Kontaktwalze für Bandschleifmaschinen

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Kontaktwalze für Band­schleifmaschinen mit einem Stahlkern (10) und einem diesen umgebenden Mantel. Der Mantel umfaßt eine den Stahlkern (10) mindestens teilweise bedeckende Zwi­schenschicht (12) aus elastisch nachgiebigem Material und geschlossene Ringe (14) aus einem harten Material, welche die elastische Zwischenschicht (12) umschließen und durch Ringnuten (16) voneinander getrennt axial ne­beneinander angeordnet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kontaktwalze für Band­schleifmaschinen mit einem Stahlkern und einem diesen umgebenden Mantel umfassend eine den Stahlkern minde­stens teilweise bedeckende Zwischenschicht aus ela­stisch nachgiebigem Material und eine Vielzahl von an der Außenoberfläche der Zwischenschicht angeordneten und zur Anlage an dem Schleifband bestimmten äußeren Elementen aus einem harten Material.

[0002] Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 953 917 ist eine Kontaktwalze bekannt, bei der der Stahlkern von einem Gummimantel umgeben ist. Dieser Gummimantel kann ar­miert oder mit einem unterschiedlichen Profil versehen sein. Der Gummimantel kann auch aus Schichten unter­schiedlicher Shore-Härte bestehen.

[0003] Auf der anderen Seite gibt es Kontaktwalzen, die einen Stahlmantel haben. Ganz allgemein ist zu den aus dem Stand der Technik bekannten Kontaktwalzen festzustel­len, daß Walzen mit einer relativ weichen Oberfläche eine hohe Toleranz gegenüber Werkstückunebenheiten be­sitzen, daß sie aber nur einen geringen Abtrag ermögli­chen, da das Schleifband nicht mit der erforderlichen Kraft an das Werkstück angedrückt werden kann. Derarti­ge Walzen sind daher zum Erreichen hoher Zerspanlei­stungen an metallischen Werkstücken nicht geeignet. Im Gegensatz dazu ermöglichen Walzen mit einer harten Oberfläche, also beispielsweise einem Stahlmantel, einen hohen Abtrag pro Zeiteinheit. Sie ermöglichen je­doch keinen Toleranzausgleich bei nicht vollständig ebenen Werkstücken.

[0004] Zur Lösung dieses Problems wurde in der US-Patent­schrift 21 62 279 bereits eine Andruckwalze der ein­gangs genannten Art vorgeschlagen, bei der die aus dem harten Material bestehenden äußeren Elemente von Blöcken aus Hartgummi, Kork oder Stahl gebildet sind, die an der geschlossenen, aus weichem Gummi bestehenden Zwischenschicht befestigt sind und unabhängig voneinan­der bewegt werden können. Diese Andruckwalze ermöglicht einen Toleranzausgleich bei unebenen Werkstücken. Nach­teilig an dieser Lösung ist jedoch, daß aufgrund der unabhängigen Beweglichkeit dieser blockartigen Elemente einerseits Unwuchten auftreten können und andererseits die Elemente beim Versuch, hohe Zerspanleistungen zu erreichen, starken Scherkräften ausgesetzt sind. Diese können dazu führen, daß die Elemente von der Zwischen­schicht abreißen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontakt­walze der eingangs genannten Art anzugeben, die einer­seits eine hohe Zerspanleistung und andererseits einen Toleranzausgleich bei unebenen Werkstücken ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus dem harten Material bestehenden Elemente von geschlossenen Ringen gebildet sind, welche die elasti­sche Zwischenschicht umschließen und durch Ringnuten voneinander getrennt axial nebeneinander angeordnet sind.

[0007] Im unbelasteten Zustand bilden die Ringe eine von Nuten unterbrochene glatte harte zylindrische Oberfläche, die einen hohen Abtrag pro Zeiteinheit ermöglicht und daher insbesondere für das Schleifen von metallischen Werk­stücken geeignet ist. Auf der anderen Seite können bei lokalen Unebenheiten oder auch bei einem Verzug des Werkstückes die Ringe aufgrund der elastischen Zwi­schenschicht in radialer Richtung ausweichen, d.h. sich radial relativ zueinander verschieben. Dies ermöglicht einen Toleranzausgleich, ohne daß dabei die Schleiflei­stung nachläßt. Dieser Toleranzausgleich ist auch mög­lich, ohne daß dabei zum Beispiel Kanten der Werkstücke rundgeschliffen oder abgeschrägt werden, wie dies bei Kontaktwalzen mit einer weichen Manteloberfläche der Fall ist. Dadurch, daß sich die Ringe als Ganzes radial verschieben, tritt auch keine Unwucht beim Umlaufen der Kontaktwalze auf.

