Bandschleifmaschine

Abstract

 Bei einer Bandschleifmaschine, umfassend eine Werk­stückauflage (10) und mindestens ein Schleifaggre­gat (12) mit einem umlaufenden endlosen Schleifband (14) und einem zum Andrücken desselben an die Werk­stückoberfläche (18) bestimmten Druckbalken (20), der einen im wesentlichen parallel zur Werkstückauflage (10) gerichteten Träger (24) mit Bohrungen (28) auf­weist, in denen Druckglieder (30, 32) senkrecht zur Werkstückauflage (10) frei beweglich gehalten und in Richtung auf die Werkstückauflage (10) elastisch aus­lenkbar vorgespannt sind, wobei die Bewegung der Druckglieder (30, 32) in Richtung auf die Werkstück­auflage (10) durch einen Anschlag begrenzt ist und wobei die matrixförmig in mehreren Reihen und Spalten angeordneten Druckglieder (30, 32) in einander benach­barten Reihen jeweils in Reihenrichtung gegeneinander versetzt sind, liegen die bolzenförmigen Druckglieder (30) mit ihren dem Schleifband (14) zugewandten freien Bolzenenden unmittelbar an der Rückseite des Schleif­bandes (14) an. Dabei sind die Druckglieder (30, 32) einer Reihe jeweils nur um einen Bruchteil eines Bolzendurchmessers gegenüber den Druckgliedern (30, 32) der jeweils benachbarten Reihe versetzt. Bei gegebenem Bolzendurchmesser und gegenseitigem Bolzenabstand ist der Betrag der Versetzung und die Anzahl der Druckgliederreihen derart gewählt, daß - in jeder zur Durchlaufrichtung A des Werkstückes (18) parallelen und zur Schleifebene senkrechten Ebene be­trachtet - die Schleiflänge mindestens annähernd gleich ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Banschleifmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Ganz allgemein befaßt sich die Erfindung mit dem Problem, an Schnittlinien von Blechen gebildete Grate abzuschleifen. Es kann sich dabei sowohl um Grate han­deln, die beispielsweise beim Stanzen von Blechen ent­stehen, als auch um Schmelzgrate, wie sie sich bei­spielsweise beim Plasmaschneiden von Blechen aus ge­schmolzenem Material entlang der Schnittlinien auf­bauen. Zum Entgraten dieser Bleche verwendet man bis­her Schleifmaschinen mit einer großen Schleifwalze. Dabei ergibt sich die Schwierigkeit, daß die Ränder oder Grate häufig nicht an allen Stellen des Werkstückes gleich hoch sind und/oder daß die Werkstücke verzogen sind und nicht völlig plan auf der Werkstückauflage liegen. Auch besteht die Gefahr, daß sich dünne Werk­stücke hoher Festigkeit durch die beim Schleifvorgang erzeugte Reibungs- oder Zerspanwärme noch verziehen. Dadurch ist es praktisch unmöglich, mit einer Schleif­walze die Grate vollständig abzuschleifen, ohne dabei in die Werkstückoberfläche neben den Graten zu schlei­fen. Schleifwalzen mit einer mehr oder weniger weichen Umfangsfläche ermöglichen zwar einen gewissen Tole­ranzausgleich, haben aber den Nachteil, daß die zu übertragenden Zerspankräfte geringer sind.

