Bandschleifmaschine

Abstract

 Bei einer Bandschleifmaschine mit einem endlos um Umlenkrollen (2) geführten Schleifband (1), einem Druckschuh (3) zum Drücken des Schleifbandes (1) gegen ein Werkstück (8) mittels einer Andruckvorrichtung (4) und einer Andrucksteuerung, mit der eine Andruckkratt einstellbar ist, wird die Gleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit der Schleifergebnisse verbessert durch eine die Verstellung des Druckschuhs (3) sensierende Detektoranordnung (6, 7) und eine Auswerteeinrichtung zur Beeinflussung der Andrucksteuerung in Abhängigkeit von der sensierten Verstellung des Druckschuhs (3).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bandschleifmaschine mit einem endlos um Umlenkrollen geführten Schleifband, einem Druckschuh zum Drücken des Schleifbandes gegen ein Werkstück mittels einer Andruckvorrichtung und eine Andrucksteuerung, mit der eine Andruckkraft einstellbar ist.

[0002] Eine derartige Bandschleifmaschine ist beispielsweise durch die EP 0 155 380 B1 bekannt. Die dort beschriebene Bandschleifmaschine weist einen Gliederdruckbalken mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen auf, die mittels einer die Kontur des Werkstückes detektierenden Detektionseinrichtung wirksam oder unwirksam steuerbar sind, so daß nur die für das Werkstück tatsächlich benötigten Druckschuhe in eine wirksame Schleifstellung gesteuert werden, wenn das Werkstück mittels einer Fördereinrichtung unter dem Druckbalken hindurchgefördert wird. Die dabei vorgesehene Einstellung der Andruckkraft der wirksam geschalteten Druckschuhe hat insbesondere die Funktion, diejenigen Druckschuhe, die mit einem Randstück des Werkstückes nur eine geringe Kontaktfläche haben, mit einer geringeren Andruckkraft auf das Werkstück zu drücken, um ein ungewolltes Rundschleifen der Kanten des Werkstückes zu verhindern. Die Steuerung der Andruckkraft erfolgt dabei vorzugsweise mit einem Elektromagneten, dessen Andruckkraft von der durch seine Spulenwindungen fließenden elektrischen Strom abhängt. Allerdings sind auch andere Andruckvorrichtungen möglich, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch wirken.

[0003] Die Realisierung dieses bekannten Prinzips der Steuerung einer Bandschleifmaschine erfolgt dadurch, daß beispielsweise die Kontur des Werkstücks detektiert wird und für den Mittenbereich des Werkstücks eine Andruckkraft durch die Andrucksteuerung vorgegeben wird, die bei einer elektromagnetischen Ansteuerung einem vorgegebenen Strom durch den Elektromagneten des Druckschuhs hervorruft. Analoges gilt für die denkbare Realisierung mit pneumatischen oder hydraulischen Antrieben.

[0004] Umfangreiche Untersuchungen und Erfahrungen des Erfinders mit den Bandschleifmaschinen der genannten Art haben die Erkenntnis gebracht, daß auch die bereits sehr hochentwickelten Bandschleifmaschinen der bekannten Art noch verbesserbar sind.

[0005] Ausgehend von der generellen Problemstellung, bekannte Bandschleifmaschinen zur Optimierung des Schleifergebnisses zu verbessern, ist erfindungsgemäß die Bandschleifmaschine der eingangs erwähnten Art gekennzeichnet durch eine die Verstellung des Druckschuhs sensierende Detektoranordnung und eine Auswerteeinrichtung zur Beeinflussung der Andrucksteuerung in Abhängigkeit von der sensierten Verstellung des Druckschuhs.

[0006] Mit der Erfindung ist eine Anzahl ganz unterschiedlicher Verbesserungen an den bekannten Bandschleifmaschinen möglich.

