EP2495074A2 - Vorrichtung zum Schleifen und/oder Bürsten von Gegenständen - Google Patents
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- EP2495074A2 EP2495074A2 EP20120000897 EP12000897A EP2495074A2 EP 2495074 A2 EP2495074 A2 EP 2495074A2 EP 20120000897 EP20120000897 EP 20120000897 EP 12000897 A EP12000897 A EP 12000897A EP 2495074 A2 EP2495074 A2 EP 2495074A2
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- A46B2200/3093—Brush with abrasive properties, e.g. wire bristles
Definitions
- Object of the present invention is to develop a device for grinding objects of the type mentioned in such a way that grinding and brushing processes more efficient and largely automatable.
- action profile in the narrower sense is meant here the shape of the surface on which the tips of the abrasives or bristles of the brush lie during the rotation of the brush, ie under the influence of the centrifugal force.
- An “effective” profile of action is the profile of action that "feels” the machined object, which thus depends on the “profile of action” in the strict sense and on its relative position to the object during the "attack” of the brush.
- the orientation of the axis of at least one of the brushes relative to the horizontal is adjustable.
- the setting can also take place during the operation of the device, that is to say while the relative movement takes place between the device and the object and the geometric conditions at the surface area being processed change.
- the brush is composed of several axially juxtaposed segments that differ at least partially in their effective radii.
- impact profiles can be achieved with staircase-like gradations, the fineness of the stairs by the number of segments can be selected.
- the profile of action can not be changed during operation in this embodiment of the invention; When the machine is at a standstill, a different action profile can be achieved by different composition of the brush from other segments or segments joined together in a different order.
- the action profile of at least one brush can be changed during operation of the device.
- changes in the geometry of the surface area just worked in the profile of action of the brush can be continuously reproduced, so that even with greatly changing surface geometries always a good work efficiency can be achieved.
- the variability of the action profile can, for example, be achieved such that at least one brush has at least two carrier segments arranged on the brush body and movable relative thereto, each carrying a trimming of abrasives or bristles.
- the carrier segments may, for example, in the close the furthest retracted position to a cylinder. If the carrier segments are extended relative to the brush body, the cross section of the active profile increases. There are gaps between the individual segments, but these are of no significance during operation of the device. By the number of segments, which are each assigned to a brush, the fineness of each achievable effective profile can be adjusted.
- the carrier segments can be linearly movable relative to the brush body. This generally means that the individual carrier segment has the same distance from the brush body over its entire extent, that is to say has a uniform effective radius in this sense. Then, the entire outwardly facing surface of the carrier segments can be provided with a stocking of abrasives or bristles.
- the carrier segments are pivotable relative to the brush body.
- the spacing of the carrier segments from the brush body does not change in the vicinity of the pivot axis, while the opposite, free end of the carrier segments travels the greatest distance between the retracted and fully extended positions.
- a particularly preferred way to produce a brush with variable profile action is that the brush has a made of elastic material hollow support carrying a trimming of abrasives or bristles and in the interior of a Adjusting device is arranged, with which the carrier is deformable. Such adjustment can be mechanical and attack only point or line on the elastic carrier. It is also conceivable to connect the interior of the carrier with a pressure medium source, so that the hollow carrier can be more or less inflated and thereby changed in its dimensions.
- FIGS. 1 to 4 Referenced.
- the item 2 to be processed is in FIG. 2 shown only schematically. It may be, for example, the rotor blade of a wind turbine.
- the device 1 is stationary; the object 2 is guided below the device 1 at a defined distance in the direction of the arrow 3.
- a kinematic reversal of these conditions is possible by the device 1 is made movable, for example, guided by a robot, while the workpiece 2 stands still.
- the decisive factor is only a relative speed between the device 1 and the object 2.
- the device 1 has a housing 4, which in turn comprises two sub-housings 4a and 4b which are circular-arc-shaped in cross-section.
- the lower housing 4a and 4b are rigidly interconnected by a strut 5 and a suction channel 6 and each contain a working space 50 and 51.
- the suction channel 6 has two branches 6a, 6b, respectively in the working chamber 50 and 51 of a lower housing 4a and 4b, respectively.
- the suction channel 6 is connectable to a suction device, not shown, for example, an industrial vacuum cleaner.
- the lower housings 4a, 4b of the housing 4 are cut off in a secant manner and partially covered by sheets 7, 8, 9 which run approximately parallel to the surface of the workpiece 2 and which in the region of each lower housing 4a, 4b respectively have a slot 10a or 10a 10b.
- a respective brush 11 and 12 in below rotatably mounted described manner.
- the two brushes 11, 12 differ in their function: While the brush 12, which is hit by the workpiece 2 during its movement in the feed direction 3 first, designed for grinding the workpiece surface, the brush 11, which is downstream of this process, the Cleaning or brushing the pre-ground surface.
- the first brush 12 flexible abrasives 13 which may be commercially available abrasive segments with corundum or Diamantbesatz and may optionally be deposited with brushes for support. These abrasives 13 are attached to a brush body 14 with its radially inner edge and shown in the drawing only very schematically. They protrude through the slot 10b therethrough and thus touch the surface of the workpiece. 2
- the brush 12 is not disposed coaxially with the lower case 4b; Rather, its axis relative to the axis of the lower housing 4b against the feed direction 3, in FIG. 2 so to the right, offset.
- the cleaning brush 11 carries according to their function bristles 15 of natural or synthetic fibers, which are fixed at its radially inner end to a brush body 16.
- the bristles 15 project through the slit 10a and abut against the surface of the machined object 2. Also, the axis of the brush 11 is offset from the axis of the lower housing 4a parallel to the feed direction 3.
- Ionization means 60, 61 protrude into the working spaces 50, 51 and serve, in a known manner, those of the Brushes 11, 12 to ionize exfoliated particles.
- the axis 17 of the brush 12 is mounted on the housing 4 in fixed bearings, so can not change their orientation and position relative to the housing 4. It can be put together with the brush 12 by a motor 19 in rotation, the in FIG. 1 is shown schematically.
