WEILAND, Josef (Enzianstrasse 1, Bad Wurzach, 88410, DE)
| Ansprüche:
1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von band- oder plattenförmigen metallischen Werkstücken (3, 36) , mit umlaufenden Endlosmitteln, an denen ein am Werkstück (3, 36) vorbeibewegbares Bearbeitungselement zum Abschlagen von Materialbereichen am Werkstück (3, 36) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungselement (10, 18,
22, 27, 35, 47, 50) über einen Verbiegeabschnitt (13, 20, 24, 29, 47a, 55) an den Endlosmitteln (7, 26, 32, 41-44, 46) angeordnet ist, so dass das Bearbeitungselement (10, 18, 22, 27, 35, 47, 50) beim Anschlagen gegen das Werkstück (3, 36) seitlich ausweichen kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungselement (10, 18, 22, 27, 35, 47, 50) einen in sich steifen vorderen Bearbeitungsabschnitt (16, 19,
23, 30, 47b, 51) zum Anschlagen gegen das Werkstück (3, 36) umfasst .
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbiegeabschnitt (13, 20, 24, 29, 47a, 55) derart ausgestaltet ist, dass das Bearbeitungselement (10, 18, 22, 27, 35, 47, 50) in eine beliebige Richtung radial zur Längsachse des
Bearbeitungselements (10, 18, 22, 27, 35, 47, 50) ausweichen kann .
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbiegeabschnitt (13, 20,
24, 29, 47a, 55) zum selbsttätigen Rückstellen des vorderen Bearbeitungsabschnitts (16, 19, 23, 30, 47b, 51) in eine Ausgangslage elastisch ausgestaltet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbiegeabschnitt ein Elastomerelement (13, 20, 24, 29, 47a, 55) umfasst, mittels dem der vordere Bearbeitungsabschnitt (16, 19, 23, 30, 47b, 51) auslenkbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbiegeabschnitt eine Feder umfasst.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungselement (10, 18, 22, 27, 35, 47, 50) als länglicher Schlagkörper ausgebildet ist, der über seine Länge frei überstehend zum Endlosmittel (7, 26, 32, 41-44, 46) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Bearbeitungsabschnitt (16, 23, 30, 47b, 51) des Bearbeitungselements (10, 22, 27, 35, 47, 50) als im Wesentlichen zylindrischer Körper ausgestaltet ist, der stirnseitig abgeflacht ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Endlosmitteln (7, 26, 32, 41-44, 46) realisierte Bewegungsrichtung des Bearbeitungselements (10, 18, 22, 27, 35, 47, 50) in einer Bearbeitungszone (4, 38) zum Bearbeiten des Werkstücks (3, 36) schräg oder quer zu einer Bewegungsrichtung des Werkstücks (3, 36) beim Heranführen und/oder Vorbeibewegen an die Vorrichtung ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bandartiges Element (7, 32) als umlaufende Endlosmittel vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei umlaufende Endlosmittel (41-44) mit jeweils wenigstens einem Bearbeitungselement vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den zumindest zwei umlaufenden Endlosmitteln mit jeweils wenigstens einem Bearbeitungselement ein Endlosmittel (41, 42) oberhalb des Werkstückes (36) und ein weiteres Endlosmittel (43, 44) unterhalb des Werkstückes (36) vorbeibewegbar ist. |
"Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken"
Die . Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Vorrichtungen zur mechanischen Bearbeitung von insbesondere metallischen Werkstoffen nach einem Vorgang, durch welchen das äußere des Werkstücks einer Nachbearbeitung unterzogen werden muss, sind bekannt. Dies gilt insbesondere für Werkstücke nach einer Grobbearbeitung durch Schneid-, Trennoder andere Verfahren, zum Beispiel thermische Verfahren.
Die Nachbearbeitung dient beispielsweise der Entfernung von unerwünschten Materialüberständen wie z.B. Graten, Schlackenresten bzw. fest oder lose gebundenen Anhaftungen am Werkstück. Auch Verschmutzungen wie z.B. öl- oder Fettreste oder Zunder bzw. Oxidschichten können dabei ebenfalls großteils entfernt werden. Da zu entfernende insbesondere feste Materialbereiche, z.B. durch ein Schweißverfahren entstandene Verkrustungen bzw. Schlacke im Bereich von Kanten, Rändern, Nähten, Vertiefungen bzw. Hinterschneidungen am Werkstück auftreten, ist die vollständige, zuverlässige und schnelle Entfernung dieser Materialbereiche nur schwierig und meist sehr zeit- bzw. kostenintensiv möglich.