[0007] Ein erster Effekt besteht darin, daß die Steuerung der Andruckkraft durch die Andruckeinrichtung den Druckschuh zwar mit einer vorgegebenen Andruckkraft in Richtung auf das Werkstück drückt, dies jedoch über das zwischengeschaltete, endlos umlaufende Schleifband. Bei einem dünneren Werkstück wird der Druckschuh ersichtlich stärker verstellt als für ein dickeres Werkstück. Da das Schleifband zwischen Umlenkrollen endlos geführt ist, bewirkt die stärkere Auslenkung des Schleifbandes auch eine höhere Gegenkraft durch die notwendige Bandspannung des Schleifbandes, und zwar nicht nur aufgrund der Gegenkraft einer federnden Lagerung einer Umlenkrolle des Schleifbandes, die die Auslenkung ermöglicht, sondern auch aufgrund der größeren Winkel, den das Schleifband zwischen dem Rand des Druckschuhs und der benachbarten Umlenkrolle einnimmt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann daher in die Auswerteeinrichtung eine Änderung der Gegenkraft des Schleifbandes in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schleifbandes eingegeben sein, so daß durch die Messung der Auslenkung durch die Messung der Verstellung des Druckschuhs die höhere Gegenkraft durch eine entsprechend höhere Andruckkraft kompensiert werden kann. Hieraus resultiert, daß die Oberfläche eines dünneren Werkstückes mit der gleichen Andruckkraft - und somit mit dem gleichen Schleifergebnis - geschliffen wird wie die Oberfläche eines dickeren Werkstückes.

[0008] Die vorliegende Erfindung erlaubt ferner eine Kompensation von Nicht-Linearitäten der Weg-Kraft-Kennlinie der Andruckvorrichtung. Die bei einer mittleren Auslenkung eines Elektromagneten als Andruckvorrichtung durch einen vorgegebenen Erregerstrom erzeugte Andruckkraft erfährt Änderungen bei einer geringeren oder vergrößerten Auslenkung, also Verstellung des Druckschuhs. Durch die erfindungsgemäße Detektion der Verstellung des Druckschuhs ist es möglich, die Andruckkraft entsprechend zu ändern, wenn in die Auswerteeinrichtung die Weg-Kraft-Kennlinie der Andruckeinrichtung eingebbar ist, was vorab manuell, aber auch im Betrieb durch Messung der Andruckkraft geschehen kann.

[0009] Besondere vorteilhafte Anwendungsfälle für die vorliegende Erfindung ergeben sich bei Bandschleifmaschinen derart, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, einen auf dasselbe Schleifband einwirkenden Druckbalken bildenden Druckschuhen, eine Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks relativ zum Druckbalken und eine Detektionseinrichtung für die Kontur des Werkstückes und eine Steuerung zum Wirksam- und Unwirksamschalten der Druckschuhe in Abhängigkeit von dem Signal der Detektionseinrichtung aufweist.

[0010] Neben der in diesem Fall vorteilhaften möglichen Verringerung der Andruckkraft im Randbereich des Werkstücks kann es erfindungsgemäß sinnvoll sein, die Verstellung von Druckschuhen, insbesondere im Randbereich eines Werkstücks, durch eine detektierte Verstellung wenigstens eines Druckschuhs in einem anderen Bereich des Werkstückes, vorzugsweise in einem mittleren Bereich, zu begrenzen. Dadurch wird sichergestellt, daß auf gar keinen Fall in empfindlichen Bereichen eine höhere Schleifeinwirkung erfolgt.

[0011] Die Erfindung erlaubt ferner, solche Druckschuhe, die zum Schleifen des Werkstücks an sich nicht benötigt werden, weil sie gerade außerhalb der Kontur des Werkstückes liegen, auch zumindest teilweise zu verstellen, um zu erreichen, daß das Schleifband nicht an dem Druckschuh, der am Rand des Werkstücks gerade noch wirksam ist, eine relativ hohe Krümmung - und damit eine relativ hohe Gegenkraft - ausbildet, die zu einer ungewollten Verringerung der Andruckkraft in diesem Bereich führen würde. Durch die Verstellung des zum Schleifen an sich nicht mehr benötigten benachbarten Druckschuhs in Richtung auf das Werkstück findet der zum Schleifen benötigte Rand-Druckschuh praktisch den gleichen im wesentlichen linearen Verlauf des Schleifbandes vor wie die weiter innenliegenden Druckschuhe.

