibenförmigen und rotierenden Grundplatte stabförmige Schleifmittel angeordnet, welche auf der Stirnfläche der Grundplatte sowohl in radialer Richtung wie auch in Richtung des Umfanges voneinander beabstandet sind. Diese Schleifmittel sind als Bearbeitungsmittel ausgebildet und können unterschiedliche Formen aufweisen, beispielsweise die Form eines stab- förmigen Borstenbündels oder eines Stabes mit einer Schleifkugel am freien En- de. Aus dieser Publikation ist auch bekannt, die Bearbeitungsmittel, bzw. Schleifmittel rechtwinklig zur Stirnfläche der Grundplatte anzuordnen oder alle Bearbeitungsmittel zur Stirnfläche der Grundplatte geneigt anzuordnen. Dabei wird zwischen der Längsachse eines einzelnen Bearbeitungsmittels und einer fiktiven, rechtwinklig zur Stirnfläche der Grundplatte stehenden Achse ein Arbeitswinkel gebildet, welcher in einer vorbestimmten Beziehung zur Richtung der Rotationsbewegung steht. Dieses vorbekannte Werkzeug wird als Universalwerkzeug eingesetzt oder jeweils für einen bestimmten Bearbeitungsfall, bzw. ein bestimmtes Werkstück mit geeigneten Schleifmitteln, bzw. Bearbeitungsmitteln bestückt. Bei einem Wechsel des zu bearbeitenden Werkstückes oder der zu bearbeitenden Materialien muss ein neues Werkzeug mit geeigneten Schleif- bzw. Bearbeitungsmitteln bestückt werden und das bisherige Werkzeug ersetzt werden. Bei kompliziert geformten Werkstücken ist es oft notwendig, mehrere Werkzeuge hintereinander einzusetzen, wobei bei jedem der Folgewerkzeuge die Bearbei- tungsmittel unterschiedlich ausgestaltet sind, um allen Anforderungen des Bearbeitungsablaufes gerecht werden zu können. Dadurch werden relativ teure und aufwendige Antriebseinheiten benötigt und es entstehen auch hohe Werkzeugkosten, da für einen bestimmten Bearbeitungsablauf mehrere unterschiedliche Werkzeuge benötigt werden. Bei einem Wechsel der zu bearbeitenden Werkstü- cke müssen alle Werkzeuge an den neuen Bearbeitungsablauf angepasst und zumeist ausgetauscht werden. Oft wird auf einen Wechsel der Werkzeuge verzichtet, mit der Folge, dass der Bearbeitungsvorgang nicht mehr optimal erfolgt. Kompliziert geformte Teile können oft nur mangelhaft bearbeitet werden. Werkzeuge dieser Art weisen zudem den Nachteil auf, dass bei ungleicher Abnutzung der Bearbeitungs-, bzw. Schleifmittel das ganze Werkzeug ausgewechselt und entsorgt werden muss.
Aus EP 983 825 A2 ist ein verbessertes Werkzeug dieser Art bekannt, welches zum Entgraten von Autofelgen, insbesondere Aluminiumfelgen, eingesetzt werden soll. Dieses Werkzeug in der Form einer Kopfbürste ist mit einer Vielzahl von Schleifborstenbündeln bestückt, welche die Bearbeitungsmittel bilden. Diese Schleifborstenbündel sind in einer Grundplatte gehalten und etwa in Richtung der Rotationsachse gegen das zu bearbeitende Werkstück gerichtet. Einige der Schleifborstenbündel sind dabei geneigt zur Grundplatte angeordnet, und zwar radial nach innen oder aussen geneigt. Diese Anordnung wird insbesondere getroffen, um eine Profilierung der Arbeitsfläche der Kopfbürste zu erreichen. Das beschriebene Werkzeug ist für die Bearbeitung von Autofelgen geeignet, weist jedoch bei anders geformten Werkstücken ähnliche Nachteile auf wie bereits oben beschrieben. So sind auch hier bei komplizierten Bearbeitungsabläufen mehrere nacheinander angeordnete Werkzeuge notwendig, welche bei einem Werkstückwechsel ausgetauscht und neu optimiert werden müssen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug