[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
[0002] Schleifvorrichtungen, mit denen z.B. Werkstücke aus Stahl auf ihrer Unterseite bearbeitet
werden, weisen bekannter Maßen Schleifelemente in Form von mit Schleifleinen oder
Schleifpapier besetzten gestellfesten Schleifwalzen oder Bandschleifeinheiten auf.
Letztere besitzten ein endloses Schleifband, welches über eine das Werkstück kontaktierende
gestellfeste Kontaktwalze sowie zwei oder mehrere Umlenkwalzen geführt wird.
[0003] Bei den zuvor erwähnten Schleifvorrichtungen des Standes der Technik laufen die Werkstücke
über angetriebene gummierte Tragrollen, die in Förderrichtung des Werkstücks betrachtet
den Schleifwalzen oder Schleifbänder vor- und nachgeordnet sind.
[0004] Zur besseren Mitnahme des Werkstücks sind oberhalb der Tragrollen auf der der Schleifwalze
gegenüberliegenden Seite des Werkstücks in der Regel mit Federdruck belastete Druckrollen
angeordnet, die auf das Werkstück drücken, während dieses entlang des durch die Tragrollen
und Druckrollen definierten Förderpfades über die Schleifwalze, bzw. die Kontakwalze
bewegt wird.
[0005] Die Schleifelemente werden in Abhängigkeit von der gewünschten Abbauleistung, dh.
der pro Zeiteinheit vom Werkstück abzutragen Menge an Material, in der Weise eingestellt,
dass die Berührungslinien der Schleifeelemente mit dem Werkstück entsprechend höher
liegen, als die Berührungslinien zwischen dem Werkstück und den Tragrollen.
[0006] Mit den zuvor beschriebenen Schleifvorrichtungen des Standes der Technik ist es aufgrund
der gestellfesten Anordnung der Rollen und Schleifelemente lediglich möglich, die
Unterseite von ebenen Werkstücken plan zu schleifen.
[0007] Wenn die zuvor beschriebenen Schleifeeinrichtungen hingegen zum Entfernen von Grat
eingesetzt werden, wie er beispielsweise beim thermischen Trennen von Stahlteilen
entsteht, ergeben sich im Hinblick auf die Bearbeitung der Werkstücke Probleme, da
diese durch das thermische Trennen häufig über die üblichen Toleranzen hinaus konkav
oder konvex verformt sind.
[0008] Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schleifeinrichtung zu
schaffen, welche ebenfalls eine Bearbeitung von insbesondere durch einen thermischen
Trennvorgang verformten Werkstücken ermöglicht.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
[0010] Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
[0011] Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass Werkstücke von im Wesentlichen
identischer Form ohne Rücksicht auf die durch z.B. einen thermischen Trennvorgang
bewirkte Planparallelitätstoleranz unmittelbar nacheinander durch die Vorrichtung
hindurchgeführt werden können, ohne das diese hierzu jedes Mal neu auf den jeweiligen
Grad der Verformung eines Werkstücks eingerichtet werden muss.
[0012] Insbesondere ermöglicht es die erfindungsgemäße Vorrichtung, die Hauptflächen eines
im Wesentlichen ebenen Werkstücks unabhängig von der jeweiligen Toleranz zu überschleifen,
um das Werkstück z.B. im Bereich seiner Unterseite vollständig von Graten zu befreien.
[0013] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass es selbst
bei ansonsten planparallelen Werkstücken, die durch den vorhergehenden Bearbeitungsvorgangs
stark verformt sind, nicht zu einer Beschädigung der bevorzugt gummielastischen Mantelfläche
der Schleifwalze oder Kontaktwalze kommt.
[0014] Gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Schleifen eines flächigen Werkstücks,
welches entlang eines durch zumindest teilweise angetriebene Tragrollen und Druckrollen
definierten Transportpfades gefordert wird, ein sich in den Transportpfad hinein erstreckendes
umlaufendes Schleifelement, welches das Werkstück auf seinem Weg entlang des Transportpfades
umfänglich kontaktiert. Die Vorrichtung umfasst erfindungsgemäß weiterhin Andruckmittel,
welche das umlaufende Schleifelement in Richtung zum Werkstück hin mit einer federelastischen
Andruckkraft beaufschlagen, derart, dass das umlaufende Schleifelement der Kontur
des flächigen Werkstücks folgend flexibel an das Werkstück angestellt wird.
