EP4015147A1

EP4015147A1 - Maschine zum bearbeiten von blechteilen

Info

Publication number: EP4015147A1
Application number: EP21209018.7A
Authority: EP
Inventors: Jacques Burtscher; Christian Armbruster
Original assignee: Arku Maschinenbau GmbH
Current assignee: Arku Maschinenbau GmbH
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2022-06-22
Also published as: DE202020107308U1

Abstract

Eine Maschine zum Bearbeiten von Blechteilen hat ein Maschinengestell (20), ein Transportband (30) zum Transportieren des zu bearbeitenden Blechteils (10) in horizontaler Richtung sowie eine Mehrzahl von Bearbeitungseinheiten, die entlang des Transportbands (30) hintereinander angeordnet sind, umfassend ein Bürstenaggregat (70) mit Schleifbürsten (71), ein erstes Schleifbandaggregat (40) und ein zweites Schleifbandaggregat (80). Die Schleifbandaggregate (40, 80) sind in Hilfsrahmen (50, 90) montiert, welche in vertikaler Richtung gegenüber dem Maschinengestell (20) verfahrbar sind. Zwischen Maschinengestell (20) und Hilfsrahmen (50, 90) sind Einstellvorrichtungen angeordnet. Auch das Bürstenaggregat (70) ist in vertikaler Richtung verfahrbar gelagert, sodass die verschiedenartigen Bearbeitungseinheiten getrennt voneinander einstellbar sind, um eine abgestufte Bearbeitung von Werkstücken in einem Durchlauf zu ermöglichen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten von Blechteilen in mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten, insbesondere Entgraten, Verrunden von Kanten und Schleifen der Oberfläche.
Beim Schneiden und Stanzen von Teilen aus Stahlblech bilden sich an den Schnittkanten und den Rändern von Löchern und Ausnehmungen störende Grate, die an der Oberseite überstehen. Insbesondere bei Werkstücken, die aus mehreren Zentimeter dickem Stahlblech hergestellt sind, bedarf es einigen technischen Aufwands, diese zu entgraten, die Kanten zu verrunden und schließlich die Oberfläche plan zu schleifen.
EP 3 085 491 A1 beschreibt eine Maschine zum Schleifen und Entgraten eines flächigen Werkzeugstücks mit einer horizontalen Schleifwalze. Eine solche Maschine kann zwar die Oberfläche schleifen, nicht aber Kanten verrunden oder stärkere Grate entfernen.
EP 2 792 450 beschreibt eine Entgratmaschine mit horizontal umlaufenden Riemen, die eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Bürsten tragen. Die Bürsten bestehen aus einem fächerartigen Paket von Schleifpapier oder Schleifvlies. Das zu entgratende Blechteil wird quer zur Bewegungsrichtung der Bürsten vorgeschoben. Dabei streichen die Ränder der Schleifpapiere bzw. Schleifvliese quer zur Vorschubrichtung über die Oberfläche des Werkstücks und entfernen dadurch die überstehenden Grate. Aufgrund der Flexibilität der Bürsten können diese ein Stück weit in Ausnehmungen eindringen.
EP 1 293 292 A1 beschreibt eine Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem runden Schleifteller, der sich um eine vertikale Achse dreht. An der Unterseite hat der Schleifteller radiale Bürsten, welche über die Werkstücke streichen.
DE 10 2018 126 281 A1 beschreibt eine Schleifvorrichtung zum Bearbeiten eines metallenen Werkstückes im Durchlaufverfahren umfassend ein BreitbandSchleifaggregat und ein weiteres Schleifaggregat mit Tellerschleifern zur Erzeugung eines Finishes auf einer Oberfläche des Werkstücks. Eine Transportvorrichtung transportiert das Werkstück linear unter dem Breitbandschleifaggregat und unter dem weiteren Schleifaggregat hindurch.
Schleif- und Entgratmaschinen müssen genau auf die Dicke der zu bearbeitenden Blechteile eingestellt werden, damit einerseits die Bearbeitungswerkzeuge mit genügendem Druck auf das Werkstück einwirken, andererseits aber die Bearbeitungswerkzeuge nicht beschädigt werden oder das durchlaufende Werkstück nicht an einem Werkzeug hängen bleibt oder festklemmt. Dabei ist die Einstellung eines Bürstenaggregats mit Schleifbürsten etwas weniger kritisch, weil die Schleifbürsten flexibel sind und dem Werkstück bis zu einem gewissen Grad ausweichen können. Bei einem Schleifbandaggregat mit quer zur Durchlaufrichtung angeordneter Kontaktwalze muss der Abstand zwischen dem Transportband und der Kontaktwalze bzw. die Zustellungen sehr genau eingestellt werden, damit sich einerseits das Werkstück noch unter der sich drehenden Kontaktwalze hindurchbewegen kann, andererseits aber das Schleifband mit hinreichendem Druck über die Oberfläche des Werkstücks schleift.