zu schaffen, mit welchem Oberflächen, Kantenbereiche und Konturen in einfacher wie auch komplizierter Ausgestaltung in gleicher Weise optimal bearbeitet werden können. Es sollen mit dem gleichen Werkzeug unterschiedliche Bearbeitungsanforderungen erfüllt wer- den können, so dass mehrere hintereinander angeordnete Werkzeuge vermieden oder mindestens deren Zahl wesentlich reduziert werden kann. Im Weiteren sollen Teilmengen der Bearbeitungsmittel auf dem Werkzeug in einfacher Weise austauschbar und ersetzbar sein, um beispielsweise Anpassungen an unterschiedliche Bearbeitungsabläufe zu ermöglichen oder abgenutzte Bearbeitungs- mittel ersetzen zu können.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nach den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass auf einer Grundplatte eines erfin- dungsgemässen Werkzeuges Gruppen von Bearbeitungsmitteln angeordnet werden, welche unterschiedliche Stellungen aufweisen. Dazu weisen deren Längsachsen in Richtung der Rotationsbewegung gemessen unterschiedliche Arbeits- winkel zwischen plus 60° und minus 60° auf. Dabei wird dieser Arbeitswinkel zwischen der Längsachse des jeweiligen Bearbeitungsmittels und einer fiktiven Achse, welche rechtwinklig zur Stirnfläche der Grundplatte steht, gemessen. Die Viel- zahl, bzw. Gesamtzahl der Bearbeitungsmittel ist in Teilmengen bzw. Gruppen unterteilt. Mindestens eine erste Teilmenge von Bearbeitungsmitteln und damit deren Längsachsen weist einen neutralen Arbeitswinkel von 0° auf und mindestens eine zweite Teilmenge von Bearbeitungsmitteln und damit deren Längsach- sen einen positiven Arbeitswinkel von bis zu plus 60°. Bei dieser Grundanordnung der Bearbeitungsmittel können die beiden Teilmengen untereinander vermischt sein oder in zwei abgegrenzten Bereichen der Grundplatte angeordnet sein oder auf mehrere abgegrenzte Bereiche der Grundplatte verteilt sein. Damit kann bereits ein Universalwerkzeug aufgebaut werden, welches für die Bearbeitung einer Vielzahl von unterschiedlich geformten Werkstücken geeignet ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn auf der Grundplatte mindestens eine dritte Teilmenge von Bearbeitungsmitteln angeordnet ist, wobei die Längsachsen dieser Gruppe von Bearbeitungsmitteln in einem negativen Arbeitswinkel von bis zu minus 60° angeordnet werden. Mit dieser vorteilhaften Anordnung können praktisch alle denkbaren Bewegungs-, bzw. Bearbeitungsabläufe der Bearbeitungsmittel erwirkt werden. Die einzelnen Teilmengen von Bearbeitungsmitteln können dabei aus unterschiedlichen Materialien bestehen oder sie können unterschiedliche Abmessungen aufweisen oder sie sind mit Schleifmitteln von unterschiedlicher Körnung ausgerüstet oder sie weisen eine Kombination von mehreren derartigen Spezifika- tionen auf. Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht darin, dass die Bearbeitungsmittel flexibel oder mindestens teilweise starr ausgebildet sind. Dies führt zu weiteren Vorteilen, indem am gleichen Werkzeug Teilmengen von Bearbeitungsmitteln angeordnet sind, welche mit Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück unterschiedliche Bearbeitungseigenschaften aufweisen. Dies ermöglicht die Op- timierung des Werkzeuges im Hinblick auf einfache aber auch auf komplizierte Bearbeitungsabläufe und Bearbeitungsanforderungen. Durch den variablen Besatz eines einzigen Werkzeuges mit unterschiedlichen Bearbeitungsmitteln können mehrere Einzelwerkzeuge ersetzt werden.