[0008] Zweckmäßigerweise bestehen die Ringe aus Stahl. Die Nuten zwischen den Ringen dienen der Kühlung des Schleifbandes. Um ein Abzeichnen dieser Ringnuten auf der geschliffenen Werkstückoberfläche zu vermeiden, sind die Nutbreite und die Breite der Ringe so bemessen und die Ringsegmente selber so geformt, daß - über eine Umfangslinie der Kontaktwalze betrachtet - sich die Ringe mehrfach überlappen. Bei einer bevorzugten Aus­führungsform sind dabei die Ringnuten derart kontinu­ierlich gekrümmt, daß sie eine achsnormale Mittelebene viermal schneiden. Beispielsweise können die Ränder der Ringe der Kontur einer Schnittlinie folgen, die sich aus einem Schnitt jedes Ringes mit einem Zylinder er­gibt, dessen Durchmesser gegenüber dem Ringdurchmesser groß ist und dessen Achse senkrecht zur Ringachse ge­richtet ist. Durch diese Gestaltung der Ringe wird er­reicht, daß die Ringsegmente in sich keinerlei Unwucht besitzen, obwohl ihre Ränder nicht in einer achs­normalen Ebene liegen. Ein Taumeln der Ringe wird da­durch vermieden.

[0009] Die Zwischenschicht kann aus natürlichem oder syntheti­schem Kautschuk bestehen, wobei die Shore-Härte dieser Zwischenschicht in relativ weitem Umfange variieren kann.

[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Zwischenschicht nicht aus einem kompakten Zylinder, sondern aus einer Mehrzahl von Rippen, die mit Abstän­den voneinander und parallel zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Rippen dabei achsparallel gerichtet. Diese Ausbildung der Zwischenschicht er­leichtert die Montage der Ringe auf der Zwischen­schicht.

[0011] Die erfindungsgemäße Kontaktwalze vereinigt in sich die Vorteile der bisherigen verschiedenen Typen von Kon­taktwalzen. Die erfindungsgemäße Kontaktwalze paßt sich Unebenheiten der Werkstückoberfläche an, ermöglicht also einen Toleranzausgleich. Toleranzschwankungen auf­grund unterschiedlicher Werkstückstärken werden ohne Nachstellen der Walze ausgeglichen.

[0012] Aufgrund der glatten harten Oberfläche der Kontaktwalze können Beschädigungen der Werkstückoberfläche (ausgenommen die zu schleifenden Bereiche) vermieden werden. Ferner wird die Gefahr einer Schleifbandbeschä­digung durch scharfe oder abstehende Werkstückkanten herabgesetzt, da das Schleifband an der harten ebenen Oberfläche der jeweiligen Ringe anliegt und dadurch gut abgestützt wird. Scharfe oder abstehende Werkstückkan­ten können somit nicht in das Schleifband eindringen.

[0013] Unter Beibehaltung der oben genannten Vorteile wird eine hohe Spanabnahme erzielt, da das Schleifkorn am Stahlmantel anliegt und nicht wie bei einer Gummiwalze zurück in den Gummimantel gedrückt werden kann. Die Er­wärmung des Schleifgutes ist geringer, so daß es sich auch weniger verzieht. Auch werden die Werkstückkanten nicht unbeabsichtigt rund oder schräg geschliffen.

[0014] Die Stahlringe können auf ihrer Außenumfangsfläche wie­derum beschichtet sein, z.B. mit einer Gummilage.

[0015] Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kontaktwalze,

Fig. 2

einen Schnitt senkrecht zur Walzenachse ent­lang Linie II-II,

Fig. 3

einen achsnormalen Schnitt entlang Linie III-III in Figur 1,

Fig. 4

einen die Achse enthaltenden Schnitt durch die erfindungsgemäße Kontaktwalze und

Fig. 5

einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.

[0016] Die in der Figur 1 dargestellte Kontaktwalze für eine Bandschleifmaschine umfaßt eine Welle oder einen Kern 10, der von einer Zwischenschicht 12 oder Segmenten aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material umgeben ist. Dieser wiederum ist von einer Vielzahl von Ring­segmenten 14 umschlossen, die jeweils durch Ringnuten 16 voneinander getrennt axial nebeneinander angeordnet sind. Die Ringsegmente 14 bestehen vorzugsweise aus Stahl. Ihre miteinander fluchtenden Umfangsflächen bil­den eine durch die Ringnuten 16 unterbrochene zylindri­sche Mantelfläche.

