[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Breitschleifen von bahnförmigem Material, insbesondere von Bodenbelägen und Gummidruckbändern, welche von Rollen abgewickelt und nach dem Schliff wieder auf Rollen aufgewickelt werden, wobei das Material über eine angetriebene Stützwalze geführt und auf der gegenüberliegenden Seite kontinuierlich geschliffen wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Breitschleifmaschine für das Schleifen von bahnförmigem Material mit einem angetriebenen Schleifmittel sowie einer angetriebenen Stützwalze.
[0002] Kunststoffbodenbeläge und Gummidrucktücher für die Druckereiindustrie haben als erstes gemeinsames Charakteristikum, dass bei beiden eine Oberfläche mit hoher Qualität verlangt wird. Die entsprechende Qualität ist nur durch einen Schleifprozess erreichbar.
Das zweite gemeinsame Merkmal liegt darin, dass beide in relativ breiten Bahnen von 1 bis 2 Metern und mehr hergestellt und als Halbfabrikat, auf Rollen aufgewickelt und während dem Schleifvorgang gegebenenfalls mehrfach auf Rollen auf- und abgewickelt werden. Gemäss bisheriger Praxis wird das bahnförmige Material im Falle der Gummidrucktücher etwa 10-mal, am Anfang als Kalibrier- und am Ende als Feinschliff, oberflächenbearbeitet. Damit die gewünschte Qualität im Falle der Gummidrucktücher erreichbar ist, muss nicht nur eine höchste Oberflächengüte sondern auch eine Dickentoleranz von +- 1 bis 2 Hundertstel Millimetern sichergestellt werden. Diese Dickentoleranz gilt nicht nur über der ganzen Länge des bahnförmigen Materials sondern gleicherweise über die ganze Breite von 1 bis 2 Metern und mehr.
Es handelt sich um enorme Qualitätsansprüche, wenn die grossen körperlichen Abmessungen der Gummidrucktücher in Betracht gezogen werden.
[0003] Bodenbeläge weisen ähnliche Probleme auf. Nur werden dabei Dickentoleranzen von etwa +- 5 Hundertstel Millimetern verlangt. Der ganze Schleifprozess stellt in gewisser Hinsicht ein Kunsthandwerk dar, da viele Handeingriffe und auch Kontrollmethoden notwendig sind. Die Stützwalze ist üblicherweise eine Stahlwalze mit einem Gummimantel. Die Stützwalze treibt das endlose Band an. Im Stand der Technik ist bei Zylinderschleifmaschinen das Schleifmittel eine zylindrische Schleifwalze. Der Gummimantel der Stützwalze nützt sich ab und verformt sich nach längerem Unterbruch, weil der Gummi selbst eine gewisse Fliesseigenschaft hat.
Die Gummiwalze wird nach jedem längeren Stillstand und nach einem gewissen Verschleiss mit der zylindrischen Stützwalze überschliffen.
[0004] Ein weiteres Problem liegt darin, dass der Vorschub für das bandförmige Material langsam ist und etwa 0,5 bis 1,0 Meter pro Minute beträgt. Dies schränkt die Produktivität ein. Durch den langsamen Vorschub geht ein grosser Teil der Schleifwärme in die Schleifwalze sowie die Stützwalze über.
Diese müssen deshalb während dem ganzen Schleifbetrieb wassergekühlt werden.
[0005] Der Erfindung wurde nun die Aufgabe zugrundegelegt, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu entwickeln, welche eine höhere Produktivität erlauben und, soweit möglich, energetisch, z.B. in Bezug auf die Kühlleistung, eine Verbesserung bringen.
[0006] Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das bahnförmige Material mit teilweiser Umschlingung um die Stützwaize mittels eines zwischen Umlenkröllen gespannten Endlosschleifbandes geschliffen wird.
[0007] Die erfindungsgemässe Breitbandschleifmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das angetriebene Schleifmittel als Schleifkopf mit einem Endlosschleifband, welches zwischen Umlenkrollen spannbar ist, ausgebildet ist,
und dass wenigstens einseitig von der Stützwalze eine Umlenkrolle für das bahnförmige Material angeordnet ist.
[0008] Von den Erfindern ist erkannt worden, dass der "Flaschenhals" im Stand der Technik in erster Linie die Abfuhr der Schleifwärme ist. Die Stützwalze ist mit einem Gummimantel versehen. Dies bedeutet einen sehr schlechten Wärmeübergang von dem bahnförmigen Material in das Walzeninnere. Im Falle von Zylinderschleifmaschinen muss die Schleifwalze mit einer beachtlich hohen Umlaufgeschwindigkeit von z.B. 20 bis 30 m/sec. angetrieben werden, so dass die Temperatur überall an der Walzenumfangfläche etwa gleich ist. Die Wärme kann deshalb nur nach innen abgeführt werden. Bedingt durch den schlechten Wärmefluss bzw. den Wärmestau an der Schleifstelle muss die Schleifleistung begrenzt werden.
Das bahnförmige Material besteht sowohl bei Bodenbelägen wie auch bei Gummidruckbändern aus relativ weichen Kunststoffen, welche in einem Durchlauf beim Kalibrierschliff nur einen beschränkten Dickenabtrag zulassen.