Die Zuordnung der einzelnen Teilmengen von Bearbeitungsmitteln mit unterschiedlichen Arbeitswinkeln zu einem bestimmten Bereich der Grundplatte bringt den Vorteil, dass die Bestückung der Grundplatte mit den Bearbeitungsmitteln vereinfacht wird. Dabei kann die Grundplatte in mehrere Bereiche in der Form von konzentrischen Ringen unterteilt sein oder die Grundplatte wird in mehrere Bereiche in der Form von Kreissegmenten aufgeteilt. Dabei ist jedem der Ringbereiche, bzw. Kreissegmente eine der Teilmengen von Bearbeitungsmitteln mit einem be- stimmten Arbeitswinkel zugeordnet. Besonders vorteilhaft ist im Weiteren die Lösung, dass die Grundplatte aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt ist und diese Bauteile direkt oder mittels einer Montageplatte form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Die Bauteile weisen dabei die Form von Kreisringen auf, welche konzentrisch zueinander stehen und die gesamte Grundplatte bilden oder sie bestehen aus Kreissegmenten, welche ebenfalls zur vollständigen Grundplatte zusammengefügt werden. Diese erfindungsgemässe Ausführungsform bringt den Vorteil, dass Bereiche der Grundplatte, bzw. entsprechende Bauteile vorgefertigt werden und mit Bearbeitungsmitteln in unterschiedlicher Anordnungsform und Ausgestaltung bestückt werden können. Dabei wird ein Standard- satz von Kreisringen oder Kreissegmenten mit unterschiedlicher Bestückung an Bearbeitungsmitteln bereitgestellt und bei Bedarf zu einer vollständigen Grundplatte mit Bearbeitungsmitteln, bzw. einem Werkzeug zusammengefügt. Auf diese Weise lassen sich in sehr kurzer Zeit und in optimaler Weise Werkzeuge aufbauen, welche in optimaler Weise an unterschiedlichste Bearbeitungsvorgänge und Werkstücke anpassbar sind. In vielen Fällen ist es nicht mehr notwendig, mehrere Werkzeuge hintereinander anzuordnen, sondern ein einziges erfindungsgemäs- ses Werkzeug kann in universeller Weise aus verschiedenen Bauteilen zusammengefügt werden. Dies führt zu einem vielseitiger einsetzbaren Werkzeug und zu erheblichen Kosteneinsparungen. Teilmengen von Bearbeitungsmitteln, wel- ehe stärker abgenutzt werden als die anderen Teilmengen auf dem gleichen Werkzeug, können in einfacher Weise ersetzt werden, ohne dass das ganze Werkzeug ersetzt und entsorgt werden muss. Im Weiteren führt es zu zusätzlichen Vorteilen, wenn mindestens eines der Bauteile eines zusammengesetzten Werkzeuges eine unterschiedliche Dicke aufweist. Dies in Richtung der Werk- zeugachse gemessen. Dadurch kann die freie Länge der Bearbeitungsmittel verändert werden und damit deren Biegeverhalten. Auf dem gleichen Werkzeug sind dann Bearbeitungsmittel von unterschiedlicher freier Länge vorhanden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Werkzeuges in vereinfachter Darstellung mit in Kreisringen angeordneten Teilmengen von Bearbeitungsmitteln, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Werkzeuges mit in Kreissegmenten angeordneten Teilmengen von Bearbeitungsmitteln, Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch ein Bearbeitungsmittel mit positivem Arbeitswinkel, Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch ein Bearbeitungsmittel mit neutralem Arbeitswinkel, und Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch ein Bearbeitungsmittel mit negativem Arbeitswinkel.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemässes Werkzeug in vereinfachter perspektivischer Darstellung. Dieses Werkzeug umfasst eine Grundplatte 1 mit einer Antriebswelle 29 und ist um die Werkzeugachse 2 rotierbar. An der Grundplatte 1 sind eine Vielzahl von Bearbeitungsmitteln 3-6 befestigt. Diese Bearbeitungsmittel 3-6 sind stabförmig ausgebildet und in Bezug zur Stirnfläche 11 der Grundplatte 1 sowohl in X- wie in Y-Richtung voneinander beabstandet angeordnet. Die Stirnfläche 11 der Grundplatte 1 und damit die Bearbeitungsmittel 3-6 sind gegen ein nicht dar- gestelltes zu bearbeitendes Werkstück gerichtet. Die gesamte Menge von Bearbeitungsmitteln 3-6, welche an der Grundplatte angeordnet ist, ist in Teilmengen unterteilt, wobei mindestens eine erste und zweite Teilmenge von Bearbeitungsmitteln 3-6 vorhanden sind. Dabei sind die Bearbeitungsmittel 3-6 jeder dieser Teilmengen unterschiedlich angeordnet und/oder ausgebildet. Im Ausführungs- beispiel gemäss Fig. 1 ist die Stirnfläche 11 der Grundplatte 1 in mehrere Bereiche in der Form von konzentrischen Ringen 19-22 aufgeteilt, wobei diese Ringe 19-22 nur fiktiv sein können oder die Grundplatte 1 real in Kreisringe unterteilt sein kann. Die Bearbeitungsmittel 3-6 bestehen im beschriebenen Beispiel je aus einem Borstenbündel mit einer Vielzahl von parallelen Borsten 28 wie in Fig. 4 ersichtlich. Die einzelnen Borsten 28 jedes Borstenbündels bestehen aus einem an sich bekannten geeigneten Kunststoff, welcher in ebenfalls an sich bekannter Weise mit einem Schleifmittel ausgerüstet ist. Es können aber auch andere geeignete Bearbeitungsmittel, wie sie beispielsweise aus EP 700 754 A1 bekannt sind, eingesetzt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Grundplatte 1 effektiv aus mehreren Bauteilen in der Form von Kreisringen 19-22 zusammengesetzt, wobei diese Kreisringe 19-22 durch nicht dargestellte Verbindungs- und Befestigungsmittel miteinander verbunden sind. Jedem der Kreisringe 19-22 ist eine Teilmenge von Bearbeitungsmitteln 3-6 zugeordnet, welche eine bestimmte Ausgestaltung und einen vorbestimmten Arbeitswinkel aufweisen.