[0003] Aus der US-A 2 618 913 ist eine Maschine mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Merkmalen be­kannt, bei der der Druckbalken im wesentlichen aus einem Klotz mit Bohrungen besteht, in denen kolben­artige Schäfte der Druckglieder verschiebbar geführt sind und die an ihren oberen Enden mit einer gemein­samen Druckkammer verbunden sind, so daß die Schäfte der Druckglieder gemeinsam mit einem Druckmittel be­aufschlagt werden können. Die Kolben weisen jeweils durchgehende Schlitze auf, die von in dem Klotz fest­gelegten Stiften durchsetzt werden, um die Kolben an einem Herausfallen aus den Bohrungen zu hindern. An den aus dem Klotz herausragenden freien Enden der Schäfte ist jeweils eine Rolle gelagert, die zur An­lage an der Rückseite des Bandes bestimmt ist. Auf diese Weise soll die Reibung zwischen den Druckglie­dern und dem Band weitgehend aufgehoben werden. Nach­teilig an dieser Anordnung ist, daß sich in jedem Falle nur eine Linienberührung zwischen der Rolle und der Schleifbandrückseite ergibt. Auf diese Weise läßt sich nicht der für das Schleifen von Metall erforder­liche Druck auf das Schleifband bzw. das Werkstück ausüben. Da ferner die Rollen in gabelförmigen Enden der kolbenartigen Schäfte der Druckglieder gelagert sind, entstehen selbst bei versetzter Anordnung der Druckglieder in aufeinanderfolgenden Reihen in Durch­laufrichtung des Werkstückes Lücken zwischen den Druckgliedern, in denen das Schleifband nicht beauf­schlagt wird und in denen somit auch kein Schleifen eines Werkstückes erfolgen würde. Schließlich ist auch der bekannte Druckbalken kompliziert und teuer in der Herstellung, da eine absolut dichte Führung der kol­benartigen Schäfte der Druckglieder in den Bohrungen des Druckbalkens gewährleistet sein müßte. Aus allen vorstehend genannten Gründen eignet sich die Maschine gemäß der US-A 2 618 913 zwar gegebenenfalls zum Po­lieren von Werkstücken, nicht jedoch zum Schleifen me­tallischer Werkstücke im Durchlaufverfahren.

[0004] Das gleiche gilt für eine Maschine gemäß der US-A 637 121, die ebenfalls die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist. Auch bei dieser Aus­führungsform umfassen die Druckglieder einen in einem Träger verschiebbar gelagerten Schaft, der an seinem aus dem Träger herausragenden freien Ende eine Lager­gabel für eine Druckrolle trägt. Die Schäfte werden bei dieser Ausführungsform nicht durch ein Druckmit­tel, sondern durch eine Feder in Richtung auf das Schleifband vorgespannt. Die Druckglieder aufeinander­folgender Reihen sind derart gegeneinander versetzt, daß - in Vorschubrichtung des Werkstückes betrachtet -­eine fast lückenlose Überdeckung der Schleifbandbrei­te erfolgt. Auch hier ergeben sich in der Praxis mini­male Lücken zwischen einander benachbarten Druckglie­derspalten, da die Rollen einander benachbarter Druck­glieder nicht aneinander schleifen dürfen. Bei dieser Ausführung ist die Übertragung eines zum Metallschlei­fen erforderlichen Schleifdruckes wegen der Linienberüh­ rung der Rollen mit dem Schleifband kaum möglich. Ferner kann eine solche Ausführungsform dazu führen, daß ein parallel zur Bandlaufrichtung und zur Vor­schubrichtung des Werkstückes gerichteter Grat ge­rade im Bereich zwischen zwei Spalten von Druckglie­dern zu liegen kommt. In diesem Fall wird das über den Grat laufende Band unmittelbar neben dem Grat vollständig gegen die Werkstückoberfläche gedrückt so daß ein scharfer Knick im Band entsteht und das Band möglicherweise an dieser Stelle zerschnitten wird. Auch diese Maschine ist daher nur zum Polieren von Holz und Möbelteilen bestimmt und geeignet.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Band­schleifmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art anzugeben, die auf einfache Weise das vollständige Abschleifen lokaler Erhebungen auch an metallischen Werkstücken im Durchlaufverfahren selbst dann ermöglicht, wenn diese Werkstücke nicht völlig eben sind.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0007] Im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen bekannten Maschinen weisen bei der erfindungsgemäßen Lösung die Druckglieder keine zur Anlage an dem Schleifband bestimmten Rollen oder Druckschuhe auf, sondern be­stehen aus einfachen Bolzen. Dies ermöglicht eine sehr dichte räumliche Anordnung der bolzenförmigen Druckglieder, da sperrige Lagergabeln für die Rollen und diese Rollen selbst entfallen können. Gleichzei­tig steht die gesamte Bolzendurchmesserfläche als Druckfläche zum Andrücken des Schleifbandes an das Werkstück zur Verfügung. Einerseits erhält man auf diese Weise eine feine Unterteilung der wirksamen Druckfläche des Druckbalkens und andererseits lassen sich über die flächigen Enden der bolzenförmigen Druckglieder ausreichende Kräfte übertragen, um auch Erhebungen an metallischen Werkstücken zerspanen zu können. Die gegenseitige Versetzung der Bolzen in aufeinanderfolgenden Reihen um jeweils nur einen Bruchteil des Bolzendurchmessers gewährleistet bei einer ausreichenden Anzahl von Bolzenreihen eine ein­heitliche Schleiflänge über die gesamte Breite des Druckbalkens, so daß keine den Bolzenspalten entspre­chende Schleifbahnen entstehen können und keine Ge­fahr besteht, daß das Schleifband zerschnitten wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß der Ver­schleiß an den flächigen Bolzenenden auch beim Schlei­fen von metallischen Werkstücken trotz der dabei er­forderlichen höhen Schleifdrücke relativ gering ist. Ein eventueller Verschleiß an den Bolzen ist auch re­lativ unkritisch, solange er an sämtlichen Bolzen ei­nigermaßen einheitlich ist. Sollten die Bolzen endlich doch verschlissen sein, so können sie zu einem gerin­gen Preis und mit geringem Aufwand durch neue Bolzen ersetzt werden.

