APPARATUS FOR DEBURRING OF FLAT WORKPIECES

Abstract: 1. Apparatus for deburring or rounding off the edges of flat workpieces, in which the workpieces are treated with brushes in alternating brushing directions, characterised by a clamping table (1) which serves to hold the flat workpiece (2), a brush (3) having a flat base (4) which is arranged opposite the clamping block (1), and provided with bristles (5) which are mounted vertically on the base (4) and are directed towards the workpiece, wherein the ends of the bristles contacting the workpiece surface have a maximum lateral deflection which is smaller than the deflection of the body carrying the bristles caused by the drive, and a drive (6) for effecting an eccentrically circular movement of the brush parallel to the plane of the workpiece.

Description: Entgraten ebener Werkstücke Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entgraten oder Verrunden der Kanten ebener Werkstücke, bei dem Borsten in wechselnder Richtung über die Kanten geführt werden. Es ist bekannt, dass beim Bürsten ebener, flächiger Werkstücke, z.B. gestanzter oder geschnittener Bleche für Platinen, Schrankwände, Frontplatten u.a. aus der Blechebene herausstehende Grate abgetragen sowie die Kanten der Werkstücke verrundet werden. Man verwendet hierzu häufig rotierende Walzenbürsten, wobei es Jedoch nötig ist, die Werkstücke in mehreren seitlich oder räumlich getrennten Schritten mit jeweils wechselnder Bürste richtung zu bearbeiten, um eine gleichmässige Rundum-Entgratung bzw. Kantenverrundung zu erhalten. Daher sind derartige Anlagen verhältnismässig aufwendig, sowohl hinsichtlich des Antriebes der einzelnen Walzen und deren Handhabung, wie auch hinsichtlich des Platzbedarfs. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ebene Werkstücke in einem Bearbeitungsschritt an allen Kanten zu entgraten und zu verrunden. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass Borsten parallel zur Ebene der Werkstücke jeweils um getrennte Rotationsachsen (Kreisschwingung) kreisend über deren Oberfläche geführt werden. Bei diesem Verfahren wird die die Borsten tragende Bürste nicht um eine raumfeste Rotationsachse gedreht (dabei würden die Borsten konzentrische Kreisbewegungen und Schleifspuren beschreiben wie die Körner einer Schleifscheibe). Vielmehr wird die Bürste wie ein Schwingschleifer derart exzentrisch kreisend bewegt, dass zwar jede Borste eine Kreisbewegung parallel zur Werkstück-Oberfläche beschreibt, aber jede dieser Kreisbewegungen eine eigene Rotationsachse aufweist (Fig. 1). Dadurch wird jeder Punkt der Oberfläche von den Borsten nacheinander in stets wechselnder Richtung Uber- strichen und abgeschliffen. Da die Borsten jedoch elastisch sind, folgen sie an den Kanten dem Profil der Werkstücke und tragen dabei die Kanten ab oder entschärfen sie durch fortwährendes geringes Umformen. Die nacheinander über die Kanten schleifenden (nstolperndenn) Borsten wechseln jedoch entsprechend der exzentrischen Kreisbewegung der Bürste ständig ihre Richtung, so dass es zu einer gleichmässigen Verrundung kommt, bei Riefen und Söhleifspuren praktisch nicht auftreten. Damit die einzelnen Borsten der Kreisbewegung der Bürste folgen, ist es erforderlich, dass die seitliche Beweglichkeit der freien Bürstenenden sehr gering, höchstens wenige Millimeter, ist. So muss die maximal mögliche seitliche Ablenkung der auf der Oberfläche aufstehenden Borsten geringer sein als die vom Antrieb der Borste hervorgerufene Auslenkung des Borsten-Tragkörpers, damit die freien Borstenenden die angestrebte Kreisbewegung auf dem Werkstück beschreiben. Die Borsten normaler Bürsten sind nachgiebig und deren Borstenenden folgen daher der Kreisbewegung nur sehr unvollständig. Es wird daher vorgeschlagen, Bürsten zu verwenden, deren Borsten sehr steif sind. Dies kann durch ein