[0015] Obgleich die Andruckmittel auch Linearführungen aufweisen können, besitzen diese
bevorzugt einen ersten und zweiten, das umlaufende Schleifelement drehbar aufnehmenden
Schwenkhebel oder Schwinghebel sowie einen auf diesen wirkenden Aktuator, insbesondere
einen Pneumatikzylinder.
[0016] Um den Aktuator zu betätigen, ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
eine elektronische Steuerungsvorrichtung vorgesehen, welche die Andruckkraft, mit
der der Aktuator das umlaufende Schleifelement beaufschlagt, und/oder die Position
desselben, reguliert.
[0017] Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt bevorzugt eine mit der elektronischen Steuerungsvorrichtung
verbundene Werkstückbreitenerfassungseinrichtung, welche in Werkstückförderrichtung
betrachtet stromaufwärts des umlaufenden Schleifelements angeordnet ist, und von welcher
die elektronische Steuerungsvorrichtung Signale erhält, welche der momentan gemessenen
Breite des Werkstücks im Bereich der Werkstückbreitenerfassungseinrichtung entsprechen.
[0018] Nach einem weiteren der Erfindung zu Grunde liegenden Gedanken verändert die elektronische
Steuerungseinrichtung die Kraft des Aktuators in Abhängigkeit von den Signalen der
Werkstückbreitenerfassungseinrichtung in der Weise, dass das Verhältnis aus Andruckkraft
und Werkstückbreite einem im Wesentlichen konstanten Vorgabewert entspricht, der beispielsweise
vor der Bearbeitung einer bestimmten Werkstückart vom Bediener eingegeben werden kann.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Anpressdruck - und damit die Abbauleistung
- nicht von der momentanen Breite eines Werkstücks im Bereich des umlaufenden Schleifmittels
abhängt, wodurch die Belastung des Schleifmittels bei schmalen Werkstücken gegenüber
Schleifvorrichtungen, bei denen die an Andruckkraft konstant ist, verringert und der
spezifische Materialabtrag vergleichmäßigt wird.
[0019] Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die elektronische Steuerungseinrichtung den
Aktuator in Abhängigkeit von Signalen der Werkstückbreitenerfassungseinrichtung in
der Weise steuert, dass das umlaufende Schleifelement aus einer Position außerhalb
des Transportpfades in diesen hinein bewegt wird, wenn sich die Werkstückvorderkante
im Bereich des umlaufenden Schleifelements befindet. In entsprechender Weise wird
das umlaufende Schleifelement aus dem Transportpfad heraus bewegt, nachdem die Werkstückhinterkante
das umlaufende Schleifelement passiert hat.
[0020] Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Tragrollen und/oder
die Druckrollen beispielsweise über eine umlaufende Kette mit einer im Wesentlichen
konstanten Drehgeschwindigkeit angetrieben. Hierbei kann es in vorteilhafter Weise
vorgesehen sein, dass die elektronische Steuerungseinrichtung die Andruckkraft, mit
der der Aktuator das umlaufende Schleifelement beaufschlagt, in Abhängigkeit von der
durch die Werkstückbreitenerfassungseinrichtung erfassten Werkstückbreite streckengesteuert
verändert. Für die streckengesteuerte Erfassung ist dabei bevorzugt an einer der Tragrollen
und/oder Druckrollen ein Drehwinkelgeber angeordnet, welcher die Winkelgradstellung
der Rolle erfasst, die zusammen mit der zugehörigen, von der Werkstückbreitenerfassungseinrichtung
ermittelten momentanen Werkstückbreite z.B. in der elektronischen Steuerungseinrichtung
zwischengespeichert wird. Nachdem sich der Drehwinkelwert um einen vorgegebenen Drehwinkelbetrag
erhöht hat, welcher dem Abstand zwischen der Werkstückbreitenerfassungseinrichtung
und der Berührungslinie zwischen dem Werkstück und dem umlaufenden Schleifelement
entspricht, wird der Anstelldruck des Schleifelements entsprechend dem zugehörigen
Wert für die Werkstückbreite von der elektronischen Steuerungseinrichtung entsprechend
verringert oder erhöht.