Häufig muss manuell nachgearbeitet werden oder es müssen
teure, unpraktikable bzw. durch Abnutzung wartungsintensive Maschinen zum Entfernen von Materialbereichen am Werkstück eingesetzt werden.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Vorrichtungen zum Nachbearbeiten von Werkstücken im Hinblick auf technische und wirtschaftliche Gesichtspunkte zu verbessern.
Dies wird durch den Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung aufgezeigt .
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von band- oder plattenförmigen metallischen Werkstücken, mit umlaufenden Endlosmitteln, mit denen ein am Werkstück vorbeibewegbares Bearbeitungselement zum Abschlagen von Materialbereichen am Werkstück aufgenommen ist .
Der Kern der Erfindung liegt darin, dass das Bearbeitungselement über einen Verbiegeabschnitt an den Endlosmitteln angeordnet ist, so dass das Bearbeitungselement beim Anschlagen gegen das Werkstück seitlich ausweichen kann. So kann ein vergleichsweise einfacher Aufbau bzw. eine kostengünstige Anordnung zum Nachbearbeiten von Werkstücken realisiert werden. Der Verbiegeabschnitt kann auf vielfältige Weise vergleichsweise einfach bzw. robust ausgestaltet werden. Außerdem kann das durch den Verbiegeabschnitt realisierbare Verbiegeverhalten des Bearbeitungselementes an gewünschte Bearbeitungsparameter angepasst werden. Durch das anpassbare Nachgebeverhalten bzw. das elastisch steife Verhalten des Verbiegabschnitts kann ein Ausweich- bzw. Auslenkverhalten des Bearbeitungselements beim Anschlagen gegen das Werkstück und damit die aufbringbare Energie zum
Abschlagen bzw. Abreißen der Materialbereiche durch das Bearbeitungselement beeinflusst werden.
Außerdem kann die Masse, das Material, die Form und/oder Größe des Bearbeitungselements bzw. des auslenkbaren Teils des Bearbeitungselements eine entscheidende Rolle für die Bearbeitungswirkung durch die Bearbeitungsvorrichtung spielen. Auch die kinetische Energie des Bearbeitungselements beim Anschlagen gegen das Werkstück bzw. die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Bearbeitungselement, also auch abhängig von Richtung und Umlaufgeschwindigkeit der Endlosmittel, kann das Bearbeitungsergebnis wesentlich beeinflussen.
Mit dem Verbiegeabschnitt kann insbesondere auf vergleichsweise aufwändige, beschädigungs- bzw. reparaturanfällige Vorrichtungen zur beweglichen Lagerung des Bearbeitungselements verzichtet werden.
Die umlaufenden Endlosmittel können insbesondere mit einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Motorantrieb, angetrieben umlaufen. Bevorzugt ist die Umlaufrichtung umschaltbar bzw. die Umlaufgeschwindigkeit einstellbar. Gegebenenfalls ist eine übergeordnete Recheneinheit zur Kontrolle der Bearbeitungsvorrichtung bzw. der Antriebseinheit vorhanden. Insbesondere kann eine voll- oder teilautomatisierte Bearbeitung von Werkstücken mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht werden. Außerdem wird insbesondere eine Vorrichtungen zur Werkstückbearbeitung vorgeschlagen, bei welcher das zu bearbeitende Werkstück angetrieben und/oder manuell relativ zu einer Bearbeitungszone, in welcher das Bearbeitungselement am Werkstück anschlagen kann, bewegbar ist.
Mit dem Verbiegeabschnitt kann die Strecke, wie weit das Bearbeitungselement seitlich ausweichen kann, eingestellt
- A -
bzw. vorgegeben werden, ggf. mit Hilfe eines Anschlages zur Begrenzung eines maximal möglichen Ausweichens des Bearbeitungselements .