Bei einer Maschine mit verketteten Bearbeitungseinheiten, bei der also eine Mehrzahl von Bearbeitungseinheiten entlang eines durchgängigen Transportbands in Durchlaufrichtung des Werkstücks hintereinander angeordnet sind, besteht die besondere Herausforderung darin, alle Bearbeitungseinheiten möglichst einfach, gleichwohl exakt auf die Dicke des zu bearbeitenden Blechteils einzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist die Konzeption einer Maschine zum Bearbeiten von Blechteilen mit einem Transportband zum Transportieren des zu bearbeitenden Werkstücks in horizontaler Richtung von einem Aufgabetisch zu einem Ausgabetisch und einer Mehrzahl von Bearbeitungseinheiten, die entlang des Transportbands hintereinander angeordnet sind und ein Bürstenaggregat mit Schleifbürsten und wenigstens ein Schleifbandaggregat umfasst, welche schnell und optimal auf unterschiedliche Dicken der zu bearbeitenden Blechteile eingestellt werden können.
Dieses technische Problem wird gelöst durch eine Maschine mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs.
Bei der erfindungsgemäßen Maschine sind ein Bürstenaggregat mit Schleifbürsten und wenigstens ein Schleifbandaggregat mit quer zur Durchlaufrichtung angeordneter Kontaktwalze in Durchlaufrichtung des Werkstücks hintereinander entlang des Transportbands angeordnet. Dabei ist das Schleifbandaggregat in einem Hilfsrahmen montiert, welcher in dem Maschinengestell in vertikaler Richtung verfahrbar gelagert ist, und ist zwischen dem Maschinengestell und dem Hilfsrahmen eine Einstellvorrichtung angeordnet, mit welcher der Abstand zwischen dem Transportband und der Kontaktwalze des Schleifbandaggregats unabhängig von dem Bürstenaggregat mit Schleifbürsten und gegebenenfalls weiteren Bearbeitungsstationen eingestellt werden kann.
Die Anordnung des gesamten Schleifbandaggregats auf einem vertikal verfahrbaren Hilfsrahmen ermöglicht eine schnelle, einfache und sehr exakte Einstellung des Abstands zwischen Transportband und Kontaktwalze, also der Zustellung. Die Durchlaufhöhe des Werkstücks, die durch die vertikale Höhe des Transportbands im Maschinengestell vorgegeben ist, ist dabei die für alle Bearbeitungseinheiten geltende Bezugshöhe. Dies hat den Vorteil, dass zunächst die vertikale Höhe des Transportbands festgelegt werden kann, beispielsweise zwecks Anpassung an vor- oder nachgelagerte Arbeitsstationen im Rahmen einer Verkettung von Maschinen, und anschließend die Arbeitsspalten der verschiedenartigen Bearbeitungseinheiten getrennt voneinander einstellbar sind.
Aufgrund der Kombination aus Bürstenaggregat mit Schleifbürsten und Schleifbandaggregat mit horizontaler Kontaktwalze kann die erfindungsgemäße Maschine insbesondere gestanzte oder geschnittene Blechteile mit Dicke bis zu mehreren Zentimetern mit hervorragenden Ergebnissen nachbearbeiten, indem sowohl die Kanten und Ränder entgratet und/oder verrundet als auch die Oberfläche geschliffen werden. Zweckmäßig erfolgt das Schleifen der Oberfläche durch das Schleifbandaggregat nach dem Entgraten bzw. Verrunden der Kanten durch das Bürstenaggregat.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Maschine sind drei Bearbeitungseinheiten entlang des Transportbands hintereinander angeordnet, nämlich an erster Stelle ein erstes Schleifbandaggregat in einem ersten Hilfsrahmen, an zweiter Stelle ein zentrales Bürstenaggregat mit Schleifbürsten und an dritter Stelle ein zweites Schleifbandaggregat in einem zweiten Hilfsrahmen hinter dem zentralen Bürstenaggregat. Bei einer solchen Anordnung und Kombination von Bearbeitungseinheiten kann eine abgestufte Bearbeitung von Werkstücken in einem Durchlauf erfolgen.
Vorteilhaft kann das erste Schleifbandaggregat ein grobkörniges Schleifband zum Entgraten und das zweite Schleifbandaggregat ein feinkörniges Schleifband zum Schleifen der Oberfläche des Werkstücks haben. Das zentrale Bürstenaggregat in der Mitte dient dann vor allem dem Verrunden von Kanten an den Ausnehmungen in der Oberfläche des Blechteils. Ein Schleifbandaggregat mit Kontaktwalze kann nämlich allenfalls die Vorderkante eines Blechteils entgraten, wohingegen die flexiblen Schleifbürsten des Bürstenaggregats ein Stück weit in Ausnehmungen des Blechteils eindringen.
Die Unteransprüche enthalten weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausführungen der erfindungsgemäßen Maschine.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine Maschine zum Bearbeiten von Blechteilen, in einer schematischen Darstellung von der Seite;
Figur 2: die Maschine von Figur 1, von vorne.