[0021] Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken ist dem umlaufenden
Schleifelement eine in Richtung zum Werkstück hin verfahrbare Gegendruckrolle zugeordnet,
welche auf der gegenüberliegenden Seite des Transportpfades angeordnet ist, und welche
über weitere Andruckmittel mit einer federelastischen Gegenkraft an das Werkstück
angestellt wird
[0022] Hierbei besitzen die weiteren Andruckmittel bevorzugt einen weiteren Aktuator, insbesondere
einen Pneumatikzylinder, dessen Andruckkraft von der elektronischen Steuerungseinrichtung
in Abhängigkeit von der federelastischen Andruckkraft verändert wird, mit der das
umlaufende Schleifelement an das Werkstück angestellt wird, um zu verhindern, dass
das Werkstück in Richtung zur Gegendruckrolle hin ausweicht. Die Verstellung des Anstelldrucks
des weiteren Aktuators erfolgt dabei bevorzugt während des gesamten Durchführvorgangs
des Werkstücks durch die Vorrichtung automatisch.
[0023] Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten
Ausführungsform beschrieben, bei der das Schleifelemente durch eine auf der Unterseite
des Transportpfades angeordnete Schleifwalze gebildet wird.
[0024] In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung, und
- Fig. 2
- eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung.
[0025] Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfasst die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung
einen Maschinenständer, der aus zwei Wangen oder Seitenteilen 1, vier Traversen 2
und zwei Traversen 3 besteht. An vier Gewindespindeln 4, die in den Traversen 3 gelagert
sind, ist ein Tragrahmen 5 aufgenommen, der aus zwei innenliegenden Wangen oder Seitenteilen
5a und zwei weiteren Traversen 6 besteht. Die Traversen 6 sind zur Aufnahme der Gewindespindel
4 bevorzugt mit einem Innengewinde versehen. Die Gewindespindeln 4 werden über einen
Getriebemotor 7, eine Kette 8 und Kettenräder 9 angetrieben, um die Werkstückstärke
einstellen zu können.
[0026] Am Tragrahmen 5 sind bevorzugt durch Federn 10 belastete gummierte Druckrollen 11
aufgenommen, die jeweils an Schwinghebeln 12 gelagert sind, welche um einen zugehörigen
Bolzen 13 verschwenkt werden können.
[0027] Zusätzlich ist am Tragrahmen 5 eine Gegendruckrolle 14 angebracht, die an einem beiderseits
angeordneten Schwinghebel 15 drehbar gelagert ist, welcher bevorzugt ebenfalls um
einen Bolzen 16 verschwenkbar an den innenliegenden Wangen 5a aufgenommen ist. Die
Schwinghebel 15 sind durch einen beiderseits der Arbeitsbreite angebrachten Aktuator
in Form eines Druckluftzylinders 16a mit einer federelastischen Andruckkraft beaufschlagbar,
um die Gegendruckrolle 14 an das Werkstück anzustellen.
[0028] Den Druckrollen 11 gegenüberliegend sind an den beiden Wangen 1 bevorzugt gummierte
Tragrollen 18 drehbar aufgenommen, die durch einen Motor, vorzugsweise einen Getriebemotor
19, über Kettenräder 21 und eine gemeinsam über alle Kettenräder 21 geführte Kette
22 angetrieben werden. Die Tragrollen 18 definieren gemeinsam mit den Druckrollen
11 einen Transportpfad 100 für das einlaufende Werkstück 33.
[0029] Ein Schleifelement in Form einer Schleifwalze 23 oder auch einer nicht gezeigten
Kontaktwalze, über die ein endloses Schleifband geführt ist, wird von einem nicht
näher gezeigten Elektromotor z.B. über Keilriemenscheiben und Keilriemen angetrieben.
[0030] Die Schleifwalze 23 ist mit einem Gummibelag 24 belegt, auf dessen Umfangsoberfläche
das Schleifmittel 25 - z.B. Schleifpapier oder Schleifleinen - in bekannter Weise
befestigt und gespannt ist.
[0031] Die Schleifwalze 23 ist bevorzugt in zwei Lagerbüchsen 26 gelagert, die jeweils auf
einer zugeordneten Führungsrolle 27 aufliegen.
[0032] Jede Führungsrolle 27 ist bevorzugt an zwei Schwinghebeln 28 gelagert, welche über
ein Verbindungselement 29 miteinander verbunden und über Bolzen 30 verschwenkbar sind.
[0033] Die Bolzen 30 stützen sich, wie in Fig. 2 gezeigt, über zwei Winkel 30a an den Wangen
1 des Maschinenständers ab. Dadurch ist die gesamte Einheit bestehend aus den beiden
Schwinghebeln oder Schwenkhebeln 28 und dem Verbindungselement 29 schwenkbar am Bolzen
30 gelagert.