Der äusserste Kreisring 22 ist mit Bearbeitungsmitteln 3 bestückt, welche recht- winklig zur Stirnfläche 11 der Grundplatte 1 stehen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Längsachse 7 eines jeden der Bearbeitungsmittel 3 verläuft dabei deckungsgleich mit einer fiktiven Achse 12, welche rechtwinklig zur Stirnfläche 11 der Grundplatte 1 steht. Damit sind die Bearbeitungsmittel 3 in einem neutralen Arbeitswinkel von 0° angeordnet. Im Rahmen dieser Beschreibung wird unter dem Begriff Arbeitswinkel 15, 16, 17 ein Winkel verstanden, welcher sich in Richtung der Rotationsbewegung gesehen, zwischen den Längsachsen 7-10 der Bearbeitungsmittel 3-6 und fiktiven Achsen 12, 13, 14 bildet. Dabei stehen die fiktiven Achsen 12, 13, 14 rechtwinklig zur Stirnfläche 11 der Grundplatte 1 und verlaufen durch den Schnittpunkt der Längsachsen 7-10 der Bearbeitungsmittel 3-6 mit der Stirnfläche 11 der Grundplatte 1. Ist ein Bearbeitungsmittel 5 in Richtung der Rotationsbewegung nach vorne geneigt, so bildet sich ein positiver Arbeitswinkel 15, wie in Fig. 3 dargestellt und wenn ein Bearbeitungsmittel 4 in Richtung der Rotationsbewegung 18 nach hinten geneigt ist, bildet sich ein negativer Arbeitswinkel 16, wie in Fig. 5 dargestellt. Die negativen Arbeitswinkel 16 können dabei in ei- nem Bereiche von 0° bis minus 60° liegen und die positiven Arbeitswinkel 15 in einem Bereiche von 0° bis plus 60°. Im dargestellten Beispiel gemäss den Figuren 1 , 3 und 5 betragen die negativen Arbeitswinkel 16 ca. minus 15° und die positi- ven Arbeitswinkel 15 ca. plus 15°. Die Wahl des Arbeitswinkels 15, 16, 17 erfolgt dabei in Abhängigkeit der gewünschten Bearbeitungswirkungen am zu bearbeitenden Werkstück, bzw. den am Werkstück vorhandenen Oberflächen, Kantenbereichen und Konturen.