[0017] Aufgrund der Anordnung der Ringsegmente 14 auf der ela­stischen Zwischenschicht 12 können sich die Ringsegmen­te 14 in Richtung des Doppelpfeiles A in Figur 1 in ra­dialer Richtung gegeneinander verschieben.

[0018] Die Form der Ringsegmente 14 bzw. der zwischen ihnen verbleibenden Nuten, die zum Kühlen des Schleifbandes dienen, sind so geformt, daß sie bezüglich der Drehach­se 18 der Kontaktwalze vollständig symmetrisch ausge­bildet sind. Man kann dies insbesondere aus Figur 2 er­sehen. Die Schnittebene der Figur 2 verläuft genau durch die achsnormale Mitte einer Nut 16, d.h. in der Mitte zwischen zwei die Nut begrenzenden achsnormalen Ebenen 20 und 22. Jedem Massepunkt am Umfang eines Ringsegmentes entspricht ein diametral gegenüberliegen­der gleichartiger Massepunkt, so daß die Ringsegmente 14 in sich vollständig ausgewuchtet sind. Sie taumeln nicht um die Achse der Kontaktwalze.

[0019] Ferner erkennt man in Figur 2, daß die Nut die Mittel­ebene, d.h. die Schnittebene der Figur 2 - über einen Umlauf hin betrachtet - viermal schneidet. Die an die­ser Nut benachbarten Ringsegmente überlappen sich in Umfangsrichtung, wie dies durch die unterschiedliche Schraffur in Figur 2 angedeutet ist. Damit wird vermie­den, daß sich die Nuten 16 auf der Werkstückoberfläche beim Schleifvorgang abbilden.

[0020] In Figur 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktwalze dargestellt, wobei die Zwischenschicht nicht aus einer geschlossenen zylindri­schen Schicht besteht, sondern von vier Rippen 12' ge­bildet ist, die mit gleichen Abständen voneinander achsparallel auf dem Kern 10 angeordnet sind. Das Mate­rial der Rippen 12' entspricht dem Material der Zwi­schenschicht 12 bei der Ausführungsform gemäß den Figu­ren 1 bis 4. Alle übrigen Elemente der Kontaktwalze gemäß Figur 5 stimmen mit denen der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 4 überein. Die in Figur 5 dar­gestellte Lösung hat den Vorteil, daß die Ringe oder Ringsegmente 14 leichter montiert werden können.

Ansprüche

1. Kontaktwalze für Bandschleifmaschinen mit einem Stahlkern (10) und einem diesen umgebenden Mantel umfassend eine den Stahlkern (10) mindestens teil­weise bedeckende Zwischenschicht (12, 12') aus elastisch nachgiebigem Material und einer Vielzahl von der Außenoberfläche der Zwischenschicht (12, 12') angeordneten und zur Anlage an dem Schleif­band bestimmten äußeren Elementen (14) aus einem harten Material, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem harten Material bestehenden Elemente von geschlossenen Ringen (14) gebildet sind, welche die elastische Zwischenschicht (12, 12') umschlie­ßen und durch Ringnuten (16) voneinander getrennt axial nebeneinander angeordnet sind.

2. Kontaktwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß die Ringe (14) aus stahl bestehen.

3. Kontaktwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Breite der Nuten (16) und die Breite der Ringe (14) so bemessen ist, daß sich benachbarte Ringe (14) - in Umfangsrichtung der Kontaktwalze betrachte - mehrfach überlappen.

4. Kontaktwalze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, daß die Ränder der Ringe (14) derart konti­nuierlich gekrümmt sind und der Abstand zweier einander benachbarter Ringe (14) derart gewählt ist, daß die zwischen ihnen verlaufende Ringnut (16) eine achsnormale Mittelebene (II-II) viermal schneidet.

5. Kontaktwalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­net, daß die Ränder der Ringe (14) der Kontur einer Schnittlinie folgen, die sich aus einem Schnitt der Ringe (14) mit einem Zylinder ergibt, dessen Durchmesser gegenüber dem Ringdurchmesser groß ist und dessen Achse senkrecht zur Ringachse gerichtet ist.

6. Kontaktwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einer Mehrzahl von Rippen (12') besteht, die mit Abständen voneinander und parallel zueinander auf dem Kern (10) angeordnet sind.

7. Kontaktwalze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­net, daß die Rippen (12') achsparallel gerichtet sind.

8. Kontaktwalze nach einem der Ansprüche 2 bis 7, da­durch gekennzeichnet, daß die Stahlringe (14) auf ihrer Außenumfangsfläche mit einem anderen Materi­al, z. B. Gummi beschichtet sind.

Zeichnung