[0009] Die neue Lösung schlägt vor, die Schleifmittel als Endlosschleifband auszubilden. Das Endlosschleifband hat den grossen Vorteil, dass das Schleiftuch abgesehen von der guten Schleifarbeit an die Schleifstelle zu- und weggeführt und ausserhalb der Schleifstelle die Wärme wegen seiner geringen Masse rasch abgeben kann. Nach einem Umlauf ist das Schleifband wieder etwa auf Umgebungstemperatur abgekühlt, so dass der grösste Teil der Wärme über das Schleifband abgeführt werden kann. Dies bringt überraschend grosse Vorteile. Im Stand der Technik wurde üblicherweise der Vorschub des bandförmigen Materials unter 1 m/min. eingestellt.
Im Falle von Gummidrucktüchern waren in der Regel für den Kalibrier- und den Feinschliff zusammen ca. 10 Durchläufe erforderlich. Die neue Lösung gestattet eine Vorschubgeschwindigkeit von bis zu 5 m/min. und mehr. Gummidrucktücher können nunmehr in total 5 Durchläufen fertig geschliffen werden. Wenn auch der Herstellaufwand für einen Schleifkopf mit Endlosschleifband ein Mehrfaches ist im Verhältnis zu einer Schleifwalze, so bringt der enorme Produktivitätsgewinn viel mehr Vorteile, da der zeitliche Aufwand für das Schleifen von Bodenbelägen und Gummidruckbändern auf einen Bruchteil gesenkt werden kann. Das Schleifband bietet an der Schleifstelle eine grosse Schleiffläche an und erlaubt eine höhere Standzeit sowie eine Verbesserung der Qualität und der Toleranz.
Ein sehr grosser Vorteil der neuen Lösung liegt darin, dass die Wasserkühlung vollständig wegfällt, wie sie im Stand der Technik bei Zylinderschleifmaschinen zwingend benötigt wurde.
[0010] Die neue Erfindung erlaubt eine ganze Anzahl besonders vorteilhafter Ausgestaltungen. Es wird dazu auf die abhängigen Patentansprüche Bezug genommen.
[0011] Vorzugsweise wird das bahnförmige Material der angetriebenen Stützwalze bzw. der Schleifstelle mit angenähert gleicher Zugspannung zu- und abgeführt. Damit kann eine Konstanz für die Schleifbedingungen geschafften werden, da an der Schleifstelle nur die veränderlichen Kräfte aus der Schleifarbeit auftreten. Die Kräfte aus der Schleifarbeit bzw. die Kräfte, welche durch das Schleifband erzeugt werden, werden durch die Antriebskräfte der Stützwalze kompensiert.
Dazu wird das bahnförmige Material mit wenigstens etwa 30 , vorzugsweise mehr als 45 deg. Umschlingung, über die angetriebene Stützwalze (Winkel alpha ) geführt, um eine genügende Haftreibung für die Kraftübertragung zu erlauben.
[0012] Vorteilhafterweise ist die Vorschubgeschwindigkeit für das bahnförmige Material in einen Bereich von 0,5 bis 5 m/min. oder mehr einstellbar. Ein sehr wichtiger Punkt liegt darin, dass die Geschwindigkeit des Schleifbandes möglichst stufenlos von 15 bis 35 m/sec. einstellbar ist, z.B. mit einem Frequenzumformer und einem Drehstrommotor.
Eine optimale Geschwindigkeit für das Schleifband liegt für den Kalibrierschliff bei 15 bis 25 m/sec und für den Feinschliff bei 25 bis 35 m/sec.
[0013] Nach den bisherigen Erfahrungen werden ausgezeichnete Resultate erzielt, wenn beim Kalibrierschliff die Geschwindigkeit des bahnförmigen Materials in dem Bereich von 2 bis 4 m/min und beim Feinschliff in dem Bereich von 1 bis 2 m/min. liegt. Dabei wird das bahnförmige Material für das kontinuierliche Schleifen von einer Rolle abgewickelt, über die Stützwalze schleifenartig an die Schleifstelle angehoben und nach dem Schliff wieder auf eine Rolle aufgewickelt. Der Schleifvorgang erfolgt mehrstufig, wobei das bahnförmige Material gegebenenfalls mehrmals zwischen den einzelnen Stufen in umgekehrter Richtung jeweils auf die Abwickelseite zurückgeführt wird.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, das Schleifband während dem Rücklauf des bahnförmigen Materiales zu wechseln und dieses für den jeweils nachfolgenden Schleifvorgang beim Kalibrierschliff von P 120, 220 bis 280 und beim Feinschliff, z.B. P 280, 400 und 1000 einzusetzen. Der Schleifvorgang kann auch mehrstufig erfolgen, wobei das bahnförmige Material kontinuierlich durch zwei oder mehr Schleifstufen durchgeführt wird. Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsgedanken können nacheinander sowohl die Unter- wie die Oberseite geschliffen werden. Insbesondere im Falle des Kalibrierschliffes wird die Schleifstelle zwischen einer mit dem Schleifband mitlaufenden Kontaktwalze sowie der Stützwalze gebildet.
Im Falle des Feinschliffes erfolgt der Schleifvorgang zwischen zwei Umlenkwalzen und der Stützwalze mit leichter Umschlingung um die Stützwalze und Anpressung auf die Stützwalze. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktwalze zu- und wegstellbar ist und jeweils für die Kalibration zugestellt und für den Feinschliff weggestellt wird (Patentanspruch 5).
[0014] Gemäss einem weiteren Ausgestaltungsgedanken wird die Stützwalze in Richtung auf das bahnförmige Material zu- und wegstellbar ausgebildet, derart, dass in zugestellter Position das bahnförmige Material die Stützwalze teilweise umschlingt zur Übertragung der Antriebskraft.
Die Stützwalze wird für den Rücklauf weggestellt und erlaubt einen freien Durchlauf des bandförmigen Materiales (Patentanspruch 6).