In der Regel wird an einem Endlosmittel mehr als ein Bearbeitungselement angeordnet sein, insbesondere in regelmäßigen Abständen zueinander. Die Bearbeitungselemente können alle gleichartig oder unterschiedlich ausgestaltet sein. Werden mehrere Endlosmittel hintereinander vorgesehen, z.B. in Bezug zu einer Bewegungsrichtung des Werkstücks beim Bearbeiten, können an einem ersten Endlosmittel erste Bearbeitungselemente vorgesehen und an einem weiteren Endlosmittel zu den ersten Bearbeitungselementen unterschiedliche Bearbeitungselemente vorhanden sein. So kann eine abgestimmte bzw. mehrstufige Bearbeitung verwirklicht werden, z.B. mit einem Grobbearbeitungsschritt mit den Bearbeitungselementen am ersten Endlosmittel und einem Feinbzw. Endbearbeitungsschritt mit den Bearbeitungselemente am weiteren in Bezug zu der Bewegungsrichtung des Werkstücks dahinter liegenden Endlosmittel.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Bearbeitungselement einen in sich steifen vorderen Bearbeitungsabschnitt zum Anschlagen gegen das Werkstück umfasst. Bevorzugt ist der vordere Bearbeitungsabschnitt einfach zum Beispiel werkzeuglos bzw. von Hand austauschbar befestigt, z.B. an einem Außengewindeabschnitt aufschraubbar. So kann der vordere Bearbeitungsabschnitt des Bearbeitungselements, der zum Bearbeiten des Werkstück mit diesem in Kontakt kommt, auf ein gewünschtes Bearbeitungsziel abgestimmt ausgetauscht werden. Insbesondere kann der vordere Bearbeitungsabschnitt im Hinblick auf Verschleiß, Abnutzung bzw. Beschädigung vorteilhafte Materialeigenschaften aufweisen. Hierfür kommen insbesondere vergleichsweise harte bzw. zähe Werkstoffe, insbesondere metallische, keramische und/oder mineralische Werkstoffe oder auch Kunststoffe in Frage. Es sind auch
kombinierte Materialien bzw. Verbundstoffe für den vorderen Bearbeitungsabschnitt denkbar. Eine Shore-Härte des vorderen Bearbeitungsabschnitts im Bereich von ca. 50 bis 70, insbesondere von ca. 60 hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt .
Der vordere Bearbeitungsabschnitt kann einen Hartstoff-Anteil umfassen oder vollständig aus diesem aufgebaut sein. Auch eine Funktionsbeschichtung des vorderen Bearbeitungsabschnitts mit insbesondere verschleißmindernden Eigenschaften kann vorteilhaft eingesetzt werden. Der vordere Bearbeitungsabschnitt kann insbesondere aus gehärtetem Metall bzw. Stahl bestehen. Es sind auch Materialien wie zum Beispiel Metalle auf Karbidbasis bzw. Cermet, CBN oder PKD für den vorderen Bearbeitungsabschnitt als Ganzes oder für einen Teil davon geeignet.
Auch die Form, Abmessung bzw. Masse des vorderen Bearbeitungsabschnitts lässt sich auf gewünschte Bearbeitungsziele gezielt abstimmen. Die Masse eines Hartmetallbolzens, der an einem Verbiegeabschnitt aus Gummimaterial aufgenommen ist, kann z.B. vorteilhaft im Bereich von 10 bis 20 Gramm insbesondere ca. 15 Gramm liegen. Für ein Abbrechen, Abklopfen bzw. Abschlagen der Materialbereiche kann der vordere Bearbeitungsabschnitt eine ebene, gewölbte, kantenbehaftete und/oder profilierte Form aufweisen. Bevorzugt weist der vordere Bearbeitungsabschnitt eine rotationssymmetrische Form auf, zum Beispiel mit zylindrischer, konischer oder profilierter Grundform.
Bevorzugt ist der Verbiegeabschnitt derart ausgestaltet, dass das Bearbeitungselement in eine beliebige Richtung radial zur Längsachse des Bearbeitungselements ausweichen kann. Damit kann unabhängig von der Orientierung von Abschnitten, gegen welche das Bearbeitungselement anschlägt, das Bearbeitungselement ausweichen, um ein ungewolltes
Beschädigen des Werkstücks bzw. des Bearbeitungselements zu vermeiden. Dabei kommt es insbesondere auf ein seitliches bzw. laterales Ausweichen in Bezug zur Längserstreckung des Bearbeitungselements an. Grundsätzlich kann das Bearbeitungselement auch entlang seiner Längsachse verschieblich hin- und herbewegbar zum Beispiel mit einem Schiebesitz gelagert sein. Diese Längsnachgiebigkeit des Bearbeitungselements kann auch durch den Verbiegeabschnitt bereitgestellt werden. Das Bearbeitungselement kann aber auch z.B. in einer Hülse ggf. gefedert beweglich aufgenommen und gegen ein Herausfallen gesichert sein. Die Hülse kann so aufgenommen sein, dass diese in radialer Richtung ausweichen kann .
Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Verbiegeabschnitt zum selbsttätigen Rückstellen des vorderen Bearbeitungsabschnitts in eine Ausgangslage elastisch ausgestaltet ist. So kann der vordere Bearbeitungsabschnitt nach dem Anschlagen am Werkstückabschnitt und dem seitlichen Ausweichen schnell wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehren. Damit wird es ermöglicht, dass zur Bearbeitung eines nächsten Abschnitts am Werkstück der vordere Bearbeitungsabschnitt wieder in seiner Ausgangslage bereit steht bzw. noch während der Rückstellbewegung erneut mit Abschnitten des Werkstücks in Anschlagkontakt gelangen kann. Damit kann das Bearbeitungselement auch eine Vielzahl von ggf. unterschiedlich im Raum orientierten bzw. dicht beieinander liegenden Bereichen am Werkstück schnell nacheinander bearbeiten. So können hohe Durchsätze bzw. Wirkungsgrade mit der Vorrichtung realisiert werden. Insbesondere kann bei der Verwendung von mehreren derartigen Bearbeitungselementen an dem Endlosmittel ein kontinuierlicher Bearbeitungsprozess mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht werden. Insbesondere kann mit einem einzigen Durchgang des Werkstücks durch die Bearbeitungsvorrichtung das Werkstück vollständig bis zum gewünschten Endbearbeitungsergebnis nachgearbeitet
werden .