[0012] Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 -

eine schematische Anordnung eines elektromagnetisch betätigten Druckschuhs, der auf ein umlaufendes Schleifband wirkt, mit einer geringen Verstellung des Druckschuhs (dickes Werkstück);

Figur 2 -

eine Darstellung gemäß Figur 1 mit einer großen Verstellung des Druckschuhs (dünnes Werkstück);

Figur 3 -

eine schematische Darstellung der Verstellung von Druckschuhen gemäß dem Stand der Technik;

Figur 4 -

eine schematische Darstellung der Druckschuhe am Randbereich eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 5 -

eine schematische Darstellung der Verstellung von Druckschuhen am Randbereich eines Werkstücks gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

[0013] Figur 1 läßt ein Schleifband 1 erkennen, das endlos um Umlenkrollen 2 geführt ist, von denen in Figur 1 zwei dargestellt sind. Zwischen den Umlenkrollen ist ein Druckschuh 3 angeordnet, der mit Hilfe eines Elektromagneten 4 als Andruckvorrichtung gegen das Schleifband 1 zwischen den Umlenkrollen 2 drückbar ist. Der Druckschuh 3 ragt mit einem Schaft 5 in den Elektromagneten 4 hinein und wird durch einen vorgegebenen Strom durch die Spule des Elektromagneten 4 aus dem Elektromagneten 4 herausgedrückt.

[0014] An dem Druckschuh 3 ist ein Permanentmagnet 6 montiert, der zusammen mit einem ortsfest an dem Gehäuse des Elektromagneten 4 gehaltenen Sensor 7, der ein magnetostrektiver Sensor oder Hallsensor sein kann, als Positionsdetektor für den Verstellweg des Druckschuhs 3 dient.

[0015] Die Spannung des Schleifbandes 1 setzt der durch den Druckschuh 3 bewirkten Auslenkbewegung des Schleifbandes 1 aus der geraden verbindung zwischen den beiden dargestellten Umlenkrollen 2 heraus eine Gegenkraft F_R entgegen, die, wie das in Figur 1 dargestellte Kräfteparallelogramm zeigt, von der Größe der beiden vom Druckschuh 3 zur Umlenkrolle 2 verlaufenden Kräftevektoren F₁ und F₂ und von der Richtung der beiden Vektoren F₁,F₂ abhängt. Bei gleicher Größe der Kräfte F₁,F₂ wird durch die in Figur 1 dargestellte geringe Auslenkung eine nur geringe Gegenkraft F_R erzeugt, während bei der in Figur 2 dargestellten starken Verstellung des Druckschuhs 3 und der damit verbundenen großen Auslenkung des Schleifbandes 1 zwischen den Umlenkrollen 2 eine erheblich größere Gegenkraft F_R entsteht. Das Maß der Auslenkung des Schleifbandes 1 bzw. der Verstellung des Druckschuhs 3 wird durch die Detektoranordnung 6,7 gemessen und in einer (nicht dargestellten) Auswerteeinrichtung zur Erzeugung einer die höhere Gegenkraft F_R kompensierenden höheren Andruckkraft verwendet, so daß die auf das Werkstück einwirkende resultierende Kraft in beiden Fällen gleich groß sein kann.

[0016] Ähnliches gilt für die Änderung der Strom-Kraft-Kennlinie des Elektromagneten 4 in Abhängigkeit vom Verstellweg des Druckschuhs 3. Auch diesbezüglich kann über das Ausgangssignal der Detektoranordnung 6,7 eine Kompensation gesteuert werden.

