PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10205302A1 15.01.2004
Titel Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks und ein geeignetes Verfahren hierzu
Anmelder Pro-Kat Klocke Ges. für Automatisierungstechnik mbH, 22844 Norderstedt, DE
Erfinder Klocke, Karl-Heinz, 23863 Kayhude, DE
Vertreter Hammonds Rechtsanwälte Patentanwälte, 80539 München
DE-Anmeldedatum 08.02.2002
DE-Aktenzeichen 10205302
Offenlegungstag 15.01.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.01.2004
IPC-Hauptklasse B23C 9/00
Zusammenfassung Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes und ein geeignetes Verfahren hierzu, welches ein zielgerichtetes Abführen von Bearbeitungsrückständen erlaubt, in dem eine Aufnahmekontur vorgesehen ist, in die Absaugkanäle eingearbeitet sind, so dass eine Verschmutzung des Arbeitsraumes nahezu vermieden wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung, insbesondere Fräsbearbeitung, eines Werkstückes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein hierzu geeignetes Verfahren gemäß Anspruch 10.

Es ist allgemein bekannt und teilweise ein Problem, dass bei der Bearbeitung, insbesondere bei der Fräsbearbeitung, eines Werkstückes Restbestandteile bzw. Späne anfallen, die bislang in dem Arbeitsraum gesammelt und dort über geeignete Absaugmittel wenig gezielt abgesogen werden.

Aus der DE 38 14 228 ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstückes, insbesondere eine Fräsmaschine, beschrieben, welche eine Haltevorrichtung und Absaugmittel aufweist, wobei für eine zuverlässige Fixierung des Werkstückes, zur Erzielung einer problemlosen Entfernung der Frässpäne und zur Gewährleistung einer guten Schnittqualität vorgeschlagen wird, einen speziellen Rahmen vorzusehen, welcher als Unterdruckkammer fungiert und aufgrund eines speziellen Fräswerkzeuges die Bearbeitungsrückstände bzw. Späne in die Unterdruckkammer fördert. Die Unterdruckkammer wird oberseitig durch das Werkstück selbst und einer darauf abgelegten flexiblen Materialbahn begrenzt. Nachteilig an dem bekannten System ist jedoch, dass diese Fräsmaschine eine aufwendige Konstruktion besitzt, wobei hinsichtlich der Bearbeitungsmöglichkeiten und Formgebung des Werkstückes nur bedingt Rechnung getragen wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstückes derart weiterzubilden, dass die Bearbeitungsrückstände nahezu vollständig aus dem Arbeitsraum entfernt werden können.

Ferner ist es eine Aufgabe des anmeldungsgemäßen Verfahrens, eine zielgerichtete Abfuhr der Bearbeitungsrückstände bereitzustellen.

Gelöst werden diese Aufgaben mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 10.

Anmeldungsgemäß ist eine Aufnahmekontur vorgesehen, welche das Werkstück formschlüssig hält. Mit diesem formschlüssigen Halten des Werkstückes wird eine positionsgenaue Fixierung des Werkstücks ermöglicht und macht somit insbesondere bei sich wiederholenden Bearbeitungsvorgängen eine exakte Gleichbehandlung unterschiedlicher Werkstücke möglich. Ferner weist die zu dem Werkstück formgleiche Aufnahmekontur mindestens einen Absaugkanal nahe dem Bearbeitungsbereich des Werkstückes auf. Dadurch wird eine direkte Abfuhr der anfallenden Bearbeitungsrückstände über den Absaugkanal bereitgestellt. Verfahrenstechnisch werden die Bearbeitungsrückstände des das Werkstück bearbeitenden Fräswerkzeugs von dem Werkstück in einen Absaugkanal in die Aufnahmekontur hinein gefördert. Durch die in der Aufnahmekontur gezielt eingearbeiteten Absaugkanäle werden die Bearbeitungsrückstände direkt hinter dem Werkstück abgesogen und somit eine Belastung des Arbeitsraumes weitestgehend vermieden. Aufgrund der Formgleichheit und des formschlüssigen Anliegens des Werkstücks auf der Aufnahmekontur kann eine sehr hohe Schnittgüte und -genauigkeit erreicht werden. Dadurch, dass die Bearbeitungsrückstände durch die Aufnahmekontur hindurch weggefördert werden, wird eine Verschmutzung des Werkstücks, der Aufnahmekontur und der Umgebung weitestgehend vermieden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des anmeldungsgemäßen Gegenstandes werden mit den Merkmalen der Unteransprüche beschrieben.