Es ist überdies von Vorteil, dass der Verbiegeabschnitt ein Elastomerelement umfasst, mittels dem der vordere Bearbeitungsabschnitt auslenkbar ist. Mit einem z.B. als Gummielement bzw. einem gummielastischen Element ausgestalteten Elastomerelement kann ein einfacher, robuster und preisgünstiger Verbiegeabschnitt bereitgestellt werden.
Es ist außerdem bevorzugt, dass der Verbiegeabschnitt eine Feder umfasst. So kann ein standardisiert auf dem Markt in einer Vielzahl von Ausgestaltungen verfügbares Bauteil für den Verbiegeabschnitt verwendet werden. Geeignete Federn können zum Beispiel Schrauben- oder Spiralfedern, Blatt-, Teller- oder Membranfedern aus Metall oder einem anderen Material sein.
Es ist außerdem vorteilhaft, dass das Bearbeitungselement als länglicher Schlagkörper ausgebildet ist, der über seine Länge frei überstehend zum Endlosmittel angeordnet ist. Der Schlagkörper kann vergleichsweise schlank zum Beispiel als finger- bzw. nadelartiges Element gestaltet sein. über die am Endlosmittel überstehende Länge des Schlagkörpers kann unter anderem darauf Einfluss genommen werden, wie weit der Schlagkörper von einer Oberseite des Werkstücks aus betrachtet in Randbereichen oder Vertiefungen am Werkstück anschlagen und dort in Kontakt kommen kann. Der Schlagkörper ist in seiner Ausgangslage an den Endlosmitteln insbesondere zumindest nahezu senkrecht zur Auflagefläche für das Werkstück orientiert. Es ist aber auch eine beliebige winklige Anstellung eines Bearbeitungselements relativ zur Werkstück-Auflagefläche in der Bearbeitungszone der Vorrichtung denkbar.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der vordere Bearbeitungsabschnitt des Bearbeitungselements als im
wesentlichen zylindrischer Körper ausgestaltet ist, der stirnseitig abgeflacht ist. Die vorne liegende bzw. stirnseitige Abflachung, die in der Ausgangslage zum bearbeitenden Werkstück am nächsten positioniert ist, kann z.B. vollständig eben, geringfügig sphärisch gewölbt oder nahezu halbkugelig nach außen gewölbt sein. Der übergang zwischen der Außenseite des zylindrischen Körpers und der stirnseitigen Abflachung kann mit oder ohne umlaufende Fase versehen sein.
Besonders bevorzugt ist es, dass die mit den Endlosmitteln realisierte Bewegungsrichtung des Bearbeitungselements in einer Bearbeitungszone zum Bearbeiten des Werkstücks schräg oder quer zu einer Bewegungsrichtung des Werkstücks beim Heranführen und/oder Vorbeibewegen an die Vorrichtung ist. Insbesondere kann das Bearbeitungselement über die Endlosmittel kontinuierlich umlaufend bewegt werden. Auch das Werkstück kann kontinuierlich gefördert werden, z.B. auf einem Förderband oder einem Rollentisch ggf. mit angetriebenen Förderrollen, um an den Endlosmitteln mit den Bearbeitungselementen vorbeigeführt und bearbeitet zu werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn ein band-, seil- oder riemenartiges Element als umlaufende Endlosmittel vorgesehen ist. So kann ein besonders einfaches und zuverlässiges System realisiert werden.
Weiter ist es bevorzugt, dass zumindest zwei umlaufende Endlosmittel mit jeweils mindestens einem Bearbeitungselement vorgesehen sind. So können insbesondere auch die Umlaufrichtungen der Endlosmittel umgekehrt werden bzw. können bei zwei umlaufenden Endlosmittel zwei unterschiedliche Umlaufrichtungen in einem Bearbeitungsvorgang realisiert werden, jeweils eine Umlaufrichtung durch ein Endlosmittel. Vorteilhaft sind in Durchlaufrichtung des Werkstücks zwei hintereinander liegende Endlosmittel nur
wenig voneinander beabstandet und entgegengesetzt umlaufend.