Der zweite konzentrische Kreisring 21 ist mit Bearbeitungsmitteln 4 bestückt, welche in einem negativen Arbeitswinkel 16 angeordnet sind. Diese Anordnung ist in einem Teilschnitt in Fig. 5 im Detail dargestellt. Dabei ist die Längsachse 8 und damit das Bearbeitungsmittel 4 gegen die Rotationsrichtung 18 nach hinten ge- neigt und zur fiktiven Achse 13 ist ein negativer Arbeitswinkel 16 gebildet. Der nächste konzentrische Kreisring 20 ist mit Bearbeitungsmitteln 5 bestückt, welche in Richtung der Rotationsbewegung 18 nach vorne geneigt sind. Diese Anordnung ist in Fig. 3 in einem Teilschnitt dargestellt. Dabei ist die Längsachse 9 und damit das Bearbeitungsmittel 5 in Richtung 18 der Rotationsbewegung geneigt und die Längsachse 9 bildet mit der fiktiven Achse 14 einen positiven Arbeitswinkel 15. Der nächste konzentrische Kreisring 19 ist wieder mit Bearbeitungsmitteln 6 bestückt, welche in gleicher Weise angeordnet sind, wie die Bearbeitungsmittel 3 auf dem äusseren Kreisring 22. Die Bearbeitungsmittel 6 stehen somit ebenfalls rechtwinklig zur Stirnfläche 11 der Grundplatte 1. Bei Bedarf können weitere Kreisringe angeordnet sein oder je nach Anforderung des Bearbeitungsprozesses die Bearbeitungsmittel 3-6 mit einem anderen Arbeitswinkel angeordnet sein. Die Bearbeitungsmittel 3-6 sind, wie in den Figuren 3-5 dargestellt, in Bohrungen 30, 31 oder 32 in der Grundplatte 1 gehalten und werden mittels einer Klebemasse 33, z.B. einem Zweikomponenten-Kunststoffkleber 33 mit der Grundplatte 1 ver- klebt. Die Grundplatte 1 kann aber auch topfartig bzw. mit einem Rand ausgebildet sein. In diesem Fall können die Bearbeitungsmittel vollständig in einer Vergussmasse gehalten sein und diese Masse bildet einen Teil der Grundplatte und füllt den topfartigen Innenbereich aus. Die Anordnung und Positionierung der Gruppen von Bearbeitungsmitteln in dieser Vergussmasse erfolgt dann mit Hilfe von Montagelehren. Die Unterteilung der Gesamtmenge von Bearbeitungsmitteln 3-6 in mindestens zwei Teilmengen, wobei die jeder Teilmenge zugeordneten Bearbeitungsmittel unterschiedliche Arbeitswinkel aufweist, ermöglicht die Gestal- tung von Werkzeugen mit optimalen Bearbeitungseigenschaften. Da den einzelnen Mengen unterschiedliche Stückzahlen von Bearbeitungsmitteln 3-6 zugeordnet werden können, ergibt sich eine zusätzliche Variationsmöglichkeit der Bearbeitungseigenschaften. Im Weiteren ist es möglich, jeder der Teilmengen von Be- arbeitungsmitteln 3-6 durch zusätzliche Veränderung des Materials und der Form geänderte Bearbeitungseigenschaften zu verleihen.
Das in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemässe Werkzeug weist die gleichen Merkmale und Eigenschaften wie das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 auf. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die Grundplatte V, bzw. deren Stirnfläche 11' in mehrere Bereiche aufgeteilt, welche die Form von Kreissegmenten haben. Im vorliegenden Fall wurden vier Kreissegmentbereiche gewählt, welchen je eine Teilmenge von Bearbeitungsmitteln 3-6 zugeordnet ist. Die Grundplatte 1 ist effektiv aus vier Bauteilen 23-26 zusammengesetzt, welche die Form von Kreis- Segmenten aufweisen. Diese vier Kreissegmente 23-26 sind auf einer Montageplatte 27 angeordnet und mittels Befestigungsmitteln 34, z.B. Schrauben, mit dieser verbunden. Auf dem Kreissegment 23 sind Bearbeitungsmittel 3 angeordnet, welche einen neutralen Arbeitswinkel von 0° aufweisen. Auch auf dem Kreissegment 25 sind die Bearbeitungsmittel 6 in gleicherweise angeordnet, d.h. die Be- arbeitungsmittel 3 und 6 stehen rechtwinklig zur Stirnfläche 11 der Grundplatte 1'. Das Kreissegment 23 weist jedoch, in Richtung der Werkzeugachse 2 gemessen, eine unterschiedliche, in diesem Fall geringere Höhe 35 auf als das Segment 25 und die beiden anderen Segmente 24, 26. Dadurch weisen die Bearbeitungsmittel 3 auf dem Kreissegment 23 eine grössere freie Länge auf als die Bearbeitungs- mittel 6 auf dem Kreissegment 25. Dies verändert die Biegefähigkeit bzw. Elastizität der Bearbeitungsmittel 3 und ergibt eine zusätzliche Variationsmöglichkeit. Auf dem Kreissegment 24 sind Bearbeitungsmittel 5 angeordnet, welche einen positiven Arbeitswinkel 15 von ca. 15° aufweisen. Sie sind somit in Richtung 18 der Rotationsbewegung nach vorn geneigt. Auf dem Kreissegment 26 sind Bearbei- tungsmittel 4 angeordnet, welche einen negativen Arbeitswinkel 16 aufweisen. Diese Arbeitsmittel 4 sind somit mit Bezug zur Richtung 18 der Rotationsbewegung nach hinten geneigt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können weitere Kreissegmente mit weiteren Teilmengen von Bearbeitungsmitteln angeordnet sein und/oder die Bearbeitungsmittel 3-6 weisen infolge Veränderung des Materials oder der Form oder des Arbeitswinkels andere Bearbeitungseigenschaften auf.