Folgt die Kontur des Absaugkanals der Bearbeitungskante des Werkstücks, so ist gewährleistet, dass an der jeweiligen Bearbeitungsstelle ein optimaler Druckkontakt vorliegt und somit die hohe Schnittgenauigkeit unterstützt wird.

Ist die Aufnahmekontur modular aufgebaut, so ist es möglich, bei Werkstücken, die sich lediglich in Teilbereichen unterscheiden, nicht die gesamte Aufnahmekontur ausgewechselt werden muss, sondern lediglich das der Änderung entsprechende Modul der Aufnahmekontur. Folgerichtig besteht die Möglichkeit, dass die Aufnahmekontur das Werkstück lediglich in Teilbereichen formschlüssig halten muss, um dennoch die erforderliche Bearbeitungsgüte bereitzustellen. Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, dass insbesondere bei größeren Werkstücken, welche lediglich in Teilbereichen bearbeitet werden müssen, somit auch die Aufnahmekontur das Werkstück lediglich in Teilbereichen formschlüssig halten muss.

Ist zusätzlich zu dem Absaugkanal ein weiterer Zuluftkanal vorgesehen, welcher mit dem Absaugkanal in Verbindung steht, so ist insbesondere zu Beginn der Bearbeitung des Werkstückes eine erforderliche Geschwindigkeitskomponente zur Abführung der Bearbeitungsrückstände vorhanden, da aufgrund des Zuluftkanals das Werkstück insbesondere im Bearbeitungsbereich vor der eigentlichen Bearbeitung bereits umströmt ist.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Werkstück mit Unterdruck auf der Aufnahmekontur gehalten wird, da somit ein schnelles Wechseln des Werkstückes möglich gemacht wird und im Gegensatz zu einem mechanischen Einspannen, welches anmeldungsgemäß ebenfalls denkbar wäre, eine Beschädigung des Werkstückes vermindert wird.

Werden die Absaugkanäle in der Aufnahmekontur über ein Luftführungssystem in der Haltevorrichtung mit einem Absaugmittel, welches separat positioniert sein kann, verbunden, so werden unnötige, gegebenenfalls in dem Bearbeitungsbereich hineinragende Zuführungsleitungen vermieden. Die Bewegungsfreiheit des Bearbeitungswerkzeugs wird dadurch erhöht.

Werden bei Vorliegen mehrerer Absaugkanäle einzelne Absaugkanäle separat angesteuert, so wird der Vorteil erreicht, dass bei einer Einzelbearbeitung des Werkstückes eine effizientere Absaugung ermöglicht wird.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass mit dem anmeldungsgemäßen Verfahren und der anmeldungsgemäßen Vorrichtung ein dünnwandiges Werkstück bearbeitet werden kann, da aufgrund der Formgleichheit bzw. des formschlüssigen Anliegens des Werkstücks auf die Aufnahmekontur ein Aufschwingen des zu bearbeitenden Werkstückes vermieden wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der anmeldungsgemäßen Vorrichtung und des anmeldungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Es zeigen:

1 eine Vorderansicht der anmeldungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung, insbesondere Fräsbearbeitung, mit aufgelegtem Werkstück;

2 die bei der anmeldungsgemäßen Vorrichtung verwendete Aufnahmekontur.