geeignetes Borstenmaterial, z.B. Stahl, erreicht werden. Vorteilhaft kann die seit,. liche Beweglichkeit der Borstenenden dadurch beschränkt werden, dass die Borsten sehr dicht gepackt sind, z.B. mit einer Packungsdichte über 30 %. Es können auch Borsten aus Kunststoff verwendet werden, in denen Schleifmittel eingelagert sind. Bevorzugt wird der Zwischenraum zwischen den Borsten mit einer Füllmasse ausgefüllt, die plastisch oder elastisch ist, wobei diese einem höheren Abrieb unterworfen ist als die Borsten selbst. Nach kurzen Betriebsdauern werden dabei durch den Abrieb die freien Borstenenden in einer Tiefe von einem Millimeter oder etwas darüber freigelegt, so dass die freien Borstenenden zwar dem Kantenprofil elastisch folgen können, jedoch durch die verbleibende Full- masse in ihrer seitlichen Bewegung beschränkt sind. Vorteilhaft kann in die Füllmasse ein Schleifmittel eingelagert sein, so dass beim Abrieb der Füllmasse zusätzliches Schleifmaterial auf die zu bearbeitende Oberfläche gelangt. Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und Figuren wird die Erfindung näher erläutert. In Fig. 1 sind die Bewegungsbahnen 20 der einzelnen Borsten, die bei einer exzentrischen Bewegung der Bürste entstehen und jeweils Kreise um getrennte Rotationsachsen 21 darstellen, schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform zum Halten und Transportieren des Werkstückes bei der Durchführung des Verfahrens gezeigt. Die Fig. 4 bis 6 betreffen vorteilhafte Ausführungen der beim Verfahren verwendbaren Bürsten. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht entsprechend Fig. 2 aus einem Spanntisch 1 zum Halten eines Werkstückes 2. Der Spanntisch 1 kann dabei z.B. als Magnetspanntisch ausgebildet sein oder Saugnäpfe oder mechanische Halterungen für das Werkstück enthalten. Der Tischfläche gegenüber ist eine Bürste 3 angeordnet, die eine ebene Grundfläche 4 und darauf senkrecht stehende, auf das Werkstück gerichtete Bürsten 5 enthält. Die Bürste 3 wird von einem Antriebsmotor 6 in eine exzentrisch kreisende Bewegung versetzt. Die exzentrische Kreisbewegung wird hervorgerufen, indem die Antriebswelle 7 einen am Bürstenkbrper 3 befestigten Exzenter 8 antreibt. Die exzentrische Kreisbewegung entsteht dabei aus infinitesimalen Parallelverschiebungen der Bürste, die sich zu einer geschlossenen Kreisbahn zusammensetzen. Vorteilhaft ist zur Führung der Bürste wenigstens ein zweiter Exzenter 9 an der Bürste angeordnet, der von einer zweiten Antriebswelle 10 angetrieben wird. Diese zweite Antriebswelle 10 wird mittels Zahnkränzen 11 und einem Zahnriemen 12 synchron vom Antrieb 6 angetrieben. Vorteilhaft ist die Exzentrizität der Exzenter 8 und 9 verstellbar, um die Amplitude der exzentrischen Kreisbewegung der Nachgiebigkeit der Borsten des Werkzeuges anzupassen. Um die Vorrichtung der jeweiligen Werkstückdicke anzupassen und bei Abrieb der Borsten nachzustellen, ist der Abstand zwischen dem Spanntisch 1 und der Bürste 3 verstellbar. Hierzu dient eine Schiene 14. Fur lange Werkstücke oder für einen kontinuierlichen Betrieb ist es vorteilhaft, die Vorrichtung als Durchlauf-Bearbeitungsmaschine auszubilden, d.h. das Werkstück wird während der Bearbeitung unter dem Werkzeug (Bürste) verschoben. Hierzu ist eine Transporteinrichtung für das Werkstück nötig. Dazu können Rollen 30 (Fig. 3) dienen, die das Werkstück zum Halten auf den Tisch 33 pressen und, sofern ein Rollenantrieb 31 vorgesehen ist, transportieren. Vorteilhaft stehen diesen Rollen 30 Gegenrollen 32 zur Bildung von Transportrollen-Paaren gegenUber. Der Abstand der Walzenpaare muss kleiner sein als die Werkstücklänge, weshalb die Rollen 30 vorteilhaft in Aussparungen 34 der Bürste 35 angeordnet werden. Die Aussparungen sind dabei so gross gewählt, dass die Schwingkreisbewegung der Bürste durch die Rollen nicht