Die Maschine dient zum Bearbeiten von relativ dicken Blechteilen 10 in drei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten, nämlich Entgraten, Verrunden der Kanten und Schleifen der Oberfläche.
Ein Maschinengestell 20 umfasst im Wesentlichen vordere und hintere Vertikalholme 21a, 21b und zwischengesetzte Horizontalholme 22. Im Bereich der unteren Horizontalholme 22b sind vier parallele Vertikalführungen 23a, 23b angeordnet.
Ein Transportband 30 ist mit Abstand vom Boden in dem Maschinengestell 20 gelagert. Das Transportband 30 umfasst ein Arbeitstrum 31 und ein Leertrum 32 und verläuft zwischen einer Umlenkrolle 33a und einer Antriebsrolle 33b, die sich quer zur Transportrichtung erstrecken. Das Transportband 30 überragt das Maschinengestell 20 am Einlass und Auslass der Maschine. Die über das Maschinengestell 20 hinausragenden Abschnitte des Transportbands 30 bilden eine Aufladefläche 34 und eine Entladefläche 35. Das zu bearbeitende Blechteil 10 wird in Pfeilrichtung von der Aufladefläche 34 zu der Entladefläche 35 kontinuierlich transportiert, um nacheinander drei verschiedene Bearbeitungseinheiten zu durchlaufen.
Erste Bearbeitungseinheit ist ein erstes Schleifbandaggregat 40 mit einem grobkörnigen Schleifband 41, welches endlos ist und zwischen einer Kontaktwalze 42 und einer Umlenkrolle 43 umläuft. Die Kontaktwalze 42 hat eine Riemenscheibe 44, die von einem Elektromotor 45 über einen Treibriemen 46 angetrieben wird. Die Umlenkrolle 43 ist auf einer Lagergabel 47 drehbar gelagert.
Das erste Schleifbandaggregat 40 ist komplett in einen ersten Hilfsrahmen 50 eingebaut. Der Hilfsrahmen 50 umfasst zwei parallele und im Abstand voneinander angeordnete Vertikalschienen 51a, 51b und einen diese verbindenden Querträger 52 (vgl. Fig. 2). Der Hilfsrahmen 50 hat einen Querschnitt, der im Prinzip einem umgekehrten U entspricht, wobei die Vertikalschienen 51a, 51b die U-Schenkel und der Querträger 52 den U-Rücken bilden. Die Vertikalschienen 51a, 51b verlaufen seitlich in einem Zwischenraum zwischen dem Maschinengestell 20 und dem Transportband 30.
Die Vertikalschienen 51a, 51b haben ihrerseits einen Querschnitt in Form eines flachen, großen U, wobei die U-Rücken gegeneinander weisen. Innerhalb des U-förmigen Querschnitts der Vertikalschiene 51a sind die Riemenscheibe 44 und der Treibriemen 46 angeordnet, der Elektromotor 45 sitzt platzsparend an der Außenseite (vgl. Fig. 2).
Die Vertikalschienen 51a, 51b des ersten Hilfsrahmens 50 sind in den Vertikalführungen 23a, 23b des Maschinengestells 20 gleitend gelagert.
Zwischen der Lagergabel 47 des Schleifbandaggregats 40 und dem Querträger 52 des Hilfsrahmens 50 sitzt ein Spannzylinder 53. Eine Spannvorrichtung 48 mit handbetätigtem Spannhebel ermöglicht das Spannen des Querträgers 52 auf dem Hilfsrahmen 50. Die Spannvorrichtung 48 wird gelöst, um das Schleifband 41 zu wechseln. Hierbei wird die Spannung zwischen Kontaktwalze 42 und Umlenkrolle 43 durch den Spannzylinder 53 gelöst. Das Schleifband 41 kann dann parallel zur Kontaktwalze 42 (in Fig. 2 nach links) herausgezogen werden.