[0034] Diese Einheit, die links und rechts der Arbeitsbreite angebracht ist, stützt sich
jeweils an einem Aktuator ab, der bevorzugt als Pneumatikzylinder 31 ausgestaltet
ist.
[0035] Die Einheit bestehend aus den beiden Schwinghebeln 28, dem Verbindungselement 29,
dem Bolzen 30, dem Winkel 30a sowie dem Pneumatikzylinder 31 wird nachfolgend der
Einfachheit halber auch als Andruckmittel bezeichnet.
[0036] Am Einlauf der Maschine ist eine Werkstückbreitenerfassungseinrichtung in Form eines
Lichtgitters 32 angebracht, welches z.B. aus einer Vielzahl von Lichtquellen und nicht
näher gezeigten zugeordneten Lichtsensoren bestehen kann, die die momentane Breite
des Werkstücks 33 beim Durchlaufen des Transportpfades 100 sowie auch den Eintritt
der Vorder- und Hinterkante des Werkstücks 33 in den Transportpfad 100 erfassen.
Funktionsweise:
[0037] Das in der durch den Pfeil 102 angedeuteten Förderrichtung einlaufende Werkstück
33 überfährt das Lichtgitter 32, welches die Vorderkante des Werkstücks 33 erkennt,
und im Anschluss daran die Breite des Werkstücks 33 solange abtastet, bis die Hinterkante
des Werkstücks 33 das Lichtgitter 32 passiert hat. Eine in den Zeichnungen nicht gezeigte
elektronische Steuerungseinrichtung, die mit dem Lichtgitter 32 sowie auch einem jedem
Pneumatikzylinder 31 zugeordneten Magnetventil (nicht gezeigt) in Verbindung steht,
steuert die Magnetventile in der Weise, dass die Schleifwalze 23 an die Unterseite
des Werkstücks angestellt wird, wenn sich die Vorderkante des Werkstücks 33 senkrecht
über der Schleifwalze 23 befindet.
[0038] Infolge der durch die Pneumatikzylinder 31 erzeugten federelastischen Andruckkraft
liegt die Schleifwalze 23 auch bei konvex oder konkav verformten Werkstück 33, wie
sie in Fig. 1 angedeutet sind, stets flexibel am Werkstück 33 an, wobei die von den
Pneumatikzylindern 31 erzeugte Anlagekraft in Abhängigkeit von der jeweiligen Breite
des Werkstücks 33 verändert wird, die zuvor vom Lichtgitter 32 ermittelt wurde.
[0039] Wenn die Werkstückhinterkante die Senkrechte über der Schleifwalze 23 erreicht, werden
die Pneumatikzylinder 31 - durch die elektronische Steuerungseinrichtung gesteuert
- entlastet, so dass sich die Schleifwalze 23 aufgrund ihres eigenen Gewichts in die
Ausgangsstellung zurück bewegt, in welcher sich die Umfangfläche der Schleifwalze
23 außerhalb des Transportpfades 102 befindet. Oberhalb der Schleifwalze 23 wird die
Stützrolle 14 entsprechend dem Schleifdruck durch den weiteren Pneumatikzylinder 16a
auf das Werkstück 33 gedrückt, um eine federelastisches Gegenkraft zu erzeugen, welche
der von den Pneumatikzylinder 31 erzeugten Andruckkraft entgegenwirkt. Hierbei sind
die Druckrollen 11 ebenfalls mit einer im Wesentlichen konstanten Kraft der Federn
10 belastet, wohingegen die Stützrollen oder Tragrollen 18 gestellfest im Maschinenständer
montiert sind.
[0040] Die jeweils gewünschte Werkstückstärke wird vor der Bearbeitung einer Werkstückserie
über den Motor 7, die Kettenräder 9, die Kette 18 sowie die Gewindespindeln 4 und
Gewindemuttern 6 eingestellt.