- the axis 18 of the cleaning brush 11 is different. It is mounted at its opposite ends in each case in a bearing device 20, the vertical position of which can be changed relative to the housing 4 by an adjusting device 21.
- the latter may be, for example, a hydraulic or pneumatic cylinder.
- the storage device 20 has, in particular the FIG. 1 it can be seen, two opposite, vertical lateral edges 20a, 20b, which are displaceable in correspondingly profiled guide rails 22 which are fixed to the housing 4.
- the vertical position of the bearing device 20 on opposite sides of the housing 4 can be set differently, so that, for example, results in an inclined position of the brush 11, as in FIG. 3 is shown.
- the ends of the shaft 11 are mounted in ball bearings 23, the outer ring has a convex outer surface. With this convex outer surface, the ball bearings 23 abut against a corresponding concave surface of the bearing device 20.
- the brush 11 is driven via its axis 18 by a motor 24, which also in the drawing also only schematically is shown and can be operated independently of the motor 19, which is associated with the brush 12.
- the article 2 is passed under the stationary device 1 in the direction of arrow 3.
- the surface of the article 2 initially strikes the abrasives 13 of the abrasive brush 12 and is ground intensively.
- the grinding dust is removed via the branch 6 b of the suction channel 6.
- the freshly ground areas reach the further movement of the article 2 in the region of the bristles 15 of the cleaning brush 11, which protrude through the slot 10 a.
- the surface of the objects 2 is usually not even and / or differently inclined at different locations.
- the engagement of the bristles 15 of the cleaning brush 11 can be adapted to this contour of the object, so that the brushing efficiency is improved.
- FIG. 5 shows such a brush 111, installed in the otherwise unchanged device.
- FIG. 6 shows the same brush 111 in partial section. It is composed of five brush segments 111a, 111b, 111c, 111d and 111e in the exemplary embodiment, which have different effective radius.
- effective radius is meant here the radius of the cylindrical surface, the is defined by the outer ends of the bristles 115a to 115e upon rotation of the brush 111.
- each brush segment 111a-111e has an inner body segment 116a-116e that is cylindrical and identical for all brush segments 111a-111e.
- Each body segment 116a to 116e carries a carrier ring 126a to 126e via a spacer ring 125a to 125e.
- an annular trimming of bristles 115a to 115e is fastened, wherein the bristles in all brush segments 111a to 111e have the same length.
- the spacers 125a to 126e have different thicknesses in the various brush segments 111a to 111e, the support rings 126a to 126e and the bristles 115a to 115e mounted on them have different diameters, resulting in the desired profile of action.
- the profile of action is fixed. At best, it can be changed by exchanging brush segments 111a to 111e. This is different in the below-described embodiments of brushes, where appropriate, the profile of action even during operation of the device 1 is changeable.
- FIGS. 7a and 7b It has a brush body 216 which carries two semi-annular support segments 226a, 226b via extendable servomotors 227. On the support segments 226a and 226b, in turn, semi-annular trimmings of bristles 115a and 115b are mounted.
- the carrier segments 226a and 226b and the trimmings of bristles 215a, 215b mounted thereon may be formed from the ones shown in Figs FIG. 7b shown position in which they merge into a complete ring, in the in Figure 7a shown position in which the carrier segments 226a, 226b and the bristles 215a, 215b occupy the form of an interrupted by opposing gaps oval.
- the effective effective radius of the brush 211 in the "extended" position of the Figure 7a corresponds to the larger semiaxis of the oval defined by the tips of the bristles 215a, 215b.
- the number of carrier segments can be increased accordingly.
- six such carrier segments 326a to 326f are provided with the associated trimmings of bristles 315a to 315f, which are provided by six servomotors 327a to 327f mounted on the brush body 316 of the type shown in FIGS FIG. 8b position shown in the in FIG. 8a shown position and can be returned.
- FIG. 8a makes clear, lie here the radially outer tips of the bristles 315a to 315b in the section of the figure differently than in the embodiment of Figure 7a with good approximation on a circle cylinder surface.
- FIGS. 9a and 9b illustrated embodiment of a brush 411 twelve such support segments 411a to 411m are provided with the associated trimmings of bristles 415a to 415m, of twelve servomotors 427a to 427m between the in FIG. 9b shown position and the in FIG. 9a shown position can be moved back and forth. While in the embodiment of FIGS. 8a and 8b each carrier segment 326a to 326f is moved over two actuating rods, takes place in the embodiment of FIGS. 9a and 9b only one such operating rod use.
- the carrier segments 326a to 326f of FIGS. 8a and 8b and the carrier segments 426a to 426m of FIGS. 9a and 9b are linearly reciprocated in the radial direction. This is the embodiment of the FIG. 10 different.
- the brush 511 shown here has similar to the brush 311 of FIGS. 8a and 8b six carrier segments 526a to 526f. However, these are hinged in the region of one end about a pivot axis 528a to 528f pivotally connected to a rigidly connected to the brush body 516, not shown part.
- the servo motors 527a to 527b engage the carrier segments 526a to 526f off-center, slightly closer to the non-hinged end portion.
- This type of movement of the support segments 526a-526f is particularly useful where the trimmings of bristles 515a-515f are not mounted on the entire outer surface of the support segments 526a-526f but only near that portion of those support segments 526a-526f which is spaced from the support segments 526a-526f Swivel axis 528a to 528f is removed. This is the FIG. 10 good to take. In this case, it also does not play any significant role for the function of the brush 511 that the areas of the support segments 526a to 526f lying in the vicinity of the pivot axes 528a to 528f are located between the two in FIGS. 10a and 10b shown positions little or no move in the radial direction.
- the cross section of the brush remains constant over its entire axial dimension, regardless of the position of the carrier elements.
- the profile of action in the axial direction is not fixed, but adjustable, possibly also during operation of the device 501.
- the device 501 can each be readjusted for use on differently shaped objects.
- the brush body 616 is hollow. He includes two circular rigid end walls 629, to each of which an outwardly projecting pin 630a, 630b coaxially formed.