[0015] Die Schleifmittel werden als Schleifkopf ausgebildet, wobei der Schleifkopf in den beiden Endlagen entweder wenigstens eine angetriebene und/oder wenigstens eine mitlaufende Umlenkwalze aufweist. Die Abmessung zwischen den Umlenkrollen, senkrecht zu der Transportrichtung des bahnförmigen Materials, betragen vorteilhafterweise ein Vielfaches im Verhältnis zu dem Durchmesser der Stützwalze.
[0016] Dies ergibt für das Schleifband ein Mehrfaches der totalen Schleifbandfläche im Verhältnis zu der Umfangsfläche einer Schleifwalze gemäss Stand der Technik.
[0017] Vorzugsweise wird eine Umlenkwalze als Kontaktwalze ausgebildet, zur Anpressung des Schleifbandes auf die Stützwalze, insbesondere für einen Kalibrierschliff.
Wenigstens eine andere Walze wird als Spannwalze ausgebildet. Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schleifkopf in dem Nahbereich der Anpresswalzen auf der Schleifbandzuführung und/oder auf der Schleifbandwegführseite wenigstens eine Beruhigungs- und Spannwalze auf. Beidseits der Breitschleifmaschine ist je eine Auf- bzw. Abrollstation angeordnet, welchen Kontroll- bzw. Regelmittel zugeordnet sind, zum Ausgleich der Zugspannungen vor und nach der Schleifstelle. Ferner ist beidseits der Stützwalze je eine Führungswalze angeordnet.
Die Stützwalze ist zu- und wegstellbar, derart, dass im Schleifbetrieb eine starke Umschlingung des bahnförmigen Materials und im Leerlauf für das bahnförmige Material ein freier Durchlauf ohne Kontakt mit der Stützwalze einstellbar ist.
[0018] Die Erfindung wird nun an Hand einiger Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:
<tb>die Fig. 1<sep>schematisch eine Übersicht über den ganzen Schleifvorgang;
<tb>die Fig. 2<sep>die Schleifzone für einen Kalibrierschliff;
<tb>die Fig. 3<sep>die Schleifzone für einen Feinschliff;
<tb>die Fig. 4<sep>eine ganze Schleifbaugruppe im Einsatz für einen Kalibrierschliff;
<tb>die Fig. 5<sep>eine Schleifbaugruppe mit abgesenkter Stützwalze und freiem Durchlauf für das bahnförmige Material;
<tb>die Fig. 6<sep>ein Beispiel für eine Kombination von Fein-Kalibrierschliff;
<tb>die Fig. 7<sep>eine Ansicht für Schleifbaugruppe gemäss Pfeil VII;
<tb>die Fig. 8<sep>die Schleifbaugruppe der Fig. 7 in einer Seitenansicht;
<tb>die Fig. 9 und 10<sep>eine Seitenansicht sowie ein Grundriss von mehreren in Serie angeordneten Schleifbaugruppen.
[0019] In der Folge wird nun auf die Fig. 1 Bezug genommen, welche eine Übersicht über den Schleifvorgang darstellt. Das bandförmige Material 1 wird von der Rolle 2 (rechts im Bild) abgewickelt, in Richtung des Pfeils 3 der Schleifstelle 4 zugeführt und mit der Rolle 5 wieder aufgewickelt. Die Schleifstelle 4 wird durch eine Stützwalze 6 sowie eine Kontaktwalze 7 gebildet. Das Schleifmittel ist ein Endlosschleifband 8, welches zwischen der Kontaktwalze 7 und einer Umlenk- und Spannwalze 9 gespannt ist. Das Schleifband 8 bildet im Wesentlichen die äussere Kontur für einen Schleifkopf 10. Oberhalb der Kontaktwalze 7 sind zwei Beruhigungswalzen 11 angeordnet, welche massgeblich einen ruhigen und gleichmässigen Lauf des Schleifbandes sicherstellen.
Die bisherigen Praxisversuche haben gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn auf beiden Seiten, nahe der Schleifstelle, auf der Schleifbandeinlaufseite sowie auf der Schleifbandauslaufseite eine Beruhigungswalze angeordnet wird. Gleichzeitig wird das Endlosschleifband 8 an den Stellen der Beruhigungswalzen gespannt. Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn das Endlosschleifband sowohl über die Umlenk- bzw. Spannwalze 9 wie auch über die Kontaktwalze 7 angetrieben wird. Dabei ist die Bewegungsrichtung des Endlosschleifbandes in Richtung des Pfeiles 12 entgegengesetzt zu der Transportrichtung des bahnförmigen Materials 1 (gemäss Pfeil 3).
Im unteren Bereich des Schleifkopfes 10 sind beidseits der Schleifstelle je eine Anpress- und eine Umlenkwalze 14, 15 angeordnet, welche, wie mit den Masspfeilen angedeutet ist, senkrecht zwischen einer unteren (U) einer mittleren (M) sowie einer oberen (O) Position verstellbar sind. Innerhalb der Kontaktwalze 7 ist mit einem Pfeil 13 auf eine entsprechende senkrechte Verstellbarkeit der Kontaktwalze 7 hingewiesen. Diese beiden Verstellungsmöglichkeiten erlauben das wahlweise Zu- (bzw. Weg-)stellen, entweder der Anpress- und Umlenkwalzen 14, 15 oder der Kontaktwalze 7.
