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Entgratvorrichtung - Dokument DE102005061128B3
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005061128B3 04.01.2007
Titel Entgratvorrichtung
Anmelder Mechanik Center Erlangen GmbH, 91058 Erlangen, DE
Erfinder Jaksch, Norbert, 90530 Wendelstein, DE;
Pförtner, Helmut, 91085 Weisendorf, DE
Vertreter Berg, P., Dipl.-Ing., Pat.-Ass., 80339 München
DE-Anmeldedatum 19.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005061128
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.01.2007
IPC-Hauptklasse B23D 79/00(2006.01)A, F, I, 20051219, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B23P 9/00(2006.01)A, L, I, 20051219, B, H, DE   B24B 9/00(2006.01)A, L, I, 20051219, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgraten eines Werkstückes (10) mit wenigstens einem um eine Rotationsachse (R) drehbar gelagerten Bürstenwerkzeug (30), welches eine Trägerplatte (32), in der mindestens ein Borstenbündel (31) gehalten ist, und eine beabstandet und drehfest zur Trägerplatte (32) angeordnete Führungsscheibe (33) aufweist, durch die das mindestens eine Borstenbündel (31) mit seinen frei austretenden Borsten geführt ist. Indem die Trägerplatte (32) relativ zur Führungsscheibe (33) längs der Rotationsachse (R) verschiebbar angeordnet ist, erlaubt die Erfindung bei geringem technischen Aufwand sowohl eine Zustellbewegung nur der Führungsscheibe als auch eine Verfahrbarkeit des gesamten Bürstenwerkzeugs.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgraten eines Werkstückes gemäß dem Oberbebriff des Patentanspruches 1.

Derartige Entgrateinrichtungen dienen zur Oberflächenbehandlung und Entgratung von Werkstücken, bei denen durch einen vorausgegangenen mechanischen Arbeitsprozess, wie beispielsweise Schneiden, Fräsen oder Bohren, Grate oder scharfe Kanten entstanden sind.

Die Patentschrift US 5,105,583 offenbart eine planetenartige Entgrateinrichtung zum entfernen von Graten an Innen- und Außenkanten von Metallwerkstücken, welche eine Planetenkopfeinrichtung mit einem Träger aufweist, der um eine zentrale Achse rotiert. Am Träger sind mindestens drei Spindeln auf einem Kreis um die zentrale Achse drehbar angeordnet. Jede Spindel trägt eine Abtragscheibe mit einer Stirnfläche, die durch die freien Enden einer Vielzahl an Borsten gebildet wird. Eine erste Antriebsvorrichtung bewirkt die Drehung des Trägers um die zentrale Achse. Eine zweite Antriebseinrichtung weist eine Planetenanordnung auf und ist an jede der Spindeln gekoppelt, um eine Drehbewegung der Spindeln um ihre eigenen Achsen zu bewirken, wobei sich wenigstens eine Spindel in entgegengesetzte Richtung zu den anderen Spindeln dreht. Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 201 02 690 U1 ist eine Entgrateinrichtung mit wenigstens einem Bürstwerkzeug bekannt, das eine rotierende Trägerplatte aufweist, in der wenigstens eine Bürste gehalten und axial oder in einem Winkel zur Rotationsachse der Trägerplatte angeordnet ist. Weiterhin weist das Bürstwerkzeug wenigstens eine beabstandet und verdrehfest zur Trägerplatte angeordnete Führungsplatte auf, durch die die wenigstens eine Bürste mit ihren frei austretenden Borsten geführt ist. Zwischen wenigstens einem Bürstwerkzeug und wenigstens einem zu entgratenden Werkstück ist zur rotatorischen Relativbewegung zumindest zeitweise gleichzeitig eine translatorische Relativbewegung ausführbar.