[0017] Figur 3 zeigt schematisch die bisher übliche Verstellung von Druckschuhen 3 für ein unter den Druckschuhen 3 und dem Schleifband 1 hindurchtransportiertes Werkstück 8. Alle Druckschuhe 3, die mit der Kontur des Werkstücks 8 fluchten, werden zum Schleifen zugestellt, also auf eine Position S₂ verbracht. Die nicht von der Kontur des Werkstücks 8 betroffenen Druckschuhe 3 bleiben in ihrer Ruhestellung S₀. Der nur den Rand des Werkstücks 8 beaufschlagende Druckschuh wird dabei nur mit einer geringeren Andruckkraft ausgestattet.

[0018] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die in Figur 4 dargestellt ist, wird in der Situation gemäß Figur 3 weiterhin der schleifende Rand-Druckschuh 3 auf die Position S₂ verstellt, der dann benachbarte Druckschuh jedoch auf eine Position S₁, die zwischen der Ruheposition S₀ und der Schleifposition S₂ liegt. Diese Verstellung ist durch die Positionsdetektion der Druckschuhe 3 erfindungsgemäß möglich. Die Verstellung des für den Schleifvorgang nicht benötigten Druckschuh 3 auf die Position S₁ vermindert den durch die Verformung des Schleifbandes 1 auf den schleifenden Rand-Druckschuh (Position S₂) in Form einer Gegenkraft.

[0019] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in Figur 5 dargestellt ist, wird auch der dem schleifenden Rand-Druckschuh 3 benachbarte, für das Schleifen nicht mehr benötigte Druckschuh 3 in die Position S₂ verstellt, also sozusagen in die Position S₂ des schleifenden Rand-Druckschuhs 3 mitgenommen, um den schleifenden Rand-Druckschuh von allen Reaktionskräften des Schleifbandes zu entlasten.

[0020] Die in Figur 4 und 5 dargestellten Varianten der Erfindung sind aufgrund der die Verstellung der Druckschuhe 3 sensierenden Detektoranordnungen 6,7 realisierbar. Mit einer bloßen Steuerung der Andruckkraft F könnte dieses Ergebnis nicht erreicht werden.

Ansprüche

1. Bandschleifmaschine mit einem endlos um Umlenkrollen (2) geführten Schleifband (1), einem Druckschuh (3) zum Drücken des Schleifbandes (1) gegen ein Werkstück (8) mittels einer Andruckvorrichtung (4) und einer Andrucksteuerung, mit der eine Andruckkraft einstellbar ist, gekennzeichnet durch eine die Verstellung des Druckschuhs (3) sensierende Detektoranordnung (6, 7) und eine Auswerteeinrichtung zur Beeinflussung der Andrucksteuerung in Abhängigkeit von der sensierten Verstellung des Druckschuhs (3).

2. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Auswerteeinrichtung eine Änderung der Gegenkraft (F_R) des Schleifbandes (1) in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schleifbandes (1) eingebbar ist.

3. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Auswerteeinrichtung die Kraft-Weg-Kennlinie der Andruckeinrichtung (4) eingebbar ist.

4. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, einen auf dasselbe Schleifband (1) einwirkenden Druckbalken bildenden Druckschuhen (3), einer Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks (8) relativ zum Druckbalken und einer Detektionseinrichtung für die Kontur des Werkstücks (8) und einer Steuerung zur Wirksam- und Unwirksamschaltung der Druckschuhe (3) in Abhängigkeit von dem Signal der Detektionseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Begrenzung der Verstellung von Druckschuhen (3), insbesondere im Randbereich eines Werkstücks (8), durch eine detektierte Verstellung wenigstens eines Druckschuhs (3) in einem anderen Bereich des Werkstücks (8).

5. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, einen auf dasselbe Schleifband (1) einwirkenden Druckbalken bildenden Druckschuhen (3), einer Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks (8) relativ zum Druckbalken und einer Detektionseinrichtung für die Kontur des Werkstücks (8) und einer Steuerung zur Wirksam- und Unwirksamschaltung der Druckschuhe (3) in Abhängigkeit von dem Signal der Detektionseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auswerteeinrichtung eine zumindest teilweise Verstellung eines zum Schleifen des Werkstücks (8) an sich nicht benötigten Druckschuhs (3) steuerbar ist.

Zeichnung