[0020] Das bahnförmige Material 1 wird vor und nach der Stützwalze 6 durch je eine Führungswalze 16 und 17 geführt, so dass durch eine entsprechende Versetzung der Führungswalzen 16, 17 zu der Stützwalze 6 eine gute Umschlingung mit einem Winkel alpha grösser als 30 deg. sichergestellt wird.
Zwischen den Führungswalzen 16 und der Rolle 17 resp. der Führungswalze 17 und der Rolle 2 ist je eine Sensorwalze 18 resp. 19 angeordnet. Mit den Sensorwalzen 18 und 19 wird laufend die Zugspannung in dem bandförmigen Material festgestellt. Sobald die Zugspannungen auf den beiden Seiten der Schleifstelle unterschiedlich sind, wird sofort die Auf- oder Abwickelgeschwindigkeit bei Rolle 2 und/oder 5 geändert, bis die Zugspannungen beidseits der Schleifstelle wieder übereinstimmen. Bevorzugt wird jeder Seite eine optimale Zugspannung als Sollwert vorgegeben und die Auf- resp. Abwicklungsgeschwindigkeit der Rollen 2 und 5 entsprechend geregelt. Jeder Rolle ist ein Traggestell 20 zugeordnet mit zwei Laufrollen 21 und 22, auf welchen Drehstummel 23 der Rollen 2 resp. 5 laufen.
Ist das bandförmige Material vollständig von einer Seite auf die andere gefördert, kann das Material zurückgespult werden. Ist der Schleifvorgang abgeschlossen, kann die volle Rolle abgehoben und durch eine neue noch unbearbeitete ersetzt werden. Die beiden Aufroll- und Abrollstationen bilden bevorzugt besondere Baugruppen und sind nur durch das bandförmige Material 1 sowie die beschriebenen Steuer- und Sensorleitungen mit der Schleifbaugruppe bzw. deren Steuerung verbunden.
[0021] Die Fig. 2 und 3 zeigen die Schleifstelle je in grösserem Massstab. Die Fig. 2 zeigt die Kalibration bzw. den Dickenschliff. Die Kontaktwalze 7 ist abgesenkt und mit leichtem Druck auf die Stützwalze 6 angepresst, wie mit Pfeil angedeutet ist.
Die beiden Anpress- und Umlenkwalzen 14 und 15 sind in einer oberen Lage zwischen M und O und ergeben eine ganz leichte Umschlingung um die Kontaktwalze.
[0022] Die Fig. 3 zeigt eine Disposition für den Feinschliff. Die Stützwalze 6 ist unverändert. Die Kontaktwalze ist dagegen in abgehobener Stellung, wie mit Pfeil 13 zum Ausdruck kommt. Die beiden Anpress- und Umlenkwalzen 14 und 15 sind in einer unteren Lage zwischen M und U. Das Endlosschleifband 8 wird durch die beiden Anpress- und Umlenkwalzen 14 und 15 derart auf die Stützwalze angepresst, dass eine leichte Umschlingung entsteht, wie mit Winkel beta festgehalten ist.
Damit kann für den Feinschliff in jedem Fall eine grosse Schleiffläche erzeugt werden, so dass eine sehr intensive und stabile bzw. reproduzierbare Schleifarbeit möglich ist und damit auch weniger Durchläufe erforderlich sind, trotzdem wird die Schleifqualität besser. Es ist möglich, die Umschlingung beta z.B. mehr auf der Einlaufseite (rechts) zu verschieben. Dabei wird die Umlenkwalze 14 mehr abgesenkt, z.B. bis zur Stelle U und die Umlenkwalze 15 weniger abgesenkt z.B. nahe an der Markierung M. Das Endlosschleifband 8 wird dadurch in den Bereich der Schleifstelle in eine leichte Schräglage gebracht.
[0023] Die Fig. 4 zeigt eine vollständige Schleifbaugruppe, welche einen Ständer 30 aufweist und auf dem Boden 31 steht. Unterhalb der Stützwalze 6 ist ein absenkbarer Träger 32, auf dem die Stützwalze 6 gelagert ist.
Der Träger 32 ist auf der linken Seite auf Drehzapfen 33 gelagert und rechts mit einer Verriegelung 34 gehalten. Sobald die Verriegelung 34 über Zylinder 35 gelöst ist, kann der Träger 32 mittels Zylinder 36 abgesenkt werden. Die abgesenkte Position ist in der Fig. 5 dargestellt. Da durch die Schleifarbeit unvermeidlich Schleifstaub entsteht, wird dieser an verschiedenen Stellen abgesaugt. Eine Absaugung 40 ist in dem oberen Bereich des Schleifkopfes 10 angeordnet. Hier wird der Schleifstaub vom Endlosschleifband 8 abgesaugt. Mit einer Absaugung 41 wird die geschliffene Fläche des bandförmigen Materials nach der Schleifstelle gereinigt. Das bahnförmige Material 1 ist punktiert dargestellt und zeigt den effektiven Durchlauf während dem Schleifprozess. Die Fig. 4 ist ein konkretes Ausführungsbeispiel.
Dabei kommt deutlich zum Ausdruck, dass die Oberfläche des Endlosschleifbandes 8 ein Mehrfaches ist gegenüber der Oberfläche der Stützwalze 6. Im Stand der Technik entspricht die Schleifwalze bei Zylinderschleifmaschinen etwa den geometrischen Abmessungen der Stützwalze 6. Mit der Absaugung 40 wird nicht nur das Endlosschleifband 8 gereinigt, sondern es findet mit der beachtlich grossen Luftmenge, welche durchgesetzt wird, eine Abkühlung des Endlosschleifbandes 8 statt.