Das bekannte Bürstwerkzeug sitzt zur Einstellung des Abstandes zur Oberfläche des zu entgratenden Werkstückes auf einem verstellbaren Schlitten. Falls das Bürstwerkzeug für einen Bürstenwechsel oder beim Entgraten von unterschiedlich hohen Werkstücken zurückgefahren werden muss, ist für die Verstellung der Führungsscheibe ein zweiter Schlitten notwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Entgratvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die bei geringem technischen Aufwand sowohl eine Zustellbewegung nur der Führungsscheibe als auch eine Verfahrbarkeit des gesamten Bürstwerkzeugs erlaubt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Entgraten eines Werkstückes, bei der die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 vorgesehen sind. Indem die Trägerplatte relativ zur Führungsscheibe längs der Rotationsachse verschiebbar angeordnet ist, kann sowohl das gesamte Bürstwerkzeug als auch die Trägerlatte mit den Borstenbündeln unabhängig von der Führungsscheibe zugestellt werden. Hierdurch kann der Verschleiß der Borstenbündel durch axiale Zustellung ausgeglichen werden, wodurch die Führungsscheibe des Bürstwerkzeugs ihren Abstand zur Werkstückoberfläche hält.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Bürstwerkzeug relativ zum zu entgratenden Werkstück längs der Rotationsachse verschiebbar angeordnet. Damit kann bei unverändertem Borstenüberstand über der Führungsscheibe das gesamte Bürstwerkzeug zum Beispiel manuell verfahren werden, um entweder unterschiedlich große Werkstücke bearbeiten oder einen Wechsel von Borstenbündeln vornehmen zu können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Entgratvorrichtung sind Anschlagmittel vorgesehen, mittels der die Führungsscheibe in einem definierten Abstand zum zu entgratenden Werkstück haltbar ist. Die Anschlagmittel garantieren eine einfache Einstellbarkeit des Bürstwerkzeugs nach manueller oder elektrischer Verstellung, um die Führungsscheibe wieder in ihren vorbestimmten optimalen Abstand zur Werkstückoberfläche zu bringen.

Vorzugsweise sind die Anschlagmittel verstellbar angeordnet. Dadurch kann der Anschlag an die jeweilige Werkstückhöhe einer zu entgratenden Werkstückserie angepasst werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ein erster, die Führungsscheibe tragender Schlitten und ein zweiter, die Trägerplatte tragender Schlitten längs einer ersten bzw. zweiten Schlittenführung verfahrbar, wobei der zweite Schlitten unabhängig vom ersten Schlitten verfahrbar aber durch diesen mitnehmbar ist. Diese Konstruktion setzt in vorteilhafter Weise mit bekannten mechanischen Bauteilen die Grundidee der Erfindung um, wonach die Trägerplatte mit den Borstenbündeln eine Zustellbewegung relativ zur Führungsscheibe ausführen kann und das gesamte Bürstwerkzeug durch Verfahren des ersten Schlittens, der den zweiten Schlitten mitnimmt, verfahren werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entgratvorrichtung ist die Führungsscheibe mit einer im ersten Schlitten drehbar gelagerten Antriebswelle drehfest verbunden, außerdem ist die Trägerplatte mit einem im zweiten Schlitten drehbar gelagerten Aufnahmeflansch drehfest verbunden, welcher längs der ihn durchsetzenden Antriebswelle verschiebbar aber drehfest mit ihr verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, die Verschiebbarkeit der einzelnen Schlitten längs der Rotationsachse mit der Momentenübertragung auf das Bürstwerkzeug zu kombinieren.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung trägt der zweite Schlitten eine Antriebseinheit, mittels der die Antriebswelle in Rotation um die Rotationsachse versetzbar ist. Vorzugsweise weist die Antriebseinheit einen Motor, ein Getriebe und eine Hohlwelle auf, durch welche die Antriebswelle geführt ist. Zur drehfesten Verbindung zwischen der Antriebswelle und der Hohlwelle sowie dem Aufnahmeflansch ist dabei in vorteilhafter Weise eine Passfeder vorgesehen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Entgratvorrichtung ist ein Kanalsystem für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel zu dem mindestens einen Borstenbündel vorgesehen, welches wenigstens teilweise durch die Antriebswelle und durch die Führungsscheibe verläuft. Hierdurch kann Kühl- und/oder Schmiermittel von innen direkt an den Ort der Wärmeentwicklung beim Bürstvorgang gebracht werden. Durch die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel innerhalb der Führungsscheibe wird diese direkt gekühlt.