Schließlich wird weiter vorgeschlagen, dass von den zumindest zwei umlaufenden Endlosmittel mit jeweils mindestens einem Bearbeitungselement ein Endlosmittel oberhalb des Werkstückes und ein weiteres Endlosmittel unterhalb des Werkstückes vorbeibewegbar ist, insbesondere in zueinander entgegengesetzter Umlaufrichtung, um auch durch nur einseitig anschlagende Bearbeitungselemente einem unerwünschten Wegdriften des Werkstücks bei seinem Vorwärtsbewegen entgegenzuwirken .
Insbesondere lassen sich sämtliche oben- und untenliegende Bereiche am Werkstück von den Bearbeitungselementen erreichen. Bevorzugt sind zwei Endlosmittel nah beieinander bzw. hintereinander oberhalb und zwei weitere Endlosmittel nah beieinander bzw. hintereinander unterhalb des Durchlaufbereichs bzw. einer Bearbeitungszone für das zu bearbeitende Werkstück positioniert.
Grundsätzlich kann die Bearbeitungsvorrichtung als "stand- alone" Lösung also als Einzelmaschine eingesetzt werden, oder auch kombiniert sein, z.B. als Vorsatzeinheit vor einer Verrundungs-, Schleif-, Polier- oder Bürstmaschine zur vergleichsweise feineren Bearbeitung des Werkstücks. Auf diese Weise können die bisherigen Maschinen weniger aufwändig ausgestaltet und/oder längere Laufzeiten zwischen Reparaturbzw. Wartungsarbeiten ermöglicht werden bzw. bessere Bearbeitungsergebnisse liefern, da bereits insbesondere eine grobe Vorbearbeitung des Werkstücks durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erfolgt. Beispielsweise ist eine Anordnung z.B. in einer Maschine denkbar, bei welcher zuerst die vorgeschlagene Abschlagvorrichtung, dann eine Schleifvorrichtung und abschließend eine
Verrundungsvorrichtung zur Bearbeitung des Werkstücks zum Einsatz kommt.
Bei bestehende Verrundungs-, Schleif-, Polier- oder Bürstmaschinen können diese dank der Erfindung auch kleiner konzipiert werden bzw. ggf. kann mit dem so gewonnnen Bauraum eine erfindungsgemäße Vorrichtung integriert werden, so dass eine erhöhte Bearbeitungsqualität erreicht wird, ohne dass die Grundkonstruktion bzw. Baugröße der bisherigen Maschinen erhöht werden muss.
Figurenbeschreibung
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Im Einzelnen zeigt:
Figur 1: Eine Teilansicht von vorne auf eine stark schematisierte erfindungsgemäße BearbeitungsVorrichtung,
Figur 2: eine geschnittene Detailansicht im
Bereich eines umlaufenden Bandes mit einem davon getrennten durch Aufschrauben anbringbaren Bearbeitungselement,
Figur 3a bis 3c: ein alternatives Bearbeitungselement in perspektivischer Ansicht, in Seitenansicht mit einem nur im Umriss gezeigten Gummipuffer und von oben,
Figur 3d: Schnittansicht durch das
Bearbeitungselement gemäß Linie A-A in Figur 3c,
Figur 4a bis 4c: ein weiteres alternatives
Bearbeitungselement in unterschiedlichen
Ansichten,
Figur 5a: einen Ausschnitt eines Doppelkeilriemens mit Bearbeitungselementen in perspektivischer Ansicht mit einem Bearbeitungselement in Explosionsdarstellung,
Figur 5b: den Doppelkeilriemen gemäß Figur 5a in Seitenansicht,
Figur 5c: eine Schnittansicht durch den Doppelkeilriemen gemäß Linie B-B in Figur 5b,
Figur 6a bis 6c: zu den Figuren 5a bis 5c entsprechende Ansichten eines alternativen Endlosriemens wobei Figur 6c einer Schnittansicht durch den Endlosriemen gemäß Linie C-C in Figur 6b entspricht,
Figur 7a: perspektivisch schräg von oben eine stark schematisierte Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstückes unter Weglassung von Bauteilen der BearbeitungsVorrichtung,
Figur 7b: die in Figur 7a gezeigte Anordnung von der Seite,
Figur 8a und 8b: einen Abschnitt eines weiteren
Keilriemens mit Bearbeitungselementen in perspektivischer Ansicht und im Schnitt und
Figur 9: ein alternatives erfindungsgemäßes
Bearbeitungselement teils geschnitten in perspektivischer Ansicht.
Figur 1 zeigt stark schematisiert einen Schlackenentferner 1 mit einem teilweise dargestellten Rollentisch 2, auf dessen Oberseite über drehbar gelagerte Rollen, von denen eine Rolle 5 dargestellt ist, ein Werkstück 3 senkrecht zur Darstellungsebene durch eine Bearbeitungszone 4 des Schlackenentferner 1 transportierbar ist.