[0008] Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird ähnlich wie bei den oben beschriebenen bekannten Lösungen der Druck­balken auf eine Höhe eingestellt, in der das Schleif­band durch die Summe der Druckglieder auf einer Höhe unterhalb der Werkstückoberfläche gehalten wird. Wird nun das Werkstück in die Bandschleifmaschine einge­schoben, so drückt es die Druckglieder gegen die elastische Vorspannkraft nach oben, während außer­halb der Außenränder des Werkstückes die Druckglie­der in ihrer unteren Stellung verharren oder in in­nerhalb der Werkstückränder liegende Aussparungen eintauchen können. Dadurch werden zunächst bevorzugt die an den Werkstückrändern stehenden Grate abge­schliffen. Es werden zwar unter Umständen auch die zwischen den Graten liegenden Flächen des Werkstückes angeschliffen, jedoch erfolgt das Schleifen dieser Flächen selbst bei verzogenen Werkstücken im wesent­lichen einheitlich, da die einzeln verstellbaren Bol­zen des Druckbalkens dem Oberflächenrelief des Werk­stückes folgen.

[0009] Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Lösung der Träger von einem kastenförmigen Hohlkörper gebildet, in dessen der Werkstückauflage zugekehrten Wand die Bohrungen für die Bolzen ausgebildet sind und in dem sich ein mit einem Druckmittel beaufschlagbarer Schlauch befindet, der an den in den Hohlkörpern hin­einragenden Bolzenenden anliegt. Diese Lösung ermög­licht es, einfache handelsübliche Kopfbolzen als Druckglieder zu verwenden, die durch ihren Bolzen­kopf am Herausfallen aus dem Träger gehindert werden.

[0010] Durch die Verwendung eines Druckschlauches anstelle einer direkten Beaufschlagung der Druckglieder mit einem Druckmittel treten bei der erfindungsgemäßen Lösung keinerlei Dichtungsprobleme auf. Die erfin­dungsgemäß Lösung ist dadurch äußerst einfach und preiswert in der Herstellung.