Liste der Bezugszeichen
[0041]
- 1
- Wangen
- 2
- Traverse
- 3
- Traverse
- 4
- Gewindespindel
- 5
- Tragrahmen
- 5a
- innenliegende Wangen
- 6
- Traverse
- 7
- Motor
- 8
- Kette
- 9
- Kettenräder
- 10
- Federn
- 11
- Druckrollen
- 12
- Schwinghebel
- 13
- Bolzen
- 14
- Gegendruckrolle
- 15
- Schwinghebel
- 16
- Bolzen
- 16a
- Pneumatikzylinder
- 18
- Tragrolle
- 19
- Motor
- 21
- Kettenrad
- 22
- Kette
- 23
- Schleifwalze
- 24
- Gummibelag
- 25
- Schleifmittel
- 26
- Lagerbüchsen
- 27
- Führungsrollen
- 28
- Schwinghebel
- 29
- Verbindungselement
- 30
- Bolzen
- 30a
- Winkel
- 31
- Zylinder
- 32
- Lichtgitter
- 33
- Werkstück
- 100
- Transportpfad
- 102
- Pfeil
1. Vorrichtung zum Schleifen eines flächigen Werkstücks (33), welches entlang eines durch
zumindest teilweise angetriebene Tragrollen (18) und Druckrollen (11) definierten
Transportpfades (100) gefördert wird, mit einem sich in den Transportpfad (100) hinein
erstreckenden umlaufenden Schleifelement (23), welches das Werkstück auf seinem Weg
entlang des Transportpfades (100) umfänglich kontaktiert,
dadurch gekennzeichnet,dass
Andruckmittel (26, 27, 28, 29, 30, 30a, 31) vorgesehen sind, welche das umlaufende
Schleifelement (23) in Richtung zum Werkstück (33) hin mit einer federelastischen
Andruckkraft beaufschlagen, derart, dass das umlaufende Schleifelement der Kontur
des flächigen Werkstücks (33) folgend flexibel an das Werkstück angestellt wird.
2. Schleifvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,dass
die Andruckmittel einen ersten und zweiten, das umlaufende Schleifelement (23) drehbar
aufnehmenden Schwinghebel (28) sowie einen auf diesen wirkenden Aktuator, insbesondere
einen Pneumatikzylinder (31), umfassen.
3. Schleifvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,dass
eine elektronische Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Andruckkraft,
mit der der Aktuator (31) das umlaufende Schleifelement (23) beaufschlagt, steuert.
4. Schleifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,dass
diese eine Werkstückbreitenerfassungseinrichtung (32) aufweist, welche in Werkstückförderrichtung
(102) betrachtet stromaufwärts des umlaufenden Schleifelements (23) angeordnet ist.
5. Schleifvorrichtung nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,dass
die Steuerungseinrichtung den Aktuator (31) in Abhängigkeit von Signalen der Werkstückbreitenerfassungseinrichtung
(32) in der Weise steuert, dass das Verhältnis aus Andruckkraft und Werkstückbreite
einem im Wesentlichen konstanten Vorgabewert entspricht.
6. Schleifvorrichtung nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet,dass
die Steuerungseinrichtung den Aktuator (31) in Abhängigkeit von Signalen der Werkstückbreitenerfassungseinrichtung
(32) in der Weise steuert, dass das umlaufende Schleifelement (23) aus einer Position
außerhalb des Transportpfades in diesen hinein bewegt wird, wenn sich die Werkstückvorderkante
im Bereich des umlaufenden Schleifelements (23) befindet, und das Schleifelement (23)
aus dem Transportpfad (102) heraus bewegt wird, nachdem die Werkstückhinterkante das
umlaufende Schleifelement (23) passiert hat.
7. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,dass
die Tragrollen (18) und/oder die Druckrollen (11) mit einer im Wesentlichen konstanten
Drehgeschwindigkeit angetrieben werden, und dass die Steuerungsvorrichtung die Andruckkraft,
mit der der Aktuator (31) das umlaufende Schleifelement (23) beaufschlagt, in Abhängigkeit
von der durch die Werkstückbreitenerfassungseinrichtung (32) erfassten Werkstückbreite
streckengesteuert verändert.
8. Schleifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,dass
dem umlaufenden Schleifelement (23) eine in Richtung zum Werkstück (33) hin verfahrbare
Gegendruckrolle (14) zugeordnet ist, welche auf der gegenüberliegenden Seite des Transportpfades
(102) angeordnet ist, und welche über weitere Andruckmittel (16a) mit einer federelastischen
Gegenkraft an das Werkstück angestellt wird
9. Schleifvorrichtung nach Anspruch 3 und 8,
dadurch gekennzeichnet,dass
die weiteren Andruckmittel einen weiteren Aktuator, insbesondere einen Pneumatikzylinder
(16a), umfassen, und dass die elektronische Steuerungseinrichtung die Andruckkraft,
mit der der weitere Aktuator die Gegendruckrolle (14) an das Werkstück (33) anstellt,
in Abhängigkeit von der federelastischen Andruckkraft verändert, mit der das umlaufende
Schleifelement (23) an das Werkstück (33) angestellt wird.