Am Werkstück 3 sind zu entfernende Materialbereiche 6 angedeutet. Die Bearbeitungszone 4 wird oberhalb durch ein in der Laufrichtung umschaltbares Umlaufband 7 begrenzt, das um zwei drehbar gelagerte Scheiben 8 und 9 geführt ist und von denen z.B. eine motorisch antreibbar ist. Die mit dem Rollentisch 2 realisierte Bewegungsrichtung für das Werkstück 3 ist quer zur Laufrichtung des Umlaufbandes 7.
In Figur 1 sind von den Bearbeitungselementen 10 nicht sämtliche mit einem Bezugszeichen versehen.
Alternativ zum Umlaufband 7 kann z.B. eine Walze, eine Rolle, eine Kette, ein Seil oder auch ein Planetenrad vorgesehen sein .
Anstelle von umlaufenden Endlosmitteln kann auch eine andere Anordnung zur Relativbewegung der Bearbeitungselemente vorgesehen sein, z.B. mit einer zur Durchführrichtung des
Werkstücks quer oder schräg ausgerichteten hin- und herbewegbaren Aufnahme, an welcher die Bearbeitungselemente angebracht sind. Dies kann z.B. nach dem Stichsägenprinzip realisiert werden bzw. mit einem vor- und zurückbewegbaren Schieber, der ggf. z.B. mittels einer exzentrischen Lagerung gleichzeitig eine Auf- und Abbewegung bzw. einen Hub durchführen kann.
Figur 2 zeigt beispielhaft das Bearbeitungselement 10, welches auf das Umlaufband 7 aufschraubbar ist. Hierzu umfasst das Umlaufband 7 eine im Umlaufband 7 eingebettete Platte 11 mit daran senkrecht abstehendem Gewindestift 12. Auf dem Gewindestift 12 kann ein Gummipuffer 13 lösbar aufgeschraubt werden. Oben am Gummipuffer 13 kann ebenfalls über eine einvulkanisierte Platte 14 mit Gewindestift 15 ein Hartmetallstift 16 aufgeschraubt befestigt werden. Zum Aufschrauben des Gummipuffers 13 auf den Gewindestift 12 ist unterseitig am Gummipuffer 13 eine Gewindeplatte 17 einvulkanisiert .
Prinzipiell können zur Herstellung eines Bearbeitungselements z.B. gemäß Figur 2 die Metallteile in die Gummiabschnitte eingegossen oder eingepresst sein.
Die Figuren 3a bis 3c zeigen ein weiteres Bearbeitungselement 18, das einen konisch geformten Hartmetallstift 19 und einen Gummipuffer 20 aufweist, in welchem eine Gewindeplatte 21 mit einer Innengewindebohrung, z.B. mit einem M6-Innengewinde, und der Hartmetallstift 19 einvulkanisiert sind.
Am vorderen Ende des Hartmetallstiftes 19 ist eine umlaufende Fase 19a mit einem Fasenwinkel αl von 30 Winkelgrade ausgebildet, wobei der Fasenwinkel auch im Bereich zwischen 20 bis 40 Winkelgraden liegen kann. Stirnseitig ist der Hartmetallstift 19 nach außen gewölbt bzw. sphärisch mit
einem Kugelradius von 10 mm ausgestaltet, wobei auch andere Radien insbesondere zwischen 5 mm und 15 mm vorteilhaft sein können .
Für einen festeren Sitz des im Gummipuffer 20 einvulkanisierten Hartmetallstiftes 19 weist dieser einen umlaufenden Wulstring 19b auf.
Typische Abmessungen des Bearbeitungselements 19 sind mit Hilfe von Figur 3b dargestellt, in der die Länge bzw. die Gesamthöhe hi 40 mm beträgt und eine Länge bzw. Höhe h 2 des Gummipuffers 20 mit der Gewindeplatte 21 die halbe Gesamthöhe hi bzw. 20 mm ist. Der Durchmesser di der Gewindeplatte 21 bzw. des Gummipuffers 20 beträgt hier beispielsweise 20 mm.
Grundsätzlich sind aber auch andere Abmessungen der gezeigten erfindungsgemäßen Bearbeitungselemente denkbar.
Das Bearbeitungselement 22 gemäß Figur 4a bis 4c weist einen im Durchmesser von 10 mm ausgebildeten zylindrischen Hartmetallstift 23 mit gewölbter Stirnseite auf, der einstückig in einen Rundscheibenabschnitt 23a übergeht, der oben auf einem Gummipuffer 24 aufgeklebt oder aufvulkanisiert ist. Unterseitig am Gummipuffer 24 ist eine Gewindeplatte 25 mit Innengewindebohrung aus Stahl entsprechend angebracht, womit das Bearbeitungselement 22 auf einen entsprechenden Gewindestift an insbesondere einem Umlaufband aufschraubbar ist .