[0024] Die Fig. 5 zeigt eine Schleifstation für den Kalibrierschliff und entspricht von der Funktion her in Bezug auf den Kalibrierschliff der Fig. 2. Das Endlosschleifband 8 ist in dem Bereich der Schleifstelle satt um die Kontaktwalze 7 geführt. Die Stützwalze 6 ist in abgesenkter Stellung gezeichnet, so dass das Endlosschleifband nahezu plan durch die ganze Schleifstation läuft.
Dies ist immer dann der Fall, wenn das bahnförmige Material für den nächsten Schleifvorgang im Leerlauf zurückgeführt und auf der ersten Rolle wieder aufgewickelt wird. Die Schleifdauer für einen vollständigen Durchlauf beträgt z.B. 4 bis 6 Stunden, kann aber auch einen ganzen Arbeitstag und mehr dauern. Dies erlaubt bei der neuen Lösung einen Wechsel des Endlosschleifbandes von einem gröberen zu einem feineren Korn. Ein Schleifbandwechsel dauert nur 3 bis 5 Minuten. Damit geht für den Schleifbandwechsel überhaupt keine produktive Schleifzeit verloren. In der Fig. 5 sind ferner mehrere Absaugstellen dargestellt. Eine Absaugstelle 41 befindet sich vor und eine Absaugstelle 42 nach der Schleifstelle, in beiden Fällen auf der Unterseite des endlosen Materials 1.
Auf der Schleifseite bzw. der Oberseite des endlosen Materials befinden sich vor der Schleifstelle eine Absaugung 43 und 44, nach der Schleifstelle eine Absaugung 45, welche sich über die ganze Höhe des Schleifkopfes 10 ¾ erstreckt und entsprechend das Endlosschleifband absaugt und kühlt. Eine weitere Absaugung 46 ist rechts oben an dem Schleifkopf angebracht.
[0025] Die Fig. 6 zeigt eine Doppelausführung mit einer kombinierten Kalibrier- und Feinschleifeinheit 50 gemäss Fig. 1 sowie einer Feinschleifeinheit 51 (ohne Kontaktwalze 7). In der Fig. 6 ist ferner für die Stützwalze sowie für die Oberseite des bahnförmigen Materials je eine Bürstenwalze 52 angeordnet.
Die Lösung gemäss Fig. 6 gestattet je nach Einstellung:
nur einen Grobschliff,
einen Grobschliff und einen Feinschliff oder
zwei Feinschliffe.
[0026] Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Frontansicht (Fig. 7) sowie eine Seitenansicht (Fig. 8) einer kombinierte Schleifeinheit. In der Fig. 7 ist der Hauptmotor 60, ein Riemenübertrieb 61 sowie eine zweite Antriebswelle 62 dargestellt. Es werden dabei sowohl die Umlenkrollen 9 wie auch die Kontaktwalzen 7 angetrieben. Mit Bezugszeichen 63 ist der elektrische Steuerschrank und mit 64 eine übergeordnete Maschinensteuerung mit Speicher und Rechnermitteln bezeichnet. Der Schleifprozess ist ein kontinuierliches Verfahren. Einmal eingestellt, kann die Schleifarbeit bis das ganze Material einer Rolle geschliffen ist, ohne Überwachung durchgeführt werden. Dies bedingt aber einen hohen Steuer- und Kontrollaufwand.
Dies betrifft nicht nur alle Steuer- und Regelvorgänge, sondern auch die Prozesskontrolle selbst. Es müssen alle Motoren, Zylinder, Zugspannungen, Geschwindigkeiten überwacht werden, z.B. im Hinblick auf einen Bandriss, einen Sicherheitseingriff z.B. als Notstopp. Es können Rezeptvorgaben gemacht und die jeweils festgestellten Istzustände gespeichert und später wieder verwendet oder für Verbesserungen ausgenutzt werden. An der Maschine selbst ist ein Bedienpanel mit Bildschirm 61 angeordnet. In dem Steuerschrank 64 ist ferner eine SPS-Steuerung angeordnet.
[0027] Die Fig. 9 und 10 zeigen mehrere Schleifstationen in Serieanordnung, oben in einer Seitenansicht, unten in einer Draufsicht. Es handelt sich bei dem gezeigten Beispiel um Kalibrierschleifeinheiten. Interessant dabei ist, dass bei den ersten beiden Schleifeinheiten 70, 71 der Schleifkopf unten angeordnet ist.
Es wird dabei die Unterseite des endlosen Materials geschliffen. Bei den beiden Schleifeinheiten 72, 73 sind die Schleifköpfe oben angeordnet. Es wird somit die Oberseite geschliffen. In einem Durchlauf finden zwei Schleifvorgänge oben und zwei Schleifvorgänge unten statt.
[0028] Bei den Fig. 6, 9 und 10 handelt es sich nur um Beispiele. Selbstverständlich kann im Rahmen der neuen Lösung bzw. der neuen Erfindung jede beliebige Kombination von Fein- bzw. Grosschleifeinheiten gewählt werden, je nach konkreter Aufgabenstellung. Im Regelfall werden für Gummidruckbänder oder ähnliche Produkte eher mehr und für Bodenbeläge oder ähnliche Produkte eher weniger Durchläufe erforderlich sein.
The invention relates to a method for wide grinding of sheet material, in particular of floor coverings and rubber pressure belts, which are unwound from rolls and wound after grinding again on rollers, wherein the material is guided over a driven support roller and ground continuously on the opposite side , The invention further relates to a wide sanding machine for the grinding of web material with a driven abrasive and a driven backup roll.