Zu dem Hilfsrahmen 50 des ersten Schleifbandaggregats 40 gehört eine Einstellvorrichtung, die hier beispielhaft als Hubspindelgetriebe 60 ausgebildet ist. Damit lässt sich der Abstand zwischen dem Transportband 30 und der Kontaktwalze 42 des Schleifbandaggregats 40 bzw. die Zustellung sehr exakt einstellen und bei Bedarf auch schnell anpassen, wobei der Hilfsrahmen 50 auf den Vertikalführungen 23a, 23b in vertikaler Richtung nach oben oder unten verfahren wird.
Die zweite Bearbeitungseinheit ist ein Bürstenaggregat 70, das in Durchlaufrichtung des Blechteils 10 hinter dem ersten Schleifbandaggregat 40 angeordnet ist.
Das Bürstenaggregat 70 hat insgesamt acht Schleifbürsten 71, von denen vier in Mitlaufrichtung und vier in Gegenlaufrichtung um horizontale Achsen rotieren. In Fig. 1 ist nur die vordere Reihe mit vier Schleifbürsten 71 zu sehen.
Eine elektrische Antriebseinheit 72 treibt die Schleifbürsten 71 über ein Verteilergetriebe 73 an. Während die Antriebseinheit 72 fest in dem Maschinengestell 20 hängt, ist das Verteilergetriebe 73 um seine vertikale Achse drehbar. Dadurch ergibt sich eine Multirotations-Bewegung der Schleifbürsten 71. Die Schleifbürsten 71 bestehen aus einer Vielzahl flexibler Schleiflamellen, deren Enden über die Oberfläche des unter den Schleifbürsten 71 vorbeigeführten Blechteils 10 streichen und dabei ein Stück weit auch in Ausnehmungen eindringen können. Gleichzeitig werden sowohl die vorderen als auch die seitlichen Kanten des Blechteils 10 verrundet.
Das Bürstenaggregat 70 hat eine zwischen der Antriebseinheit 72 und dem Maschinengestell 20 angeordnete Höhenverstelleinrichtung, die hier beispielhaft als Hubspindelgetriebe 74a, 74b ausgeführt ist. Dadurch lässt sich der Bearbeitungsspalt bzw. die Zustellung, also der Abstand zwischen den Schleifbürsten 71 und dem Arbeitstrum 31 des Transportbands 30, sehr exakt einstellen.
Dritte Bearbeitungseinheit ist ein zweites Schleifbandaggregat 80, das in Durchlaufrichtung des Blechteils 10 hinter dem zentralen Bürstenaggregat 70 angeordnet ist. Anders als das erste Schleifbandaggregat 40 hat das zweite Schleifbandaggregat 80 ein feinkörniges Schleifband 81, das endlos ist und zwischen einer Kontaktwalze 82 und einer Umlenkrolle 83 umläuft. Angetrieben wird das zweite Schleifbandaggregat 80 in dergleichen Weise wie das erste Schleifbandaggregat 40 mittels Elektromotor, der über einen Treibriemen und eine Riemenscheibe die Kontaktwalze 82 antreibt (vgl. Fig. 2).
Das gesamte zweite Schleifbandaggregat 80 ist auf einem zweiten Hilfsrahmen 90 montiert, welcher im Prinzip dem ersten Hilfsrahmen 50 für das erste Schleifbandaggregat 40 entspricht (vgl. Fig. 2). Zwischen dem Maschinengestell 20 und dem zweiten Schleifbandaggregat 80 ist gleichfalls eine Einstellvorrichtung angeordnet, welche als Hubspindelgetriebe 100 ausgebildet ist. Damit lässt sich der Abstand zwischen dem Transportband 30 und der Kontaktwalze 32 des zweiten Schleifbandaggregats 80 bzw. die Zustellung fein einstellen, indem der Hilfsrahmen 90 auf den Vertikalführungen 24a, 24b des Maschinengestells 20 in vertikaler Richtung nach oben oder unten verfahren wird.
Das zweite Schleifbandaggregat 80 mit feinkörnigem Schleifband 81 dient dem Feinschleifen der Oberseite des Blechteils 10. Ergebnis ist ein sauber entgratetes Werkstück mit verrundeten Kanten und fein geschliffener Oberfläche.