1 zeigt in der Vorderansicht die anmeldungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere Fräsbearbeiten, eines Werkstücks 1. Das Werkstück 1 wird in einem Vorbereitungsbereich A auf die formgleiche Aufnahmekontur 3 aufgesetzt, welche mit einer Halteeinrichtung, in diesem Fall vertikal, angeordnet ist. Diese Halteeinrichtung ist in diesem Fall vorzugsweise als Drehtisch ausgestaltet, welcher um eine vertikale Achse das Werkstück samt Aufnahmekontur 3 in den Arbeitsraum bzw. Bearbeitungsraum eindreht. Dadurch, dass das Werkstück 1 mit Unterdruck auf der Aufnahmekontur 3 gehalten wird, ist in dem Vorbereitungsbereich A ein Wechsel des Werkstückes 1 unproblematisch möglich. Ein weiterer Vorteil dieser Drehtisch-Anordnung ist, dass eine vollständige Trennung des Bereichs, in dem manuell die Werkstücke für die Bearbeitung in dem Vorbereitungsbereich A vorbereitet werden, und des Bearbeitungsraums bzw. Arbeitsraums vorgenommen ist. In dieser Ausführungsform ist lediglich eine Aufnahmekontur gezeigt, jedoch ist es ebenso möglich, zwei Aufnahmekonturen auf dem Drehtisch vorzubereiten.

In 2 ist die das Werkstück formschlüssig haltende Aufnahmekontur vergrößert (ohne Werkstück) dargestellt. In dieser Darstellung ist deutlich die Modulbauweise (in diesem Fall bestehend aus vier Modulen, welche separat ausgetauscht werden können) erkennbar.

In der Aufnahmekontur 3 ist beispielsweise in diesem Fall in einem Modul ein Bearbeitungsbereich 15 vorgesehen, welcher einen Absaugkanal 17 enthält, wobei die Kontur des Absaugkanals 17 der Bearbeitungskante des Werkstücks folgt. Auf diese Weise werden unmittelbar die Bearbeitungsrückstände über den Absaugkanal 17 abgeführt, wobei der Arbeitsraum nahe dem Bearbeitungsbereich nahezu rückstandsfrei für einen Dauereinsatz gehalten wird. Das Luftführungssystem zum Abtransport der Bearbeitungsrückstände ist in dieser Ausgestaltung vollständig in der Aufnahmekontur integriert und mit der Haltevorrichtung direkt verbunden.

Die in den 1 und 2 dargestellte Aufnahmekontur 3 ist insbesondere für die Bearbeitung eines Werkstücks in Form von Einsatzteilen bei Fahrzeugtüren präpariert, wobei in diesem Fall der Absaugkanal 17 bei der Bearbeitung für eventuell einzusetzende Lautsprecher bzw. deren Halterung die Bearbeitungsrückstände abgesaugt werden. Grundsätzlich wird mit dem anmeldungsgemäßen Verfahren der Vorteil erreicht, dass in einem Arbeitsgang jede der erforderlichen Fräsbearbeitungen des Einsatzteiles durchgeführt werden können, da das Werkstück von nahezu allen Seiten zugänglich ist.

An dieser Stelle soll hervorgehoben werden, dass die formgleiche Aufnahmekontur zu dem Werkstück, in diesem Fall das Einsatzteil einer Fahrzeugtür, eventuell nach CAD-Daten gefertigt ist bzw. nach einem Musterteil abgegossen wurde. In der Aufnahmekontur 3 sind an geeigneten Stellen Saugbereiche vorgesehen, die das Werkstück mit Unterdruck auf der Aufnahmekontur halten bzw. je nach Bedarf unmittelbar freigeben können. Ebenso deutlich ist zu erkennen, dass bei der Modulbauweise die einzelnen Module der Aufnahmekontur 3 über weitere Verbindungsschläuche 11a, 11b, 11c verbunden sind, um den erforderlichen Unterdruck zum Halten des Werkstücks aufzubauen.