behindert wird. Bei hinreichend geringem Rollenabstand können sowohl lange wie kurze Werkstücke ohne Umrüstung an der gleichen Vorrichtung bearbeitet werden. Zur Erprobung geeigneter Bürsten wurden zunächst unter dem Namen "FeilbUrsten" handelsübliche Stahl drahtbürsten verwendet, deren Borsten etwa 0,2 mm Durchmesser und etwa 5 mm freie Borstenlänge bei einer Besatzdichte von etwa 2 % besitzen. Derartige Bürsten zeigen zwar bereits eine erhebliche Entgratung und Umformung der Kanten gestanzter Bleche, jedoch weisen die Kanten Riefen auf. Das Arbeitsergebnis kann verbessert werden, wenn die Packung der Stahlborsten erheblich dichter gewählt wird, z.B. zu 60 96 Besatzdichte. Man kann aber aus den genannten handelsüblichen Bürsten auch dadurch geeignete Bürsten für das Verfahren herstellen, dass die Zwischenräume mit einer Elastomermasse ausgegossen werden. Beim Betrieb wird die Elastomermasse an der Oberfläche ausgerieben und es entsteht die in Fig. 4 gezeigte Struktur, bei der die Drähte 40, die mittels eines Tragkörpers 41 am Bürstenrücken 42 befestigt sind, etwa einen Millimeter aus der Elastomerschicht 43 herausragen. Mit einer durch einen derartigen Elastomer-Verguss stabilisierte Strahldrahtbürste (Grundfläche 6 x 6 cm), deren Borsten eine Dicke von etwa 0,08 mm und eine Länge von ca. 15 mm bei einer Besatzdichte von etwa 7 % besitzen, wurden gestanzte Tiefziehbleche 8 x 8 cm mit künstlichen Graten verschiedener Stärke als Prüfkörper behandelt. Dazu wurde die Bürste als "Schleifschuht' auf einen Schwingschleifer (Frequenz etwa 50 Hz, Amplitude etwa 4 mi gespannt. Nach einer kurzen Einlaufzeit betrug die Länge der frei aus dem Elastomer-Verguss herausstehenden Drahtborstenenden etwa 1 mm. An den Kanten wurde eine Materialabtragung von etwa 0,1 mm innerhalb 30 sec. erztelt. Die Oberfläche der Kanten war praktisch riefenfrei. Ferner wurden-,Borsten verwendet, widsie bei sogenannten flexiblen Schleifahlen verwendet werden. Derartige Bürsten sind bisher nur in Flaschenbürsten-Form erhältlich (Fig. 5). Sie besitzen z.B. Borsten 50 aus Polyamid mit etwa 1 mm Durchmesser und einer freien Borstenlänge von etwa 10 mm. An ihrem Ende sind Schleifkugeln 51 mit etwa 4 mm Durchmesser befestigt, die aus einem Siliziumkarbid der Körnung 320, das mit Kunstharz gebunden ist, bestehen. Die Besatzdichte beträgt etwa 30 9'. Eine derartige Walzenbürste wurde fest eingespannt und das Werkstück zur Simulierung des Arbeitsvorganges auf einen Schwingschleifer befestigt. Die Relativbewegung zwischen den Borsten und der Werkstückoberfläche entspricht dabei weitgehend der Bewegung beim erfindungsgemässen Verfahren. Das Werkstück zeigt nach der Behandlung eine gute Entgratung und Kantenverrundung. Eine Bürste mit ebener Grundfläche, die nach diesem Prinzip aufgebaut ist (Fig. 5), ist daher für ein derartiges Verfahren ebenfalls geeignet. Auch mit Borsten aus Polyamid und darin eingebettetem Siliziumkarbid-Schleifkörnern der Körnung 120, wie sie bei handelsüblichen Walzen-Schleifbürsten verwendet werden, kann durch entsprechend hohe Besatzdichte ein gutes Arbeitsergebnis erzeugt werden. Zur Erprobung wurde loses Borstenmaterial derartiger Schleifbürsten mit einer Borstenlänge von etwa 1 cm auf einer 6 x 6 cm grossen Fläche zu einer Packungsdichte von 60 9' dicht gepackt und mit einem Tragkörper verklebt,-Fig. 6 zeigt die Strüktur, bei der auf dem Tragkörper 60 die Borsten 61 mittelR einer Schicht 62 aus geschmolzenem Borstenmaterial befestigt sind. Diese Art der Befestigung, bei der auf Haltebänder verzichtet wird, ermöglicht die ange strebte hohe Packung. Bei der Behandlung der erwähnten Probekörper aus gestanzten Tiefziehblechen mit einer derartigen Bürste wurde nachgewiesen, dass bereits nach 30sec. die feinsten Stanzgrate und nesserscharfen Kanten soweit antschärft sind, dass die Schnittverletzungsgefahr