Plastic flooring and rubber blankets for the printing industry have as the first common characteristic that both require a high quality surface. The corresponding quality can only be achieved by a grinding process.
The second common feature is that both are manufactured in relatively wide webs of 1 to 2 meters and more and wound up as a semi-finished product, on reels and, if necessary, wound up and unwound several times on reels during the grinding process. According to previous practice, the web-shaped material in the case of rubber blankets about 10 times, at the beginning as a calibration and finish as a fine finish, surface-treated. In order to achieve the desired quality in the case of rubber blankets, not only a highest surface quality but also a thickness tolerance of + - 1 to 2 hundredths of a millimeter must be ensured. This thickness tolerance applies not only over the entire length of the web-like material but equally over the entire width of 1 to 2 meters and more.
These are enormous quality requirements when taking into account the large physical dimensions of the rubber blankets.
Floor coverings have similar problems. Only thickness tolerances of about + - 5 hundredths of a millimeter are required. The entire grinding process is in some ways a handicraft, because many manual intervention and control methods are necessary. The back-up roll is usually a steel roll with a rubber jacket. The back-up roller drives the endless belt. In the prior art, in cylindrical grinding machines, the abrasive is a cylindrical abrasive roll. The rubber jacket of the back-up roller is used and deforms after prolonged interruption, because the rubber itself has a certain flow properties.
The rubber roller is ground after each extended standstill and after a certain wear with the cylindrical support roller.
Another problem is that the feed for the band-shaped material is slow and is about 0.5 to 1.0 meters per minute. This restricts productivity. Due to the slow feed, a large part of the grinding heat passes into the grinding roller and the support roller.
These must therefore be water-cooled during the entire grinding operation.
The invention has now been based on the object to develop a method and an apparatus which allow higher productivity and, as far as possible, energetically, e.g. in terms of cooling performance, bring an improvement.
The inventive method is characterized in that the web-like material is ground with partial wrap around the Stützwaize by means of a tensioned Umlenkröllen endless sanding belt.
The inventive wide-belt sanding machine is characterized in that the driven abrasive is designed as a grinding head with an endless sanding belt, which is tensioned between pulleys,
and that at least one side of the support roller, a deflection roller for the web-shaped material is arranged.
It has been recognized by the inventors that the "bottleneck" in the prior art is primarily the removal of the grinding heat. The support roller is provided with a rubber jacket. This means a very poor heat transfer from the web-like material into the interior of the roll. In the case of cylindrical grinding machines, the grinding roller must be driven at a remarkably high speed of rotation, e.g. 20 to 30 m / sec. be driven, so that the temperature is about the same everywhere on the roller peripheral surface. The heat can therefore only be dissipated inwards. Due to the poor heat flow or the heat accumulation at the grinding point, the grinding performance must be limited.
The web-like material is both in floor coverings as well as in rubber pressure belts of relatively soft plastics, which allow only a limited thickness reduction in a single pass during the calibration.
The new solution proposes to form the abrasive as a continuous sanding belt. The endless sanding belt has the great advantage that apart from the good grinding work, the sanding pad can be guided to and removed from the grinding point and, outside of the grinding point, can quickly release the heat due to its low mass. After one revolution, the sanding belt is again cooled to about ambient temperature, so that most of the heat can be dissipated via the sanding belt. This brings surprisingly big advantages. In the prior art, the feed of the strip-shaped material was usually less than 1 m / min. set.
In the case of rubber blankets, about 10 passes were generally required for the calibration and the fine grinding together. The new solution allows a feed rate of up to 5 m / min. and more. Rubber blankets can now be finished in a total of 5 passes. Although the manufacturing overhead for a sanding head with a continuous sanding belt is several times greater than that of a sanding roller, the enormous productivity gain brings much more benefits, since the time required to sand floor coverings and rubber pressure belts can be reduced to a fraction. The grinding belt offers a large grinding surface at the grinding point and allows a longer service life as well as an improvement of the quality and the tolerance.
A very big advantage of the new solution is that the water cooling is completely eliminated, as was required in the prior art in cylindrical grinding machines.
The new invention allows a number of particularly advantageous embodiments. Reference is made to the dependent claims.
Preferably, the web-shaped material of the driven support roller or the grinding point with approximately the same tensile stress is added and removed. Thus, a constancy for the grinding conditions can be achieved, since only the variable forces from the grinding work occur at the grinding point. The forces resulting from the grinding work or the forces which are generated by the grinding belt are compensated by the driving forces of the support roller.
For this purpose, the web-shaped material with at least about 30, preferably more than 45 deg. Looping, over the driven support roller (angle alpha) out to allow sufficient static friction for power transmission.
Advantageously, the feed rate for the web-shaped material in a range of 0.5 to 5 m / min. or more adjustable. A very important point is that the speed of the grinding belt as continuously as possible from 15 to 35 m / sec. is adjustable, e.g. with a frequency converter and a three-phase motor.
An optimum speed for the grinding belt is 15 to 25 m / sec for the calibration cut and 25 to 35 m / sec for the fine grinding.
According to previous experience excellent results are obtained when the calibration of the speed of the web material in the range of 2 to 4 m / min and fine grinding in the range of 1 to 2 m / min. lies. In this case, the web-shaped material for continuous grinding is unwound from a roll, raised loop-like about the support roller to the grinding point and wound after grinding again on a roll. The grinding process takes place in several stages, wherein the web-shaped material is optionally returned several times between the individual stages in the opposite direction to the unwinding side.