- the two end walls 630a, 630b are interconnected in the vicinity of their outer periphery by a hollow cylindrical support 626, which consists of a suitable elastic material.
- end portion of the actuating rods 635, 636 are each equipped with a driver 639, 640, which extends in the radial direction through a correspondingly sized opening 641 and 642 of the sleeve 632 and with the outwardly projecting portion with a form-fitting a socket 633 and 634 is connected.
- the pin 630b in the FIGS. 11 to 13 The right end face 629b of the brush body 616 is in rotary connection with the drive motor of the device 601.
- the action profile of the brush 611 can be adapted to the geometry of the machined object in the following manner: If the actuating rod 635 is displaced in the axial direction with the aid of the adjusting device 637, the bushing 633, which is connected in a motion-locking manner with the actuating rod 635, moves in the same direction Direction on the sleeve 632. This has a pivoting of the lever 643a, 643b result. In FIG. 12 has been the actuating rod 635 with respect to the position of FIG. 11 shifted to the right, so that the levers 643a, 643b have made steeper and, since their length is fixed, the elastic support 626 has bulged at these locations and so has increased the effective radius of the brush 611 in this area.
- FIGS. 15 and 16 A further embodiment of a brush 711, the profile of which is variable and optionally also adjustable during operation of the device is schematically in the FIGS. 15 and 16 shown.
- This brush 711 has a substantially circular-cylindrical brush body 716.
- two servomotors 745 are mounted on opposite points of the peripheral wall.
- the outwardly projecting actuating rods of these actuators 745 are secured to the inner circumferential surface of a resilient, hollow cylindrical support 726, the opposite, circular edges are not interconnected in this case.
- the actuating rods of the servomotors 745 can be extended or retracted in a suitable manner, as need not be described in detail.
- the servomotors 745 may be electrically operated or may also include hydraulic or pneumatic cylinders. In what way with the help of these servomotors 745, the action profile of the brush 711 can be changed, can the FIGS. 15 and 16 remove.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen und/oder Bürsten von Gegenständen mit
- a) einem Gehäuse;
- b) mindestens einer in mindestens einem Arbeitsraum des Gehäuses drehbar angeordneten und antreibbaren Bürste, die einen Bürstenkörper und einen an diesem befestigten Schleifmittel- und/oder Borstenbesatz aufweist;
- c) einem Absaugkanal, der in den Arbeitsraum mündet und mit einer Absaugeinrichtung verbindbar ist.
- In vielen Industriebereichen, insbesondere aber im Bereich der Windkraft, des Fahrzeugbaus sowie der Luft- und Raumfahrtindustrie, sind viele Behandlungsschritte zur Erzielung einer hochwertigen Oberfläche auf einem vorhergehenden Schleif- und Reinigungsprozess angewiesen. Diese Schleif- und Reinigungsprozesse sind in der Vergangenheit nur schwer und unzureichend automatisierbar gewesen. Schleifen und Reinigen durch Bürsten wurden dabei im Wesentlichen manuell, allenfalls teilweise automatisiert, durch getrennte Vorrichtungen durchgeführt. Damit sind verständlicherweise verhältnismäßig hohe Kosten verbunden.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Schleifen von Gegenständen der eingangs genannten Art derart fortzubilden, dass Schleif- und Bürstprozesse effizienter und weitgehend automatisierbar sind.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
- d) das effektive Wirkprofil der Bürste durch Veränderung der Achslage der Bürste und/oder durch Abweichung von der Form eines Kreiszylinders an die Geometrie des Gegenstandes angepasst oder anpassbar ist.
- Unter "Wirkprofil" im engeren Sinne wird hier die Gestalt der Fläche verstanden, auf welcher die Spitzen der Schleifmittel oder Borsten der Bürste bei der Drehung der Bürste, also unter dem Einfluss der Fliehkraft liegen. Ein "effektives" Wirkprofil ist das Wirkprofil, das der bearbeitete Gegenstand "spürt", das also von dem "Wirkprofil" im engeren Sinne und von dessen relativer Lage zum Gegenstand beim "Angriff" der Bürste abhängt. Durch die Anpassung dieses effektiven Wirkprofils an die Geometrie des Gegenstandes, und zwar an dessen gerade von der Bürste bearbeitetem Bereich, lässt sich die Effizienz der Bürste deutlich verbessern; auch deren Verschleissverhalten ist günstiger, da das Werkstück überall etwa gleich tief in den Schleifmittel- und/oder Borstenbesatz eintaucht. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich im Gegensatz zur manuellen Bearbeitung reproduktionssichere Ergebnisse liefern. Dass die Personalkosten geringer ausfallen, leuchtet unmittelbar ein. Darüber hinaus ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch eine Reduzierung der Verbrauchsmaterialkosten verbunden.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Orientierung der Achse mindestens einer der Bürsten gegenüber der Horizontalen einstellbar. Auf diese Weise ist eine verhältnismäßig einfache Anpassung der Bürste an die Geometrie der Oberfläche des zu bearbeitenden Gegenstandes möglich. Die Einstellung kann dabei gegebenenfalls auch während des Betriebes der Vorrichtung geschehen, also während die Relativbewegung zwischen Vorrichtung und Gegenstand stattfindet und sich die geometrischen Verhältnisse an dem gerade bearbeiteten Oberflächenbereich ändern.
- Eine Möglichkeit, ein von der Kreiszylinderform abweichendes Wirkprofil zu erzielen, besteht darin, dass die Bürste aus mehreren in axialer Richtung nebeneinanderliegenden Segmenten zusammengesetzt ist, die sich in ihren Wirkradien zumindest teilweise unterscheiden. Auf diese Weise lassen sich Wirkprofile mit treppenartigen Abstufungen erzielen, wobei die Feinheit der Treppen durch die Anzahl der Segmente wählbar ist. Das Wirkprofil lässt sich bei dieser Ausführungsform der Erfindung nicht im laufenden Betrieb verändern; im Stillstand der Maschine kann ein anderes Wirkprofil durch andersartige Zusammensetzung der Bürste aus anderen Segmenten oder in anderer Reihenfolge zusammengefügten Segmenten erzielt werden.
- Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Wirkprofil mindestens einer Bürste während des Betriebs der Vorrichtung veränderbar ist. In diesem Falle können laufend Veränderungen der Geometrie des gerade bearbeiteten Oberflächenbereichs im Wirkprofil der Bürste nachvollzogen werden, so dass auch bei stark sich ändernden Oberflächengeometrien stets eine gute Arbeitseffizienz erreichbar ist.
- Die Veränderbarkeit des Wirkprofils kann beispielsweise so erreicht werden, dass mindestens eine Bürste mindestens zwei an dem Bürstenkörper angeordnete und gegenüber diesem bewegbare Trägersegmente aufweist, die jeweils einen Besatz von Schleifmitteln oder Borsten tragen. Die Trägersegmente können sich beispielsweise in der am weitesten zurückgezogenen Position zu einem Zylinder schließen. Werden die Trägersegmente gegenüber dem Bürstenkörper ausgefahren, vergrößert sich der Querschnitt des Wirkprofils. Zwischen den einzelnen Segmenten entstehen dabei Lücken, die aber im Betrieb der Vorrichtung ohne Bedeutung sind. Durch die Zahl der Segmente, die jeweils einer Bürste zugeordnet werden, lässt sich die Feinheit des jeweils erzielbaren Wirkprofiles einstellen.
- Die Trägersegmente können dabei gegenüber dem Bürstenkörper linear bewegbar sein. Dies bedeutet im Allgemeinen, dass das einzelne Trägersegment über seine ganze Erstreckung hinweg denselben Abstand gegenüber dem Bürstenkörper aufweist, also in diesem Sinne einen einheitlichen Wirkradius besitzt. Dann kann auch die gesamte nach außen weisende Fläche der Trägersegmente mit einem Besatz von Schleifmitteln oder Borsten versehen werden.
- Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Trägersegmente gegenüber dem Bürstenkörper verschwenkbar sind. In diesem Falle ändert sich in der Nähe der Schwenkachse der Abstand der Trägersegmente gegenüber dem Bürstenkörper nicht, während das gegenüberliegende, freie Ende der Trägersegmente den größten Weg zwischen der zurückgezogenen und der voll ausgefahrenen Stellung zurücklegt. Bei derartigen Bürsten ist es häufig sinnvoll, nur denjenigen Bereich der Trägersegmente mit einem Besatz von Schleifmitteln oder Borsten zu versehen, der von der Schwenkachse entfernt ist.
- Eine besonders bevorzugte Möglichkeit, eine Bürste mit variablem Wirkprofil herzustellen, besteht darin, dass die Bürste einen aus elastischem Material gefertigten hohlen Träger aufweist, der einen Besatz aus Schleifmitteln oder Borsten trägt und in dessen Innenraum eine Verstelleinrichtung angeordnet ist, mit welcher der Träger verformbar ist. Eine derartige Verstelleinrichtung kann mechanisch sein und nur punkt- oder linienhaft an dem elastischen Träger angreifen. Denkbar ist auch, den Innenraum des Trägers mit einer Druckmittelquelle zu verbinden, so dass der hohle Träger mehr oder weniger aufgepumpt und dadurch in seinen Dimensionen verändert werden kann.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
- Figur 1
- perspektivisch eine Vorrichtung zum Schleifen und Reinigen von Gegenständen, beispielsweise von Rotorblättern von Windkraftanlagen;
- Figur 2
- einen vertikalen Längsschnitt durch die Vorrichtung der
Figur 1 ; - Figur 3
- einen vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung der
Figuren 1 und2 gemäß Linie III-III vonFigur 2 ; - Figur 4
- eine Detailvergrößerung aus
Figur 3 im Bereich einer Lagerstelle der Bürste; - Figur 5
- eine Ansicht ähnlich der
Figur 2 einer alternativen Ausführungsform der Bürste; - Figur 6
- einen Axialschnitt durch die Bürste der
Figur 5 ; - Figuren 7a und 7b
- Schnitte durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer verstellbaren Bürste in zwei Wirkpositionen;
- Figuren 8a und 8b
- Schnitte, ähnlich den
Figuren 7a und b , durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer verstellbaren Bürste in zwei unterschiedlichen Wirkpositionen; - Figuren 9a und 9b
- Schnitte, ähnlich den
Figuren 7a und 7b , durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer verstellbaren Bürste in unterschiedlichen Wirkpositionen; - Figuren
- 10a und 10b Schnitte, ähnlich den
Figuren 7a und 7b , durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer verstellbaren Bürste in zwei unterschiedlichen Wirkpositionen; - Figur 11
- einen Axialschnitt ähnlich der
Figur 3 durch eine Vorrichtung zum Schleifen und Reinigen mit einer verstellbaren Bürste; - Figuren 12, 13 und 14
- Schnitte, entsprechend der
Figur 11 , in denen jedoch die Wirkkontur der Bürste gegenüber den jeweils anderen Figuren verändert ist; - Figur 15
- einen Axialschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer verstellbaren Bürste;
- Figur 16
- einen Schnitt, entsprechend der
Figur 15 , in dem jedoch die Wirkkontur der Bürste gegenüber derjenigen inFigur 16 verändert ist. - Zunächst wird auf die
Figuren 1 bis 4 Bezug genommen. In diesen ist eine Vorrichtung zum Schleifen und Reinigen dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Der Gegenstand 2, der bearbeitet werden soll, ist inFigur 2 nur schematisch dargestellt. Es kann sich dabei beispielsweise um das Rotorblatt einer Windkraftanlage handeln. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 1 stationär; der Gegenstand 2 wird unterhalb der Vorrichtung 1 in einem definierten Abstand in Richtung des Pfeiles 3 vorbeigeführt. Selbstverständlich ist jedoch auch eine kinematische Umkehr dieser Verhältnisse möglich, indem die Vorrichtung 1 beispielsweise durch einen Roboter geführt beweglich gestaltet wird, während das Werkstück 2 still steht. Entscheidend ist nur eine Relativgeschwindigkeit zwischen Vorrichtung 1 und Gegenstand 2. - Die Vorrichtung 1 besitzt ein Gehäuse 4, das seinerseits zwei im Querschnitt kreisbogenförmige Untergehäuse 4a und 4b umfasst. Die Untergehäuse 4a und 4b sind starr durch eine Strebe 5 und durch einen Absaugkanal 6 miteinander verbunden und enthalten jeweils einen Arbeitsraum 50 bzw. 51. Der Absaugkanal 6 weist zwei Zweige 6a, 6b auf, die jeweils in den Arbeitsraum 50 bzw. 51 eines Untergehäuses 4a bzw. 4b münden. Der Absaugkanal 6 ist mit einer nicht dargestellten Absaugeinrichtung, beispielsweise einem Industriestaubsauger, verbindbar.