Sowohl die Ausführungsform gemäss Fig. 1 wie auch die Ausführungsform gemäss Fig. 2 weisen den Vorteil auf, dass die Grundplatte 1 , bzw. 1' mosaikartig aus mehreren Bauteilen 19-22, bzw. 23-26 zusammengesetzt werden kann. Dabei können die einzelnen Bauteile in der Form der Kreisringe 19-22 oder der Kreissegmente 23-26 als einzelne Baumodule vorgefertigt werden und in unter- schiedlicher Weise mit Bearbeitungsmitteln 3-6 bestückt werden. Die Bearbeitungsmittel 3-6 weisen dabei insbesondere unterschiedliche Arbeitswinkel, unterschiedliche Materialien, unterschiedliche Körnungen und/oder unterschiedliche Dimensionen auf. Es ist somit möglich, ein erfind ungsgemässes Werkzeug genau nach den Anforderungen des Bearbeitungsprozesses für ein bestimmtes Werk- zeug zusammenzustellen und dabei einzelne Kreisringe 19-22 oder Kreissegmente 23-26 zu wählen, auf weichen Bearbeitungsmittel 3-6 aus dem geeigneten Material, mit den geeigneten Dimensionen, einem geeigneten Schleifmittel und einem optimierten Arbeitswinkel angeordnet sind. Die Kombination der unterschiedlichen Teilmengen von Bearbeitungsmitteln 3-6 zur Gesamtmenge von Bearbei- tungsmitteln 3-6, welche auf der Grundplatte 1 , bzw. 1 ' angeordnet sind, ermöglicht eine optimale Anpassung an die Bearbeitungsanforderungen. Im Weiteren lassen sich die erfindungsgemässen Werkzeuge dieser Art in einfacher und kostengünstiger Weise zusammenstellen und bei Bedarf können auch einzelne oder mehrere der Bauteile 19-22, bzw. 23-26 ausgetauscht werden. Dadurch können Anpassungen an den Bearbeitungsprozess vorgenommen werden, ohne dass jeweils das ganze Werkzeug ausgetauscht werden muss. Werden einzelne Bereiche der Gesamtmenge von Bearbeitungsmitteln 3-6 stärker abgenutzt, so können die Abmessungen der Bauteile 19-22, bzw. 23-26 so gewählt werden, dass abgenutzte Bereiche durch neue Elemente ersetzt werden können. Dies ermöglicht auch den Ersatz von Teilmengen von Bearbeitungsmitteln 3-6, welche stärker abgenutzt werden als andere, so dass das gesamte Werkzeug wesentlich länger eingesetzt werden kann als die bisher bekannten Lösungen. Ein wesentlicher Vor- teil eines erfindungsgemässen Werkzeuges besteht jedoch darin, dass mit einem einzigen Werkzeug mit variablem Besatz Bearbeitungen ausgeführt werden können, für welche bisher der Einsatz von mehreren Werkzeugen notwendig war.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Konturen, mit einer um eine Werkzeugachse (2) rotierenden Grundplatte (1 ), ei- ner Vielzahl von flexiblen Bearbeitungsmitteln (3-6), welche gegen eine Werkstückoberfläche gerichtet sind und an der Grundplatte (1 ) befestigt sind, wobei diese Bearbeitungsmittel (3-6) stabförmig ausgebildet und voneinander beabstandet angeordnet sind und die Längsachsen (7-10) dieser Bearbeitungsmittel (3-6) mit einer rechtwinklig zur Stirnfläche (11 ) der Grundplatte (1 ) stehenden fiktiven Achse (12-14) einen vorbestimmten Arbeitswinkel (15, 16, 17) einschliessen, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswinkel (15, 16, 17) der Bearbeitungsmittel-Längsachsen (7-10), in Richtung (18) der Rotationsbewegung gemessen, zwischen plus 60° und minus 60° festgelegt sind und dabei ein positiver Arbeitswinkel (15) in der Rotationsrichtung (18) nach vorne geöffnet ist und ein negativer Arbeitswinkel (16) gegen die Rotationsrichtung (18) nach hinten geöffnet ist, die Vielzahl der Bearbeitungsmittel (3-6) in Teilmengen unterteilt ist und in jeder Teilmenge die Längsachsen (7-10) der zugehörigen Teilanzahl von Bearbeitungsmitteln (3-6) einen Arbeitswinkel (15, 16, 17) aufweisen, welcher sich vom Arbeitswinkel (15, 16, 17) der anderen Teilmengen unterscheidet, wobei mindestens eine erste Teilmenge von Bearbeitungsmitteln (3, 6) und damit deren Längsachsen (7, 10) in einem neutralen Arbeitswinkel (17) von 0° und mindestens eine zweite Teilmenge von Bearbeitungsmitteln (5) und damit deren Längsachsen (9) in einem positiven Arbeitswinkel (15) von bis zu plus 60° angeordnet ist.
2. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Konturen, nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dritte Teilmenge von Bearbeitungsmitteln (4) an der Grundplatte (1 ) be- festigt ist, wobei deren Längsachsen (8) in einem negativen Arbeitswinkel (16) von bis zu minus 60° angeordnet sind.
3. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Konturen, nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Teilmengen, von Bearbeitungsmitteln (3-6) mit unterschiedlichen Arbeitswinkeln (15, 16, 17), in einem bestimmten Bereich der Grundplatte ange- ordnet ist.
4. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Kontu- , ren, nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (1) in mehrere Bereiche in der Form von konzentri- sehen Ringen (19-22) unterteilt ist und jedem der Ringbereiche (19-22) eine der Teilmengen von Bearbeitungsmitteln (3-6) mit einem bestimmten Arbeitswinkel (15, 16, 17) zugeordnet ist.
5. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Kontu- ren, nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (1) in mehrere Bereiche in der Form von Kreissegmenten (23-26) aufgeteilt ist und jedem der Kreissegmente (23-26) eine der Teilmengen von Bearbeitungsmitteln (3-6) mit einem bestimmten Arbeitswinkel (15, 16, 17) zugeordnet ist.
6. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Konturen, nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (1 ; 1 ') aus mehreren Bauteilen (19-22, bzw. 23-26) zusammengesetzt ist, diese Bauteile (19-22; 23-26)direkt oder mittels einer Montageplatte (27) form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind und diese Bauteile die Form eines Kreisringes (19-22) oder eines Kreissegmentes (23-26) aufweisen.
7. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Kontu- ren, nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bauteile der Grundplatte (1 ; 1') je mit Bearbeitungsmitteln (3-6) bestückt sind, welche in einem vorbestimmten Arbeitswinkel (15, 16, 17) angeordnet sind und dabei mindestens zwei Bauteile (19-22; 23-26) Bearbeitungsmittel (3-6) mit unterschiedlichen Arbeitswinkeln (15, 16, 17) aufweisen.
8. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Kontu- ren, nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bauteile (19-22; 23-26) in Richtung der Werkzeugachse (2) mindestens teilweise eine unterschiedliche Dicke aufweisen.
9. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Kontu- ren, nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Bearbeitungsmittel (3-6) aus einem Borstenbündel mit einer Vielzahl von parallelen Borsten (28) besteht.
10. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kantenbereichen und Kontu- ren, nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmittel (3-6) der einzelnen Teilmengen aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
1 1. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kanten bereichen und Kontu- ren, nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmengen von Bearbeitungsmitteln (3-6) je mit Schleifmitteln von unterschiedlicher Körnung ausgerüstet sind.
12. Werkzeug zur Bearbeitung von Oberflächen, Kanten bereichen und Kontu- ren, nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmengen von Bearbeitungsmitteln (3-6) je unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
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