beseitigt ist. Um das gleiche Arbeitsergebnis mit einer Vorrichtung, die 4 schnell rotierende Bürsten enthält, zu erzielen, muss das Werkstück zwar nur eine erheblich kürzere (etwa um den Faktor 10 kleinere) Zeit bearbeitet werden als beim Verfahren semäss der Erfindung. Während nämlich beim Verfahren nach der Erfindung die Borsten die Kanten abreiben, schlagen die Borsten rotierender Walzenbürsten gegen die Kanten. Jedoch sind hierbei 4 Bearbeitungsschritte (4 nacheinander angeordnete, um verschiedene Rotationsachsen rotierende Bürsten) anstelle eines einzigen Bearbeitungsschrittes nötig. Die hohe Leistungsfähigkeit von Bürstmaschinen mit rotierenden Walzenbürsten kann jedoch häufig nicht genutzt werden, so dass eine einfachere und kostengünstigere "Schwingbürstmaschine" gemäss der Erfindung in den meisten Pällen wirtschaftlicher ist. Ausserdem benätigt die Vorrichtung nach der Erfindung nur wenig Platz und kann daher auch in Längstaktmaschine und Fertigungsstrassen eingesetzt werden, in denen tUr 3 Walzenbürsten keih Platz vorhanden wäre. Insbesondere kann das Verfahren in Verbindung mit einem Vorschleifen angewendet werden. So können z.B. die bei einem Brennschneiden entstehenden Schneidwülste mit einer Bandschleifmaschine grob entfernt werden, wobei der Bandschleif- maschine eine Schwingbürst-Vorrichtung nachgeschaltet ist, die die entstehenden Schleifgrate entfernt und die Kanten verrundet. Dabei kann eine hohe irbeits- geschwindigkeit erreicht werden. 12 Patentansprüche 6 Figuren

Claims: PatentanspfUche 1. Verfahren zum Entgraten oder Verrunden der Kanten ebener Werkstücke, bei dem Borsten in wechselnder Richtung über die Kanten geführt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Borsten parallel zur Ebene der Werkstücke jeweils um getrennte Rotationsachsen kreisend (Kreisschwingung) über die Werkstück-Oberfläche geführt werden. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Spanntisch zum Halten des ebenen Werkstücks, einer Bürste mit ebener, dem Spanntisch gegenüberstehenden Grundfläche und auf der Grundfläche senkrecht stehenden, auf das Werkstück gerichteten Borsten, deren freie Enden nur geringfügig seitlich bewegbar sind, und einem Antrieb für eine parallel zur Werkstückebene exzentrisch kreisende Bewegung (Kreisschwingung) der Bürste. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die seitliche Bewegbarkeit der freien Borstenenden durch eine dichte Packung der Borsten beschränkt ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Borsten aus Stahl sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Borsten aus Kunststoff mit eingelagerten Schleifmitteln bestehen. 6. Vorrichtung nach einem der AnsprUch 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zwischenraum zwischen den Borsten von einer plastischen oder elastischen Fulliasse ausgefüllt ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in die Fulliasse Schleifmitteln eingelagert sind. 8. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 2 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Abstand zwischen Bürste und Spanntisch verstellbar ist. 9. Vorrichtung nach einem der AnsprUche 2 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Werkstück von Rollen auf dem Spanntisch gehalten wird. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9 , d a d u r c h g e k. e n n z e i c h n e t , dass die Rollen in Aussparungen der Bürsten angeordnet sind. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, oder 10, d a durch gekennzeichnet, dass das Werkstück von den Rollen und gegenüberstehenden Gegenrollen transportiert wird. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mehrere synchron angetriebene Exzenter enthält.

Inventors: PORSCH, HANS, Pörsch, Hans
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1978
Main classification: B24B9
IPC codes: B24B35, B24B9