It is particularly advantageous to change the sanding belt during the return of the web-shaped material and this for the respective subsequent grinding operation in the calibration of P 120, 220 to 280 and the fine grinding, e.g. P 280, 400 and 1000 use. The grinding process can also be multi-stage, wherein the web-like material is continuously carried out by two or more grinding stages. According to a further embodiment, both the bottom and the top can be ground one after the other. In particular, in the case of the calibration grinding, the grinding point is formed between a contact roller running with the grinding belt and the support roller.
In the case of fine grinding, the grinding process takes place between two guide rollers and the support roller with slight wrap around the support roller and contact pressure on the support roller. It is advantageous if the contact roller is open and wegstellbar and each delivered for the calibration and put away for fine grinding (claim 5).
According to a further embodiment of the invention, the support roller in the direction of the web-like material and made disposable, such that in zuzustter position the web-like material, the support roller partially wraps around for transmitting the driving force.
The support roller is placed away for the return and allows a free passage of the band-shaped material (claim 6).
The abrasives are formed as a grinding head, wherein the grinding head in the two end positions either at least one driven and / or at least one follower guide roller has. The dimension between the deflection rollers, perpendicular to the transport direction of the web-shaped material, advantageously amounts to a multiple in relation to the diameter of the support roller.
This results in the grinding belt a multiple of the total grinding belt area in relation to the peripheral surface of a grinding roller according to the prior art.
Preferably, a guide roller is formed as a contact roller, for pressing the abrasive belt on the support roller, in particular for a calibration.
At least one other roller is formed as a tension roller. According to a further advantageous embodiment, the grinding head has at least one settling and tensioning roller in the vicinity of the pressure rollers on the grinding belt feed and / or on the grinding belt path leading side. On both sides of the wide grinder one up or unrolling station is arranged, which control or regulating means are assigned to compensate for the tensile stresses before and after the grinding point. Further, a guide roller is arranged on both sides of the support roller.
The back-up roll can be moved in and out, so that a strong looping of the sheet-like material and in idling for the sheet-like material a free pass without contact with the back-up roll is adjustable.
The invention will now be explained with reference to some embodiments with further details. Show it:
Fig. 1 schematically shows an overview of the entire grinding process;
FIG. 2 shows the grinding zone for a calibration cut; FIG.
FIG. 3 shows the grinding zone for fine grinding; FIG.
FIG. 4 shows a whole grinding assembly in use for a calibration cut; FIG.
Fig. 5 shows a sanding assembly with lowered back-up roll and free pass for the sheet-like material;
Fig. 6 shows an example of a combination of fine calibration cut;
FIG. 7 shows a view for the grinding assembly according to arrow VII; FIG.
FIG. 8 is a side view of the grinding assembly of FIG. 7; FIG.
Figures 9 and 10 show a side elevational view and a plan view of a plurality of abrasive assemblies arranged in series.
In the following, reference is now made to Fig. 1, which is an overview of the grinding process. The strip-shaped material 1 is unwound from the roll 2 (right in the picture), fed in the direction of arrow 3 of the grinding point 4 and wound up again with the roller 5. The grinding point 4 is formed by a support roller 6 and a contact roller 7. The abrasive is an endless abrasive belt 8, which is stretched between the contact roller 7 and a deflection and tensioning roller 9. The grinding belt 8 essentially forms the outer contour for a grinding head 10. Above the contact roller 7, two settling rollers 11 are arranged, which ensure a substantial smooth and uniform running of the grinding belt.
The previous practical tests have shown that it is advantageous if a reassuring roller is arranged on both sides, near the grinding point, on the grinding belt inlet side and on the grinding belt outlet side. At the same time the endless abrasive belt 8 is stretched at the points of the calming rollers. It has also proven to be advantageous if the endless abrasive belt is driven both via the deflection or tensioning roller 9 as well as via the contact roller 7. The direction of movement of the endless abrasive belt in the direction of the arrow 12 is opposite to the transport direction of the web-shaped material 1 (according to arrow 3).
In the lower region of the grinding head 10, a pressing and a deflection roller 14, 15 are arranged on both sides of the grinding point, which, as indicated by the dimension arrows, perpendicular between a lower (U) of a middle (M) and an upper (O) position are adjustable. Within the contact roller 7, an arrow 13 indicates a corresponding vertical adjustability of the contact roller 7. These two adjustment options allow the optional supply (or Weg-) make, either the pressure and deflection rollers 14, 15 or the contact roller. 7
The web-like material 1 is guided before and after the support roller 6 by a respective guide roller 16 and 17, so that by a corresponding displacement of the guide rollers 16, 17 to the support roller 6 a good wrap at an angle alpha greater than 30 deg. is ensured.
Between the guide rollers 16 and the roller 17, respectively. the guide roller 17 and the roller 2 is a sensor roller 18 respectively. 19 arranged. With the sensor rollers 18 and 19, the tension in the band-shaped material is constantly detected. As soon as the tensile stresses on the two sides of the grinding point are different, the winding or unwinding speed of roll 2 and / or 5 is changed immediately, until the tensile stresses on both sides of the grinding point coincide again. Preferably, each side is given an optimal tensile stress as the desired value and the resp. Settling speed of the rollers 2 and 5 regulated accordingly. Each roller is a support frame 20 associated with two rollers 21 and 22, on which pivot stub 23 of the rollers 2 respectively. 5 run.
If the band-shaped material is conveyed completely from one side to the other, the material can be rewound. When the grinding process is complete, the full roll can be lifted off and replaced with a new, unprocessed one. The two retracting and unwinding stations preferably form special assemblies and are connected only by the band-shaped material 1 and the control and sensor lines described with the grinding assembly or its control.