[0011] Es gibt Fälle, in denen ein Anschleifen der Werkstück­oberfläche neben den Graten unter allen Umständen vermieden werden muß, da z.B. die Werkstückoberfläche bereits in irgendeiner Weise vorbehandelt oder ver­gütet wurde. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschla­gen, daß der kastenförmige Hohlkörper in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt ist, die jeweils eine bestimmte Anzahl von Bolzenspalten umfassen und in denen jeweils ein separat mit einem Druckmittel beaufschlagbarer Schlauch angeordnet ist, und daß jeder Kammer eine Tast- und Steuereinrichtung zuge­ordnet ist, welche die Werkstückkontur abtastet und den Druck im zugehörigen Schlauch im Sinne einer Druckentlastung für die nicht zu schleifenden Werk­stückbereiche steuert. Bei dieser Lösung werden also die Schläuche sämtlicher Kammern mit Druck beauf­schlagt, so daß das Schleifband grundsätzlich in seine Schleifstellung vorgespannt ist. Für die nicht zu schleifenden Werkstückflächen werden beim Durch­lauf des Werkstückes die in diesem Bereich liegenden Kammern entlüftet. Diese Lösung ermöglicht es, die Schleifzeit durch eine beliebig einstellbare Zeit­verzögerung zwischen dem Tastsignal, das von dem Tast­organ beim Erfassen eines Grates ausgelöst wird, und der Belüftung der jeweiligen Kammer einzustellen. Die Einstellung einer solchen Zeitverzögerung ist tech­nisch auf sehr einfache Weise möglich.

[0012] Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung an­hand von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Bandschleifma­schine parallel zur Durchlaufrichtung des Werkstückes,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Unterseite des erfindungsgemäßen Druckbalkens und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch ei­nen Druckbalken mit zur Schleifebene paralleler Schnittebene gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

[0013] In der Fig. 1 erkennt man einen Werkstückauflage­tisch 10 sowie ein oberhalb desselben angeordnetes Schleifaggregat 12. Dieses umfaßt ein endloses umlau­fendes Schleifband 14, das über zwei Umlenkrollen 16 beiderseits des Werkstückauflagetisches 10 und eine nicht dargestellte Antriebswalze geführt ist. Zum An­drücken des Schleifbandes 14 an ein auf dem Werkstück­auflagetisch 10 durch die Bandschleifmaschine hindurch­bewegtes Werkstück 18 dient ein Druckbalken 20, der in nicht dargestellter Weise an dem Gestell der Band­schleifmaschine gehalten und beispielsweise mittels einer Kolbenzylinderanordnung 22 in Richtung des Dop­pelpfeiles A senkrecht zur Oberfläche des Werkstück­auflagetisches 10 verstellbar ist.

[0014] Der Druckbalken 20 besteht im wesentlichen aus einem Kastenprofil 24, dessen dem Werkstückauflagetisch 10 zugewandte untere Wand 26 mit einer Vielzahl von matrixförmig in Reihen und Spalten angeordneten Boh­rungen 28 versehen ist, in denen jeweils ein Bolzen 30 frei verschieblich steckt. Die Bolzen 30 besitzen jeweils einen Kopf 32, der sie am Herausfallen aus den Bohrungen 28 hindert. Mit ihren freien Enden liegen sie an der Rückseite des Schleifbandes 12 unmittelbar an. Die Bolzenenden können gegebenenfalls mit einem verschleißarmen Belag versehen sein. In der Regel wird man jedoch auf eine solche relativ teure Lösung verzichten, da es preiswerter sein kann, die verschlissenen Bolzen durch neue Bolzen zu ersetzen.

[0015] Innerhalb des Kastenprofiles 24 befindet sich ein beispielsweise mit Druckluft gefüllter Druckschlauch 34, der die Bolzen 30 mit ihren Bolzenköpfen 32 gegen die untere Wand 26 des Kastenprofils 24 spannt. Der Druckschlauch 34 kann über einen Anschlußstutzen 36 und ein Ventil 38 mit einer geeigneten Druckluft­quelle 40 verbunden sein. Die Druckluftquelle kann dabei so aufgebaut sein, daß es möglich ist, den Druck innerhalb des Druckschlauches 34 konstant zu halten oder entsprechend dem gewünschten Schleifdruck zu variieren.