Die Figuren 5a bis 5c zeigen ein umlaufendes Endlosmittel in Form eines Doppelkeilriemens 26, z.B. aus gewebeverstärktem Elastomermaterial, mit Rundlöchern 28, über welche mittels Befestigungsschrauben 31 Bearbeitungselemente 27 befestigt sind. Die Bearbeitungselemente 27 stehen an einer Außenseite 26a des Doppelkeilriemens 26 senkrecht zur Längserstreckung des Doppelkeilriemens 26 ab. Die gleichartigen und im Schnitt
(Figur 5c) vereinfacht gezeigten Bearbeitungselemente 27 sind z.B. wie das Bearbeitungselement 10 gemäß Figur 2 ausgestaltet.
In den Figuren βa bis 6c ist entsprechend der Figuren 5a bis 5c eine alternative Ausführungsform eines Endlosmittels in Form eines Kraftbandes 32 mit Bearbeitungselementen 35 dargestellt, deren Anbringung über Rundlöcher 33 und Befestigungsschrauben 34 realisiert ist. Das Bearbeitungselement 35 ist hier aus einem in einem Gummielement eingegossenen Hartmetallstift gebildet.
Das Kraftband 32 ist für eine vergleichsweise besonders hohe Drehmomentübertragung zwischen einem Antriebselement und dem Kraftband 32 als Riemenband mit unterseitig drei Keilriemenabschnitten ausgestaltet .
Figur 7a zeigt stark schematisierte eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung unter Weglassung von Bauteilen der Bearbeitungsvorrichtung im Moment kurz bevor ein zu bearbeitendes Werkstück 36 eine Bearbeitungszone 38 erreicht. Figur 7b zeigt die Anordnung gemäß Figur 7a von der Seite.
Das bandförmige metallische Werkstück 36 mit vorne und hinten randseitig überstehenden Schlackeresten 36a wird in Durchführrichtung des Werkstücks 36 durch die Bearbeitungsvorrichtung gemäß Pfeil P mittels eines Zuführförderbandes 37 zur Bearbeitungszone 38 der Bearbeitungsvorrichtung transportiert. In der Bearbeitungszone 38 werden durch oberhalb und unterhalb angeordnete angetrieben umlaufende Keilriemen 41, 42, 43 und 44 über daran befestigte Bearbeitungselemente (nicht dargestellt) , die Schlackereste 36a entfernt bzw. weggeschlagen.
Zum Niederhalten des in der Bearbeitungszone 38 bearbeiteten Werkstücks 36 können Niederhalteelemente 39 in
Bewegungsrichtung P vor, zwischen und nach den umlaufenden Keilriemen 41 bis 44 vorhanden sein. Im Bereich hinter den Keilriemen 42, 44 ist ein Förderband 40 zum Weitertransport des bearbeiteten Werkstücks 36 gemäß Pfeil P vorhanden.
Zur vollständigen Bearbeitung des Werkstücks 36 ist jeder der Keilriemen 41 bis 44 um zwei in etwa über die Breite des Zuführförderbandes 37 beabstandete Rollen 45 herumgeführt und motorisch angetrieben.
Für eine vollständige bzw. gleichartige Bearbeitung der Oberseite des Werkstücks 36 bzw. um alle Werkstückbereiche von beiden Seiten und insbesondere sämtliche Kantenbereiche zu erreichen, laufen die oberen Keilriemen 41 und 42 in entgegengesetzter Umlaufrichtung. Entsprechend laufen auch die Keilriemen 43 und 44 in entgegengesetzter Umlaufrichtung zur entsprechenden Bearbeitung der Unterseite des Werkstücks 36 von beiden Seiten. Zur Bearbeitung der schmalen Bereiche zwischen der Ober- und Unterseite des Werkstücks 36 können die Bearbeitungselemente der oberen und unteren Keilriemen 41 bis 44 gleichermaßen an den Schmalseiten des Werkstücks 36 anschlagen .
Damit bei der Bearbeitung des Werkstücks 36 durch die von den Bearbeitungselementen auf das Werkstück 36 aufgebrachten Kräfte ein Verschieben oder Herausschleudern des Werkstücks 36 aus der Bearbeitungszone 38 vermieden wird, können nicht dargestellten Halterungen bzw. Führungen vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ werden in der Regel die Umlaufrichtungen der oben und unten gegenüberliegenden Keilriemen 41 und 43 bzw. 42 und 44 entgegengesetzt eingestellt, so dass sich die von den Bearbeitungselementen auf das Werkstück 36 aufgebrachten Kräfte zumindest nahezu vollständig aufheben.