2 and 3 show the grinding point depending on a larger scale. FIG. 2 shows the calibration or the thickness grinding. The contact roller 7 is lowered and pressed with light pressure on the support roller 6, as indicated by arrow.
The two pressure and deflection rollers 14 and 15 are in an upper position between M and O and give a very slight wrap around the contact roller.
3 shows a disposition for fine grinding. The support roller 6 is unchanged. The contact roller is in contrast in the raised position, as indicated by arrow 13. The two pressure and deflection rollers 14 and 15 are in a lower position between M and U. The endless abrasive belt 8 is pressed by the two pressure and deflection rollers 14 and 15 on the support roller, that a slight wrap arises, as recorded with angle beta is.
Thus, a large grinding surface can be produced for the fine grinding in each case, so that a very intense and stable or reproducible grinding work is possible and thus less passes are required, nevertheless, the grinding quality is better. It is possible to make the wrap around beta e.g. move more on the inlet side (right). The deflection roller 14 is lowered more, e.g. to the point U and the guide roller 15 is lowered less e.g. near the mark M. The endless abrasive belt 8 is thus brought into the region of the grinding point in a slight angle.
Fig. 4 shows a complete grinding assembly, which has a stand 30 and is on the floor 31. Below the support roller 6 is a lowerable support 32 on which the support roller 6 is mounted.
The carrier 32 is mounted on the left side on pivot 33 and held on the right with a lock 34. Once the lock 34 is released via cylinder 35, the carrier 32 can be lowered by means of cylinder 36. The lowered position is shown in FIG. 5. As grinding dust inevitably results from the grinding work, it is sucked off at various points. An exhaust 40 is disposed in the upper portion of the grinding head 10. Here, the sanding dust is sucked off the endless sanding belt 8. With a suction 41, the ground surface of the strip-shaped material is cleaned after the grinding point. The web-shaped material 1 is shown dotted and shows the effective passage during the grinding process. Fig. 4 is a concrete embodiment.
It is clearly expressed that the surface of the endless abrasive belt 8 is a multiple compared to the surface of the support roller 6. In the prior art, the grinding roller in cylindrical grinding machines corresponds approximately to the geometric dimensions of the support roller 6. With the suction 40 not only the endless abrasive belt 8 is cleaned but it takes place with the considerable amount of air, which is enforced, a cooling of the endless abrasive belt 8 instead.
FIG. 5 shows a grinding station for the calibration cut and corresponds in function to the calibration cut of FIG. 2. The endless grinding belt 8 is fed in the area of the grinding point around the contact roll 7. The support roller 6 is drawn in the lowered position, so that the endless abrasive belt runs almost flat through the entire grinding station.
This is always the case when the web-like material is returned idle for the next grinding operation and rewound on the first reel. The grinding time for a complete run is e.g. 4 to 6 hours, but can also take a whole working day and more. This allows a change in the endless abrasive belt from a coarser to a finer grain in the new solution. A sanding belt change takes only 3 to 5 minutes. Thus, no productive grinding time is lost for the grinding belt change. In Fig. 5, a plurality of suction points are also shown. An extraction point 41 is located in front of and a suction point 42 after the grinding point, in both cases on the underside of the endless material. 1
On the grinding side or the top of the endless material are located in front of the grinding point an extraction 43 and 44, after the grinding point, a suction 45, which extends over the entire height of the grinding head 10 ¾ and sucks the endless sanding belt and cools accordingly. A further suction 46 is mounted on the top right of the grinding head.
Fig. 6 shows a double version with a combined calibrating and grinding unit 50 according to FIG. 1 and a fine grinding unit 51 (without contact roller 7). In Fig. 6 each a brush roller 52 is further arranged for the support roller and for the upper side of the web-shaped material.
The solution according to FIG. 6 permits, depending on the setting:
just a rough cut,
a rough cut and a fine finish or
two fine cuts.
Figs. 7 and 8 show a front view (Fig. 7) and a side view (Fig. 8) of a combined grinding unit. In Fig. 7, the main motor 60, a belt transfer 61 and a second drive shaft 62 is shown. There are both the pulleys 9 as well as the contact rollers 7 driven. Reference numeral 63 denotes the electrical control cabinet and 64 denotes a higher-level machine control with memory and computer means. The grinding process is a continuous process. Once set, the grinding work can be done without monitoring until all the material of a roll is ground. However, this requires a high tax and control costs.
This not only affects all the control and regulation processes but also the process control itself. All motors, cylinders, tensions, speeds must be monitored, e.g. in view of a ligament tear, a safety intervention e.g. as an emergency stop. Recipe specifications can be made and the actual states determined can be saved and later reused or exploited for improvements. On the machine itself, a control panel with screen 61 is arranged. In the control cabinet 64, a PLC control is also arranged.
9 and 10 show a plurality of grinding stations in series arrangement, at the top in a side view, at the bottom in a plan view. The example shown is calibration grinding units. It is interesting that in the case of the first two grinding units 70, 71, the grinding head is arranged at the bottom.
It is ground while the bottom of the endless material. In the two grinding units 72, 73, the grinding heads are arranged at the top. It is thus ground the top. In one pass, two sanding operations at the top and two sanding operations at the bottom take place.
FIGS. 6, 9 and 10 are only examples. Of course, in the context of the new solution or the new invention any combination of fine or Grosschleifeinheiten can be selected, depending on the specific task. As a rule rubber backbands or similar products tend to require more and floor coverings or similar products tend to require fewer passes.