- Im unteren Bereich sind die Untergehäuse 4a, 4b des Gehäuses 4 sekantenartig abgeschnitten und dort teilweise durch Bleche 7, 8, 9 abgedeckt, die etwa parallel zur Oberfläche des Werkstückes 2 verlaufen und die im Bereich von jedem Untergehäuse 4a, 4b jeweils einen Schlitz 10a bzw. 10b aufweisen.
- In den Arbeitsräumen 50 bzw. 51 der beiden Untergehäuse 4a, 4b ist jeweils eine Bürste 11 bzw. 12 in weiter unten beschriebener Weise drehbar gelagert. Die beiden Bürsten 11, 12 unterscheiden sich in ihrer Funktion: Während die Bürste 12, auf welche das Werkstück 2 bei seiner Bewegung in Vorschubrichtung 3 zuerst trifft, zum Schleifen der Werkstückoberfläche ausgelegt ist, dient die Bürste 11, welche diesem Vorgang nachgelagert ist, dem Reinigen bzw. Bürsten der vorgeschliffenen Oberfläche.
- Dementsprechend weist die erste Bürste 12 flexible Schleifmittel 13 auf, bei denen es sich um handelsübliche Schleifsegmente mit Korund- oder Diamantbesatz handeln kann und die gegebenenfalls mit Bürsten zur Abstützung hinterlegt sein können. Diese Schleifmittel 13 sind an einem Bürstenkörper 14 mit ihrem radial innenliegenden Rand befestigt und in der Zeichnung nur sehr schematisch dargestellt. Sie ragen im Bereich des Schlitzes 10b durch diesen hindurch und berühren so die Oberfläche des Werkstückes 2.
- Die Bürste 12 ist nicht koaxial zu dem Untergehäuse 4b angeordnet; vielmehr ist ihre Achse gegenüber der Achse des Untergehäuses 4b gegen die Vorschubrichtung 3, in
Figur 2 also nach rechts, versetzt. - Die zur Reinigung dienende Bürste 11 trägt entsprechend ihrer Funktion Borsten 15 aus Natur- oder Kunstfasern, die an ihrem radial innenliegenden Ende an einem Bürstenkörper 16 befestigt sind. Die Borsten 15 ragen durch den Schlitz 10a hindurch und legen sich an die Oberfläche des bearbeiteten Gegenstandes 2 an. Auch die Achse der Bürste 11 ist gegenüber der Achse des Untergehäuses 4a parallel gegen die Vorschubrichtung 3 versetzt.
- Ionisationseinrichtungen 60, 61 ragen in die Arbeitsräume 50, 51 und dienen dazu, in bekannter Weise die von den Bürsten 11, 12 ebgeriebenen Partikel zu ionisieren.
- Die Achse 17 der Schleifbürste 12 ist an dem Gehäuse 4 in feststehenden Lagern gelagert, kann also ihre Orientierung und Position gegenüber dem Gehäuse 4 nicht verändern. Sie lässt sich gemeinsam mit der Bürste 12 durch einen Motor 19 in Drehung versetzen, der in
Figur 1 schematisch dargestellt ist. - Anders dagegen die Achse 18 der Reinigungsbürste 11. Diese ist an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils in einer Lagereinrichtung 20 gelagert, deren Vertikalposition gegenüber dem Gehäuse 4 durch eine Verstelleinrichtung 21 verändert werden kann. Bei Letzterer kann es sich beispielsweise um einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder handeln. Die Lagereinrichtung 20 besitzt, wie insbesondere der
Figur 1 zu entnehmen ist, zwei gegenüberliegende, vertikale seitliche Kanten 20a, 20b, die in entsprechend profilierten Führungsschienen 22 verschiebbar sind, die am Gehäuse 4 befestigt sind. - Die Vertikalposition der Lagereinrichtung 20 auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 4 kann unterschiedlich eingestellt werden, so dass sich beispielsweise eine Schräglage der Bürste 11 ergibt, wie sie in
Figur 3 dargestellt ist. Um die Schrägstellung der Achse 18 der Bürste 11 zu ermöglichen, sind die Enden der Achse 11 in Kugellagern 23 gelagert, deren Außenring eine konvexe Außenfläche besitzt. Mit dieser konvexen Außenfläche liegen die Kugellager 23 an einer entsprechend konkaven Fläche der Lagereinrichtung 20 an. Diese Verhältnisse sind insbesondere auch derFigur 4 zu entnehmen. - Die Bürste 11 wird über ihre Achse 18 von einem Motor 24 angetrieben, der in der Zeichnung ebenfalls nur schematisch dargestellt ist und unabhängig von dem Motor 19 betrieben werden kann, welcher der Bürste 12 zugeordnet ist.