[0016] Im Betrieb wird der Druckbalken 20 relativ zum Werk­stückauflagetisch 10 so eingestellt, daß der Abstand des Schleifbandes 14 von der Tischoberfläche gerin­ger als die Stärke des zu bearbeitenden Materials ist. Wird das Werkstück 18 nun in Richtung des Pfei­les A in die Schleifmaschine eingeschoben, so hebt es die Bolzen 30 an. An den Werkstückrändern dagegen bleiben die Bolzen 30 in ihrer unteren Stellung und ziehen das Schleifband 14 über den Werkstückrand nach unten in Richtung auf den Werkstückauflagetisch 10. Dies gilt sowohl für den Bereich der Außenränder des Werkstückes 18 als auch für beliebig ausge­schnittene Konturen innerhalb desselben. Dort, wo die Bolzen 30 das Schleifband 14 an die Werkstück­oberfläche andrücken, d.h. vor allem im Bereich der Grate, wird Material abgetragen, so daß die Grate des Werkstückes nach dem Durchlauf desselben durch die Bandschleifmaschine abgeschliffen sind.

[0017] Auf diese Weise lassen sich ohne den geringsten Steuerungsaufwand Bleche mit beliebigen Konturen auch dann entgraten, wenn diese Bleche nicht voll­ständig eben auf dem Werkstückauflagetisch 10 auf­liegen. Denn im Gegensatz zu der bekannten Walzen­schleifmaschine, bei der die Schleifwalze nur als Ganzes verstellt werden kann, passen sich die als Druckglieder dienenden Bolzen 30 der Werkstück­oberseite in einem großen Bereich an. Dabei wird die bei den herkömmlichen Walzenschleifmaschinen bestehende Gefahr vermieden, daß auf der einen Seite das Werstück dünn geschliffen wird, während auf der anderen Seite der eigentlich abzuschleifende Grat immer noch vorhanden ist. Allerdings kann es nach wie vor zwechmäßig sein, bei sehr hohen Graten diese nach wie vor mittels einer Walzenschleifmaschine bis auf einen Restbetrag abzutragben und erst dann das Werkstück durch die erfindungsgemäße Bandschleif­maschine hindurchzuführen.

[0018] Um über die gesamte Breite des Druckbalkens ein ein­heitliches Schleifbild zu erhalten und das Auftreten von Schleifbahnen mit dazwischen liegenden scharfen Rändern zu vermeiden, sind die Bolzen 30 in in Durch­laufrichtung A aufeinanderfolgenden Bolzenreihen ge­mäß Fig. 2 angeordnet. Wie man in Fig. 2 erkennt, sind die Bolzen 30 in aufeinanderfolgenden Bolzen­reihen jeweils nur um einen Bruchteil des Bolzen­durchmessers in Reihenlängsrichtung gegeneinander versetzt. Bei einem gegebenen Bolzendurchmesser und einem gegebenen Abstand der Bolzen 30 innerhalb jeder Reihe läßt sich das Versetzungsmaß a zweier in Durch­laufrichtung A aufeinanderfolgender Bolzen und die Anzahl der Bolzenreihen so bestimmen, daß sich - über die Breite des Druckbalkens 20 hin betrachtet - an jeder Stelle mindestens annähernd die gleiche Ein­griffszeit der Bolzen mit dem Werkstück erzielen läßt. Das bedeutet, daß die Summe der Beträge e₁ und die Summe der Beträge e₂ entlang zweier Schnittebenen E₁ und E₂, die parallel zur Durchlaufrichtung A und senk­recht zur Zeichenebene der Fig. 2 gerichtet sind, mindestens annähernd gleich sein müssen. In der Praxis wird die Schleifänge - quer zur Durchlaufrichtung A betrachtet - zwischen einem unteren und einem obe­ren Grenzwert periodisch variieren. Die Differenz zwi­schen diesen beiden Werten läßt sich mit zunehmender Anzahl von Bolzenreihen kleiner machen. Jedoch ist die sinnvolle Anzahl der Bolzenreihen durch verschie­dene Faktoren begrenzt.