Bezugszeichen

10: Blechteil

20: Maschinengestell
21a, 21b: Vertikalholme
22a, 22b: Horizontalholme
23a, 23b: Vertikalführungen
24a, 24b: Vertikalführungen

30: Transportband
31: Arbeitstrum
32: Leertrum
33a: Umlenkrolle
33b: Antriebsrolle
34: Aufladefläche
35: Entladefläche

40: erstes Schleifbandaggregat
41: Schleifband
42: Kontaktwalze
43: Umlenkrolle
44: Riemenscheibe
45: Elektromotor
46: Treibriemen
47: Lagergabel
48: Spannvorrichtung

50: erster Hilfsrahmen (für 40)
51a, 51b: Vertikalschienen
52: Querträger
53: Spannzylinder

60: Hubspindelgetriebe (für 40)
70: Bürstenaggregat
71: Schleifbürsten
72: Antriebseinheit
73: Verteilergetriebe
74a, 74b: Hubspindelgetriebe (für 70)

80: zweites Schleifbandaggregat
81: Schleifband
82: Kontaktwalze
83: Umlenkrolle

90: zweiter Hilfsrahmen (für 80)

100: Hubspindelgetriebe (für 80)

Claims

Maschine zum Bearbeiten von Blechteilen in mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten, insbesondere Entgraten, Verrunden von Kanten und Schleifen der Oberfläche, mit
einem Maschinengestell (20);

einem Transportband (30) zum Transportieren des zu bearbeitenden Blechteils (10) in horizontaler Richtung von einem Aufgabetisch (34) zu einem Ausgabetisch (35);

einer Mehrzahl von Bearbeitungseinheiten, die entlang des Transportbands in Durchlaufrichtung des Blechteils (10) hintereinander angeordnet sind und ein Bürstenaggregat (70) mit flexiblen Schleifbürsten (71) und wenigstens ein Schleifbandaggregat (40, 80) mit einer quer zur Durchlaufrichtung angeordneten Kontaktwalze (42, 82) umfassen;

einem in dem Maschinengestell (20) in vertikaler Richtung verfahrbar gelagerten Hilfsrahmen (50, 90), auf dem das Schleifbandaggregat (40, 80) montiert ist;

einer zwischen dem Maschinengestell (20) und dem Hilfsrahmen (50, 90) angeordneten Einstellvorrichtung zum Einstellen des Abstands zwischen dem Transportband (30) und der Kontaktwalze (42, 82) des Schleifbandaggregats (40, 80) unabhängig von den übrigen Bearbeitungsstationen.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen (50, 90) einen Querschnitt hat, der im Prinzip einem umgekehrten U entspricht, wobei die U-Schenkel in einem Zwischenraum zwischen dem Transportband (30) und dem Maschinengestell (20) verlaufen.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsrahmen (50, 90) zwei parallele Vertikalschienen (51a, 51b) hat, welche in Vertikalführungen (23a, 23b; 24a, 24b) des Maschinengestells (20) gleitend gelagert sind.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung ein Hubspindelgetriebe (60) umfasst.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifbandaggregat (80) in Durchlaufrichtung hinter dem Bürstenaggregat (70) angeordnet ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenaggregat (70) ungefähr in der Mitte des Maschinengestells (20) angeordnet ist und ein erstes Schleifbandaggregat (40) in einem ersten Hilfsrahmen (50) in Durchlaufrichtung vor dem zentralen Bürstenaggregat angeordnet ist und ein zweites Schleifbandaggregat (80) in einem zweiten Hilfsrahmen (90) in Durchlaufrichtung hinter dem zentralen Bürstenaggregat angeordnet ist.
Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenaggregat (70) in vertikaler Richtung verfahrbar gelagert ist zum Einstellen des Abstands zwischen Bürsten (71) und Transportband (30) unabhängig von den übrigen Bearbeitungsstationen.
Maschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schleifbandaggregat (40) ein grobkörniges Schleifband (41) zum Entgraten hat und das zweite Schleifbandaggregat (80) ein feinkörniges Schleifband (81) zum Schleifen der Oberfläche des Blechteils (10) hat.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenaggregat (70) eine Mehrzahl von zylindrischen, um horizontale Achsen rotierende Schleifbürsten (71) hat.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bürstenaggregat (70) in dem Maschinengestell (20) hängend derart montiert ist, dass die Schleifbürsten (71) in vorgegebenem Abstand über dem Transportband (30) schweben.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Maschinengestell (20) und dem Bürstenaggregat (70) angeordnete Höhenverstellvorrichtung zum Verstellen des Abstands zwischen dem Transportband und den Schleifbürsten.
Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstellvorrichtung ein Hubspindelgetriebe (100) umfasst.