- Im Betrieb wird der Gegenstand 2 unter der stationären Vorrichtung 1 im Sinne des Pfeiles 3 hindurchgeführt. Die Oberfläche des Gegenstandes 2 trifft dabei zunächst auf die Schleifmittel 13 der Schleifbürste 12 und wird hierbei intensiv geschliffen. Der Schleifstaub wird über den Zweig 6b des Absaugkanales 6 abgeführt. Die frisch geschliffenen Bereiche gelangen bei der Weiterbewegung des Gegenstandes 2 in den Bereich der Borsten 15 der Reinigungsbürste 11, die durch den Schlitz 10a hindurchragen. Dort erfolgt ein intensives Ausbürsten der mitgeführten Schleifstaubreste, die dann über den Zweig 6a des Absaugkanales 6 abtransportiert werden.
- Die Oberfläche der Gegenstände 2 ist im Regelfall nicht eben und/oder an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich geneigt. Durch die Verstellung der Neigung der Achse 18 gegenüber der Horizontalen mit Hilfe der Verstelleinrichtungen 21 kann der Eingriff der Borsten 15 der Reinigungsbürste 11 an diese Kontur des Gegenstandes angepasst werden, so dass die Bürsteffizienz verbessert wird.
- Eine weitere Verbesserung der Bürsteffizienz kann dadurch erzielt werden, dass die Wirkkontur der Reinigungsbürste 11 an die nicht ebene Kontur des zu bearbeitenden Gegenstandes angepasst wird.
Figur 5 zeigt eine derartige Bürste 111, eingebaut in die im Übrigen unveränderte Vorrichtung 1.Figur 6 zeigt dieselbe Bürste 111 im Teilschnitt. Sie ist aus im Ausführungsbeispiel fünf Bürstensegmenten 111a, 111b, 111c, 111d und 111e zusammengesetzt, die unterschiedlichen Wirkradius haben. Unter "Wirkradius" wird hier der Radius der Zylinderfläche verstanden, der durch die äußeren Enden der Borsten 115a bis 115e bei Drehung der Bürste 111 definiert wird. InFigur 5 besitzen die beiden randständigen Bürstensegmente 111a und 111e größeren Wirkradius als die zwischenliegenden Bürstensegmente 111b, 111c, 111d derart, dass im Axialschnitt und von außen gesehen ein konkaves Wirkprofil (treppenförmig angenähert) der Gesamtbürste 111 entsteht. Ein derartiges Wirkprofil eignet sich besonders zum Reinigen von Gegenständen, deren zu reinigende Oberfläche von außen gesehen konvex gekrümmt ist, wie dies beispielsweise bei Rotorblättern häufig der Fall ist. - In
Figur 6 ist der innere Aufbau der einzelnen Bürstensegmente 111a bis 111e schematisch dargestellt. Jedes Bürstensegment 111a bis 111e weist ein inneres Körpersegment 116a bis 116e auf, das zylindrisch und für alle Bürstensegmente 111a bis 111e identisch gestaltet ist. Jedes Körpersegment 116a bis 116e trägt über einen Distanzring 125a bis 125e einen Trägerring 126a bis 126e. Auf den Trägerringen 126a bis 126e wiederum ist jeweils ein ringförmiger Besatz von Borsten 115a bis 115e befestigt, wobei die Borsten in allen Bürstensegmenten 111a bis 111e dieselbe Länge besitzen. Da die Distanzringe 125a bis 126e in den verschiedenen Bürstensegmenten 111a bis 111e unterschiedliche Dicke aufweisen, besitzen die Trägerringe 126a bis 126e und die auf ihnen angebrachten Besätze von Borsten 115a bis 115e unterschiedlichen Durchmesser, wodurch sich das gewünschte Wirkprofil ergibt. - Bei dem Ausführungsbeispiel einer Bürste 111, das in den
Figuren 5 und6 dargestellt ist, ist das Wirkprofil fest vorgegeben. Es kann allenfalls durch Austausch von Bürstensegmenten 111a bis 111e verändert werden. Anders ist dies bei den nachfolgend geschilderten Ausführungsbeispielen von Bürsten, deren Wirkprofil gegebenenfalls sogar während des Betriebes der Vorrichtung 1 veränderbar ist. - Eine besonders einfache Bauweise besitzt die in den
Figuren 7a und 7b dargestellte Bürste 211. Sie besitzt einen Bürstenkörper 216, der über ausfahrbare Stellmotoren 227 zwei halbringförmige Trägersegmente 226a, 226b trägt. Auf den Trägersegmenten 226a und 226b wiederum sind halbringförmige Besätze von Borsten 115a und 115b angebracht. - Durch Ausfahren der Stellmotoren 227a und 227b können die Trägersegmente 226a und 226b sowie die darauf angebrachten Besätze von Borsten 215a, 215b aus der in
Figur 7b dargestellten Position, in der sie sich zu einem vollständigen Ring zusammenfügen, in die inFigur 7a dargestellte Position gebracht werden, in welcher die Trägersegmente 226a, 226b und die Besätze von Borsten 215a, 215b die Form eines durch gegenüberliegende Lücken unterbrochenen Ovales einnehmen. Der effektive Wirkradius der Bürste 211 in der "ausgefahrenen" Position derFigur 7a entspricht der größeren Halbachse des durch die Spitzen der Borsten 215a, 215b definierten Ovals. - Wenn das Wirkprofil einer Bürste präziser einstellbar sein soll, als dies beim Ausführungsbeispiel der