Ein Ausführungsbeispiel sowie weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Entgratvorrichtung werden anhand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert, in deren einziger Figur ein Querschnitt der Vorrichtung schematisch veranschaulicht ist.

Gemäß der Figur weißt eine Vorrichtung zum Entgraten eines Werkstückes 10, welches auf einem Bearbeitungstisch 20 positioniert ist, ein um einen Rotationsachse R rotierendes Bürstwerkzeug 30 auf. Das Bürstwerkzeug 30 umfasst in dem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl an auf einem Teilkreis um die Rotationsachse R verteilt angeordneten Borstenbündeln 31, die relativ zum Werkstück 10 eine rotatorische Vorschubbewegung VR und/oder eine translatorische Vorschubbewegung VT ausführen können. Dabei überstreichen die Borstenenden der Borstenbündel 31 die Oberfläche des Werkstückes 10 und tragen dabei Grate und scharfe Kanten ab.

Die Borstenbündel 31 des Bürstwerkzeugs 30 sind in einer Trägerplatte 32 mit ihrem oberen, gebundenen Ende festgeklemmt. Die frei austretenden Enden der Borsten am unteren Ende der Borstenbündel 31 sind durch Bohrungen in einer Führungsscheibe 33 des Bürstwerkzeugs 30 geführt. Die Borstenenden stehen dabei um einen vorbestimmten Überstand aus der Führungsscheibe 33 hervor, so dass durch Einstellen und Halten eines konstanten Abstandes d zwischen der Führungsscheibe 33 und der Oberfläche des Werkstückes 10 ein optimales Bearbeitungsergebnis erzielt wird.

Die Einstellung dieses optimalen Abstandes d erfolgt durch die Fixierung eines einstellbaren Anschlages 43 für einen ersten Schlitten 40, welcher etwa manuell längs einer ersten Schlittenführung 41 verfahrbar ist und die Führungsscheibe 33 über eine Antriebswelle 42 trägt.

Um den Verschleiß der Borstenbündel 31 ausgleichen zu können, kann die Trägerplatte 32 des Bürstwerkzeugs 30 eine von der Führungsscheibe 33 unabhängige Zustellbewegung Z parallel zur Rotationsachse R ausführen. Hierzu ist die Trägerplatte 32 mit einem Aufnahmeflansch 52 drehfest verbunden, der über eine Lagerung 53 von einem zweiten Schlitten 50 getragen wird. Der zweite Schlitten 50 ist längs einer zweiten Schlittenführung 51 – etwa durch nicht dargestellte Antriebsmittel – unabhängig vom ersten Schlitten 40 verfahrbar.

Ist das gesamte Bürstwerkzeug 30 zu verstellen, etwa für einen Wechsel von Borstenbündeln 31 oder zur Anpassung an andere Werkstückshöhen, so wird der erste Schlitten 40 manuell nach oben gefahren, wobei der zweite Schlitten 50 vom ersten Schlitten 40 mitgenommen wird.

Der zweite Schlitten 50 trägt außerdem eine Antriebseinheit, die einen Motor 54, ein Getriebe 55 sowie eine Hohlwelle 56 umfasst, welche von der Antriebswelle 42 durchsetzt ist. Die Antriebswelle 42 durchsetzt außerdem den Aufnahmeflansch 52 des zweiten Schlittens 50 und die Trägerplatte 32. Die Hohlwelle 56 überträgt ihr Drehmoment über eine Passfeder 60 auf die Antriebswelle 42, die wiederum über die Passfeder 60 ein Drehmoment weiter auf den Aufnahmeflansch 52 übergibt. Die Passfederverbindung erlaubt ein axiales Verschieben des ersten Schlittens 50 mit seinen Komponenten relativ zum ersten Schlitten 40.