[0019] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist der Hohl­raum des Kastenprofils 24' in mehrere Kammern 42 un­terteilt, die bei dem vorliegenden Ausführungsbei­spiel jeweils zwei Spalten von Bolzen 30 umfassen und durch Trennwände 44 voneinander getrennt sind. In jeder Kammer 42 befindet sich ein eigener Druck­schlauch 46, der über ein Ventil 48 entlüftet bzw. mit Druckluft gefüllt werden kann.

[0020] In Durchlaufrichtung A vor dem Druckbalken 20 sind bei dieser Ausführungsform an sich bekannte Tast­organe 50 angeordnet, welche ein ankommendes Werk­stück abtasten und entsprechende Tastsignale an eine Steuervorrichtung 52 liefern. Diese wiederum steuert die Ventile 48 der einzelnen Kammern 42 in der Weise, daß die Schläuche 46 belüftet werden, wenn die unter den entsprechenden Kammern 42 durchlaufen­ den Werkstückbereiche nicht geschliffen werden sollen.

Ansprüche

1. Bandschleifmaschine, umfassend eine Werkstückauf­lage (10) und mindestens ein Schleifaggregat (12) mit einem umlaufenden endlosen Schleifband (14) und einem zum Andrücken desselben an die Werkstück­oberfläche (18) bestimmten Druckbalken (20), der einen im wesentlichen parallel zur Werkstückauf­lage (10) gerichteten Träger (24) mit Bohrungen (28) aufweist, in denen Druckglieder (30, 32) senk­recht zur Werkstückauflage (10) frei beweglich ge­halten und in Richtung auf die Werkstückauflage (10) elastisch auslenkbar vorgespannt sind, wobei die Bewegung der Druckglieder (30, 32) in Richtung auf die Werkstückauflage (10) durch einen Anschlag begrenzt ist und wobei die matrixförmig in mehre­ren Reihen und Spalten angeordneten Druckglieder (30, 32) in einander benachbarten Reihen jeweils in Reihenrichtung gegeneinander versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die bolzenförmigen Druckglieder (30) mit ihren dem Schleifband (14) zugewandten freien Bolzenenden unmittelbar an der Rückseite des Schleifbandes (14) anliegen, daß die Druckglieder (30, 32) einer Reihe jeweils nur um einen Bruchteil eines Bolzendurch­messers gegenüber den Druckgliedern (30, 32) der jeweils benachbarten Reihe versetzt sind und daß bei gegebenem Bolzendurchmesser und gegenseitigem Bolzenabstand der Betrag (a) der Versetzung und die Anzahl der Druckgliederreihen derart gewählt sind, daß - in jeder zur Durchlaufrichtung A des Werk­stückes (18) parallelen und zur Schleifebene senk­rechten Ebene (E₁, E₂)betrachtet - die Schleiflän­ge mindestens annähernd gleich ist.

2. Bandschleifmaschine mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (24) von einem kastenförmigen Hohlkörper gebildet ist, in dessen der Werkstückauflage (10) zugekehr­ten Wand (26) die Bohrungen für die bolzenförmigen Druckglieder (30, 32) ausgebildet sind und in dem sich ein mit einem Druckmittel beaufschlagbarer Schlauch (34) befindet, der an den in den Hohlkör­per hineinragenden Druckgliederenden (32) anliegt.

3. Bandschleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kastenför­mige Hohlkörper (24') in eine Mehrzahl von Kam­mern (42) unterteilt ist, die jeweils eine be­stimmte Anzahl von Druckgliederspalten umfassen und in denen jeweils ein separat mit einem Druck­mittel beaufschlagbarer Schlauch (46) angeordnet ist, und daß jeder Kammer (42) eine Tast- und Steuereinrichtung (50, 52) zugeordnet ist, welche die Werkstückkontur abtastet und den Druck in dem zugehörigen Schlauch (46) im Sinne einer Druckent­lastung für die nicht zu schleifenden Werkstück­bereiche steuert.

Zeichnung