Figuren 7a und 7b der Fall war, so kann die Zahl der Trägersegmente entsprechend erhöht werden. Bei der in denFiguren 8a und 8b dargestellten Bürste 311 sind sechs derartige Trägersegmente 326a bis 326f mit den zugehörigen Besätzen von Borsten 315a bis 315f vorgesehen, die von sechs am Bürstenkörper 316 angebrachten Stellmotoren 327a bis 327f aus der inFigur 8b dargestellten Position in die inFigur 8a dargestellte Position und zurückgebracht werden können. WieFigur 8a deutlich macht, liegen hier die radial äußeren Spitzen der Borsten 315a bis 315b im Schnitt der Figur anders als beim Ausführungsbeispiel derFigur 7a mit guter Annäherung auf einer Kreiszylinderfläche. - Trotzdem kann selbstverständlich die Unterteilung des Trägers für den Borstenbesatz noch weiter getrieben werden. Bei dem in den
Figuren 9a und 9b dargestellten Ausführungsbeispiel einer Bürste 411 sind zwölf derartige Trägersegmente 411a bis 411m mit den zugehörigen Besätzen von Borsten 415a bis 415m vorgesehen, die von zwölf Stellmotoren 427a bis 427m zwischen der inFigur 9b gezeigten Position und der inFigur 9a gezeigten Position hin- und herbewegt werden können. Während beim Ausführungsbeispiel derFiguren 8a und 8b jedes Trägersegment 326a bis 326f über zwei Betätigungsstangen bewegt wird, findet beim Ausführungsbeispiel derFiguren 9a und 9b nur eine derartige Betätigungsstange Verwendung. - Die Trägersegmente 326a bis 326f der
Figuren 8a und 8b sowie die Trägersegmente 426a bis 426m derFiguren 9a und 9b werden linear in radialer Richtung hin- und herbewegt. Dies ist beim Ausführungsbeispiel derFigur 10 anders. Die hier dargestellte Bürste 511 besitzt ähnlich wie die Bürste 311 derFiguren 8a und 8b sechs Trägersegmente 526a bis 526f. Diese sind jedoch im Bereich jeweils eines Endes um eine Schwenkachse 528a bis 528f schwenkbar an einem mit dem Bürstenkörper 516 starr verbundenen, nicht dargestellten Teil angelenkt. Die Stellmotoren 527a bis 527b setzen an den Trägersegmenten 526a bis 526f außermittig, etwas näher an dem nicht angelenkten Endbereich an. Werden die Betätigungsstangen der Stellmotoren 527a bis 527f ausgefahren, bewegen sich die Trägersegmente 526a bis 526f nicht radial nach außen, sondern verschwenken um die jeweiligen Schwenkachsen 528a bis 528f, wie dies in denFiguren 10a und 10b dargestellt ist. - Diese Art der Bewegung der Trägersegmente 526a bis 526f eignet sich insbesondere dort, wo die Besätze von Borsten 515a bis 515f nicht auf der ganzen Außenfläche der Trägersegmente 526a bis 526f sondern nur in der Nähe desjenigen Bereiches dieser Trägersegmente 526a bis 526f angebracht sind, welcher von der Schwenkachse 528a bis 528f entfernt ist. Dies ist der
Figur 10 gut zu entnehmen. In diesem Falle spielt es auch für die Funktion der Bürste 511 keine nennenswerte Rolle, dass die in der Nähe der Schwenkachsen 528a bis 528f liegenden Bereiche der Trägersegmente 526a bis 526f sich zwischen den beiden inFiguren 10a und Figur 10b gezeigten Positionen nur wenig oder gar nicht in radialer Richtung bewegen. - Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen bleibt der Querschnitt der Bürste über deren gesamte axiale Abmessung hinweg konstant, und zwar unabhängig von der jeweiligen Position der Trägerelemente. Bei den nachfolgend beschriebenen Bürsten ändert sich, ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der
Figuren 5 und6 , das Wirkprofil in axialer Richtung. Dieses ist aber nicht fest vorgegeben, sondern einstellbar, gegebenenfalls auch während des Betriebes der Vorrichtung 501. Hierdurch kann die Vorrichtung 501 zur Verwendung an unterschiedlich geformten Gegenständen jeweils neu eingestellt werden. Vor allem aber ist es möglich, das Wirkprofil auch bei der Bearbeitung eines einzigen Gegenstandes anzupassen, wenn sich die Form von dessen Oberflächenbereich, der gerade im Eingriff mit dem Borsten der Bürste ist, während der Relativbewegung zwischen Bürste und Gegenstand verändert. - Bei der in den
Figuren 11 und12 dargestellten Vorrichtung 601 ist der Bürstenkörper 616 hohl. Er umfasst zwei kreisförmige starre Stirnwände 629, an die jeweils ein nach außen ragender Zapfen 630a, 630b koaxial angeformt ist. Die beiden Stirnwände 630a, 630b sind in der Nähe ihres Außenumfangs durch einen hohlzylindrischen Träger 626 miteinander verbunden, der aus einem geeigneten elastischen Material besteht. - Durch eine Durchgangsbohrung 631 in dem in
Figur 11 linken Zapfen 630a ist ein Ende einer Hülse 632 geführt, deren gegenüberliegendes Ende in eine Blindbohrung 631b des Zapfens 630 hineinragt. Auf der Außenmantelfläche der Hülse 632 sind zwei ringförmige Buchsen 633, 634 axial verschiebbar geführt. Hierzu verlaufen innerhalb der Hülse 632 zwei Betätigungsstangen 635, 636, die in der in denFiguren 11 bis 13 schematisch dargestellten Weise bewegungsschlüssig jeweils mit einem Stellmotor 637, 638 verbunden sind. Sie lassen sich auf diese Weise in axialer Richtung verschieben. - An ihrem innerhalb der Hülse 632 liegenden Endbereich sind die Betätigungsstangen 635, 636 jeweils mit einem Mitnehmer 639, 640 ausgestattet, der sich in radialer Richtung durch eine entsprechend dimensionierte Öffnung 641 bzw. 642 der Hülse 632 hindurcherstreckt und mit dem nach außen überstehenden Bereich formschlüssig mit einer Buchse 633 bzw. 634 verbunden ist.