Für eine Einstellung der Keilriemen 41 bis 44 in der Höhe
bzw. der Vertikalen gemäß Doppelpfeil Pl in Figur 7a können die Rollen 45 höhenverstellt werden. So kann zum Beispiel die Bearbeitungsintensität beeinflusst werden bzw. eine Anpassung an unterschiedliche Werkstückabmessungen erfolgen.
Der in Figur 8a und 8b gezeigte einfache Keilriemen 46 ist besonders vorteilhaft einsetzbar und weist eine Höhe H von z.B. 15 bis 25 mm insbesondere 20 mm und oberseitig, dort wo Bearbeitungselemente 47 überstehen, eine Breite B von z.B. 20 bis 40 mm insbesondere 32 mm auf. über Rundlöcher 48 und Befestigungsschrauben 49 sind am Keilriemen 46 die Bearbeitungselemente 47 angeschraubt, welche konkav eingeschnürte Gummipuffer 47a mit Stahlstiften 47b umfassen, die oben angefast sind. Die Bearbeitungselemente 47 sind gleichmäßig beabstandet voneinander und einreihig. Grundsätzlich sind auch über die Breite B versetzt zueinander positionierte bzw. mehrreihige Anordnungen der Bearbeitungselemente denkbar.
In Figur 9 ist ein alternatives vorteilhaftes Bearbeitungselement 50 mit einem Stahlstift 51 und einem kompakten Gummifederelement 52 dargestellt. Das im Schnitt gezeigte Gummifederelement 52 vereint Feder-, Drehlager- und Schwingungsdämpferfunktionen und weist ein Hohlprofil 53 mit einem darin untergebrachten Vierkantprofil 54 auf, beide bevorzugt aus Stahl, wobei das Vierkantprofil 54 über vier zylindrische Gummielemente 55 berührungsfrei zum Hohlprofil 53 in diesem eingespannt ist. Durch Verformung der Gummielemente 55 bei Belastung eines Stahlstiftes 51 beim Schlackenentfernen kann das Vierkantprofil 54 und damit ein daran fixierter U-förmiger Bügel 56 mit dem daran angebrachten Stahlstift 51 sich relativ zum Hohlprofil 53 bewegen bzw. der Stahlstift rückstellbar etwas ausweichen.
Der Seite mit dem Stahlstift 51 gegenüberliegend ist am Hohlprofil 53 eine Anbringplatte 57 fest fixiert, die z.B.
mit einer Innengewindebohrung 58 versehen ist, über welche mit einer Anbringschraube das Bearbeitungselement 50 an einem umlaufenden Endlosmittel z.B. einem Keilriemen anbringbar ist. über ein zur Innengewindebohrung 58 beabstandetes Loch 59 in einem Laschenabschnitt 60 der Anbringplatte 57 kann das Bearbeitungselement 50 gegen ein Verdrehen relativ zum umlaufenden Endlosmittel gesichert werden, z.B. über eine weitere Schraube. Der Stahlstift 51 kann oben am Bügel 56 z.B. angeschraubt, angelötet oder anderweitig fixiert sein.
Bezugszeichenliste :
1 Schlackenentferner
2 Rollentisch
3 Werkstück
4 Bearbeitungszone
5 Rolle
6 Materialbereich
7 Umlaufband
8 Scheibe
9 Scheibe
10 Bearbeitungselement
11 Platte
12 Gewindestift
13 Gummipuffer
14 Platte
15 Gewindestift
16 Hartmetallstift
17 Gewindeplatte
18 Bearbeitungselement
19 Hartmetallstift
19a Fase
19b Wulstring
20 Gummipuffer
21 Gewindeplatte
22 Bearbeitungselernent
23 Hartmetallstift
23a Rundscheibenabschnitt
24 Gummipuffer
25 Gewindeplatte
26 Doppelkeilriemen
26a Außenseite
27 Bearbeitungselernent
28 Rundloch
29 Gummipuffer
30 Hartmetallstift
31 Befestigungsschraube
32 Kraftband
33 Rundloch
34 Befestigungsschraube
35 Bearbeitungselement
36 Werkstück 36a Schlackereste
37 Zuführförderband
38 Bearbeitungszone
39 Niederhalteelement 40 Förderband
41 Keilriemen
42 Keilriemen
43 Keilriemen
44 Keilriemen
45 Rolle
46 Keilriemen
47 Bearbeitungselement
47a Gummipuffer
47b Stahlstift
48 Rundloch
49 Befestigungsschraube
50 Bearbeitungselement
51 Stahlstift
52 Gummifederelement
53 Hohlprofil
54 Vierkantprofil
55 Gummielement
56 Bügel
57 Anbringplatte
58 Innengewindebohrung
59 Loch
60 Laschenabschnitt
Next Patent: WATER JET SURGICAL INSTRUMENT