Mit der anmeldungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem anmeldungsgemäßen Verfahren wird insbesondere eine Bewegungsfreiheit des Bearbeitungswerkzeuges zur Verfügung gestellt, die dem Bearbeitungswerkzeug eine uneingeschränkte Bearbeitung erlaubt. Eine Abdeckung bzw. Abschottung des Bearbeitungswerkzeuges ist bei dem anmeldungsgemäßen Verfahren bzw. bei der anmeldungsgemäßen Vorrichtung nicht erforderlich. Insbesondere wird eine hohe Schnittgüte dadurch erreicht, dass aufgrund des formschlüssigen Anliegens des Werkstücks auf der Aufnahmekontur und der Formgebung des Absaugkanals das Material des Werkzeuges über ein Scheren der Materialabtrag erfolgt, so dass eine saubere Bearbeitungskante am Werkstück entsteht. Dadurch, dass ein formschlüssiges Halten des Werkstückes auf der Aufnahmekontur, insbesondere im Bearbeitungsbereich, anmeldungsgemäß gegeben ist, wird ein Spalt zwischen Werkstück und Aufnahmekontur nicht zugelassen. Das Bearbeiten von dünnwandigen Werkstücken ist unproblematisch möglich. Werden insbesondere durch die Wahl des Bearbeitungswerkzeuges die Bearbeitungsrückstände, d. h. Bearbeitungsspäne bzw. Bearbeitungsteile, in Vorwärtsrichtung, d. h. auf die Aufnahmekontur, beaufschlagt, so wird eine sehr hohe Schnittgüte und -genauigkeit bereitgestellt.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Bearbeitung, insbesondere Fräsbearbeitung, eines Werkstücks bestehend aus einer Halteeinrichtung und Absaugmittel, gekennzeichnet durch eine Aufnahmekontur für das auf die Aufnahmekontur formschlüssig gehaltenen Werkstücks, wobei die zu dem Werkstück formgleiche Aufnahmekontur mindestens einen Absaugkanal nahe dem Bearbeitungsbereich des Werkstücks aufweist und die anfallenden Bearbeitungsrückstände über den Absaugkanal abgeführt werden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kontur des Absaugkanals der Bearbeitungskante des Werkstücks folgt.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Aufnahmekontur modular aufgebaut ist und/oder die Aufnahmekontur das Werkstück in Teilbereichen formschlüssig hält.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zusätzlich zu dem Absaugkanal ein Zuluftkanal vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Werkstück mit Unterdruck auf der Aufnahmekontur gehalten wird.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Absaugkanäle über ein Luftführungssystem in der Haltevorrichtung, vorzugsweise Drehtisch, mit dem Absaugmittel verbunden ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei Vorliegen mehrerer Absaugkanäle einzelne Absaugkanäle separat ansteuerbar sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Werkstück dünnwandig ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei bei der Fräsbearbeitung durch die Windung des Fräswerkzeugs die Bearbeitungsrückstände in Vorwärtsrichtung abgeführt wird.
  10. Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches die Schritte aufweist:

    a) Bereitstellen eines Werkstücks, einer Halteeinrichtung und eines Absaugmittels

    b) Bereitstellen einer Aufnahmekontur, welche das Werkstück formschlüssig hält und welche von der der Haltevorrichtung gehalten wird.

    c) Abführen der bei der Bearbeitung des Werkstücks anfallenden Bearbeitungsrückstände über mindestens ein in der Aufnahmekontur vorgesehenen Absaugkanal
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei über zusätzliche Zuluftkanäle unmittelbar die Bearbeitungsrückstände abgeführt werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Kontur des Absaugkanals der Bearbeitungskante des Werkstücks folgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Aufnahmekontur modular aufgebaut ist und/oder die Aufnahmekontur das Werkstück in Teilbereichen formschlüssig hält.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei zusätzlich zu dem Absaugkanal ein Zuluftkanal vorgesehen ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Werkstück mit Unterdruck auf der Aufnahmekontur gehalten wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei bei Vorliegen mehrerer Absaugkanäle einzelne Absaugkanäle separat ansteuerbar sind.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei ein dünnwandiges Werkstück bereitgestellt wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei bei der Fräsbearbeitung durch die Windung des Fräswerkzeugs die Bearbeitungsrückstände in Vorwärtsrichtung abgeführt wird.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com