- An der in den
Figuren 11 bis 13 linken Buchse 633 sind an diametral gegenüberliegenden Stellen zwei Hebel 643a und 643b angelenkt, die eine Ebene aufspannen. Mit ihren äußeren Enden sind die Hebel 634a, 634b gelenkig mit der Innenmantelfläche des Trägers 626 verbunden. In entsprechender Weise ist die Außenmantelfläche der in denFiguren 11 bis 13 rechten Buchse 634 an diametral gegenüberliegenden Stellen gelenkig mit Hebeln 644a, 644b verbunden, deren äußere Enden an der inneren Mantelfläche des Trägers 626 angelenkt sind. - Der Zapfen 630b der in den
Figuren 11 bis 13 rechten Stirnseite 629b des Bürstenkörpers 616 steht in Drehverbindung mit dem Antriebsmotor der Vorrichtung 601. - Das Wirkprofil der Bürste 611 kann in folgender Weise an die Geometrie des bearbeiteten Gegenstandes angepasst werden: Wird mit Hilfe der Stellvorrichtung 637 die Betätigungsstange 635 in axialer Richtung verschoben, so verschiebt sich die Buchse 633, die mit der Betätigungsstange 635 bewegungsschlüssig verbunden ist, in gleicher Richtung auf der Hülse 632. Dies hat eine Verschwenkung der Hebel 643a, 643b zur Folge. In
Figur 12 wurde die Betätigungsstange 635 gegenüber der Position vonFigur 11 nach rechts verschoben, so dass sich die Hebel 643a, 643b steiler gestellt haben und, da ihre Länge unveränderlich ist, der elastische Träger 626 sich an diesen Stellen ausgebeult hat und so in diesem Bereich den Wirkradius der Bürste 611 vergrößert hat. - In ähnlicher Weise lässt sich mit Hilfe des Stellmotors 638 über die Betätigungsstange 636 die in den
Figuren 11 bis 13 rechte Buchse 634 auf der Hülse 632 verschieben, was eine entsprechende Verschwenkung der Hebel 644a, 644b zur Folge hat. InFigur 12 wurde die Betätigungsstange 636 gegenüber der inFigur 11 dargestellten Position etwas nach links verschoben. Hierdurch hat sich der Anstellwinkel der Hebel 644a, 644b abgeflacht und deren äußere Enden ziehen den elastischen Träger 626 im entsprechenden Bereich radial nach innen. Es resultiert insgesamt die inFigur 12 dargestellte verformte Gestalt des Trägers 626 mit einem entsprechenden Wirkprofil der Bürste 611. - In den
Figuren 13 und14 sind weitere mögliche Verformungen des elastischen Trägers 626 dargestellt, die sich auf analoge Weise durch Verschieben der Betätigungsstangen 635, 636 durch die Stellmotoren 637, 638 erreichen lassen. - Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bürste 711, deren Wirkprofil variabel und gegebenenfalls auch im Betrieb der Vorrichtung einstellbar ist, ist schematisch in den
Figuren 15 und16 dargestellt. Diese Bürste 711 besitzt einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Bürstenkörper 716. In den beiden gegenüberliegenden Endbereichen sowie im mittleren Bereich sind an gegenüberliegenden Stellen der Umfangswand jeweils zwei Stellmotoren 745 angebracht. Die nach außenragenden Betätigungsstangen dieser Stellmotoren 745 sind an der Innenmantelfläche eines elastischen, hohlzylindrischen Trägers 726 befestigt, dessen gegenüberliegende, kreisförmige Ränder in diesem Falle nicht miteinander verbunden sind. Die Betätigungsstangen der Stellmotoren 745 können in geeigneter Weise ausgefahren oder eingezogen werden, wie dies im Einzelnen nicht geschildert zu werden braucht. Die Stellmotoren 745 können elektrisch betrieben sein oder auch hydraulische oder pneumatische Zylinder enthalten. In welcher Weise sich mit Hilfe dieser Stellmotoren 745 das Wirkprofil der Bürste 711 verändern lässt, lässt sich denFiguren 15 und16 entnehmen. - Oben wurden Möglichkeiten zur Gestaltung der Reinigungsbürste im Detail beschrieben. Selbstverständlich kann auch die Schleifbürste bei Bedarf ähnlich gebaut werden. Soweit oben die Konstruktion ganzer Bürsten erläutert wurde, kann diese Konstruktion auch bei einzenen Bürstensegmenten eingesetzt werden.
Claims (8)
- Vorrichtung zum Schleifen und/oder Bürsten von Gegenständen mita) einem Gehäuse;b) mindestens einer in mindestens einem Arbeitsraum des Gehäuses drehbar angeordneten und antreibbaren Bürste, die einen Bürstenkörper und einen an diesem befestigten Schleifmittel- und/oder Borstenbesatz aufweist;c) einem Absaugkanal, der in den Arbeitsraum mündet und mit einer Absaugeinrichtung verbindbar ist;
dadurch gekennzeichnet, dassd) das effektive Wirkprofil der Bürste (11; 111; 211; 311; 411; 511) durch Veränderung der Achslage der Bürste (11; 111; 211; 311; 411; 511) und/oder durch Abweichung von der Form eines Kreiszylinders an die Geometrie des Gegenstandes (2) angepasst oder anpassbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Orientierung der Achse (17, 18) mindestens einer der Bürsten (11, 12) gegenüber der Horizontalen einstellbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bürste (111) aus mehreren in axialer Richtung nebeneinanderliegenden Segmenten (111a bis 111e) zusammengesetzt ist, die sich in ihren Wirkradien zumindest teilweise unterscheiden. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkprofil mindestens einer Bürste (211; 311; 411; 511; 611; 711) während des Betriebes der Vorrichtung veränderbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Bürste (211; 311; 411; 511) mindestens zwei an dem Bürstenkörper (216; 316; 416; 516) angeordnete und gegenüber diesem bewegbare Trägersegmente (226; 326; 426; 526) aufweist, die jeweils einen Besatz von Schleifmitteln und/oder Borsten (215; 315; 415; 515) tragen. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Trägersegmente (226; 326; 426) gegenüber dem Bürstenkörper (216; 316; 416) linear bewegbar sind. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Trägersegmente (526) gegenüber dem Bürstenkörper (516) verschwenkbar sind. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bürste (611; 711) einen aus elastischem Material gefertigten hohlen Träger (626; 726) aufweist, der einen Besatz aus Schleifmitteln und/oder Borsten (615; 715) trägt und in dessen Innenraum eine Verstelleinrichtung (622 bis 644; 745) angeordnet ist, mit welcher der Träger (626; 746) verformbar ist.
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