Um die beim Bürstprozess entstehenden Wärme abzutransportieren ist ein Kanalsystem 70 für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel K/S vorgesehen, welches innerhalb der erfindungsgemäßen Entgratvorrichtung verläuft. Hierzu ist die Antriebswelle 42 als Hohlwelle mit einem Axialkanal 70 ausgeführt, in welchen Kühl- und/oder Schmiermittel K/S etwa durch einen nicht dargestellten Drehverteiler eingespeist wird. Am in der Führungsscheibe 30 verankerten, unteren Ende der Antriebswelle 42 schließen sich innerhalb der Führungsscheibe 33 verlaufende Radialkanäle 70 an, durch die das Kühl- und/oder Schmiermittel K/S durch die Zentrifugalkraft getrieben nach außen zu den Borstenbündeln 31 gefördert wird. Damit steht das Kühl- und/oder Schmiermittel K/S direkt an dem Ort zur Verfügung, an welchem die prozessbedingte Wärmeentwicklung stattfindet. Dies erfolgt im Übrigen unabhängig vom Verschleiß der Borstenbündel 31.

Bei elektromechanischer Zustellung entfällt in vorteilhafter Weise ein zweiter Antriebsmotor und die dazugehörige Hard- und Software. Erfindungsgemäß wird ein einfacher mechanischer Aufbau mit nur einer Zustellung erreicht. Der Platzbedarf der erfindungsgemäßen Lösung ist verhältnismäßig gering.


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Entgraten eines Werkstückes (10) mit wenigstens einem um eine Rotationsachse (R) drehbar gelagerten Bürstwerkzeug (30), welches eine Trägerplatte (32), in der mindestens eine Borstenbündel (31) gehalten ist, und eine beabstandet und drehfest zur Trägerplatte (32) angeordnete Führungsscheibe (33) aufweist, durch die das mindestens eine Borstenbündel (31) mit seinen frei austretenden Borsten geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (32) relativ zur Führungsscheibe (33) längs der Rotationsachse (R) verschiebbar angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstwerkzeug (30) relativ zum zu entgratenden Werkstück (10) längs der Rotationsachse (R) verschiebbar angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlagmittel (43) vorgesehen sind, mittels der die Führungsscheibe (33) in einem definierten Abstand (d) zum zu entgratenden Werkstück (10) haltbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel (43) verstellbar angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster, die Führungsscheibe (33) tragender Schlitten (40) und ein zweiter, die Trägerplatte (32) tragender Schlitten (50) längs einer ersten bzw. zweiten Schlittenführung (41, 51) verfahrbar sind, wobei der zweite Schlitten (50) unabhängig vom ersten Schlitten (40) verfahrbar aber durch diesen mitnehmbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe (33) mit einer im ersten Schlitten (40) drehbar gelagerten Antriebswelle (42) drehfest verbunden ist, dass die Trägerplatte (32) mit einem im zweiten Schlitten (50) drehbar gelagerten Aufnahmeflansch (52) drehfest verbunden ist, welcher längs der ihn durchsetzenden Antriebswelle (42) verschiebbar aber drehfest mit ihr verbunden ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schlitten (50) eine Antriebseinheit trägt, mittels der die Antriebswelle (42) in Rotation um die Rotationsachse (R) versetzbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit einen Motor (54), ein Getriebe (55) und eine Hohlwelle (56) aufweist, durch welche die Antriebswelle (42) geführt ist. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur drehfesten Verbindung zwischen der Antriebswelle (42) und der Hohlwelle (56) sowie dem Aufnahmeflansch (52) eine Passfeder (60) vorgesehen ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanalsystem (70) für die Zuführung von Kühl- und/oder Schmiermittel (K/S) zu dem mindestens einen Borstenbündel (31) vorgesehen ist, welches wenigstens teilweise durch die Antriebswelle (42) und durch die Führungsscheibe (33) verläuft.






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