CN114080298A - 用于加工平坦的工件边缘的设备 - Google Patents

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Abstract

在用于对板状工件(8)、如玻璃板进行修边的设备(1)中，使用通过驱动装置围绕轴线(2)旋转的环形砂轮(25)。磨削地作用于工件(8)边缘(10)棱边(9)的磨削表面(7)构造成在轴向方向上可移动的，使得磨削表面在修边时可跟随工件(8)的棱边(9)。磨削表面(7)自动贴靠在工件(8)的待修整棱边(9)上，即使棱边(9)不在预定目标位置中。环形砂轮(25)通过静压轴承或气体轴承浮动地支承在其托架(12)上。

Description

用于加工平坦的工件边缘的设备
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的、用于加工平坦的工件、如玻璃板的边缘的设备。
根据本发明的设备包括用于磨削地加工平坦的工件、例如玻璃板的边缘上的棱边的磨削表面，所述磨削表面磨削地作用于平坦的工件边缘的棱边。根据本发明的设备也可设计和设置用于抛光工件的边缘。
背景技术
用于加工平坦的工件、尤其是玻璃板的边缘的设备在各种实施方式中已知。存在具有开槽砂轮的设备，关于此可参见WO 2015/055671A1、EP 1607177 B1和EP 1488886 B1。
为了磨削地加工平坦的工件、尤其是玻璃板，以修整它们的棱边，也已知砂带磨光机，这例如从EP 1344604 B1或DE 4419963 C1中已知。
也已经提出用杯形砂轮作用于玻璃板边缘的边缘，在此一个砂轮作用于一个棱边，另一砂轮作用于另一棱边。这例如从US 9,555,516B2中已知。
具有砂带、尤其是具有十字形设置的砂带的修边设备(所谓的“砂带磨光机”)具有以下优点：砂带灵活地贴靠在玻璃棱边上，从而玻璃板到工具的进给精度不是决定性的。因此可毫无问题地对形成过切和欠切的、与玻璃板平面不成直角，而是倾斜定向的边缘表面或因切割公差产生的略有偏差的形状以及翘曲(非平面)的工件进行修边。平坦物体、如玻璃板与预定形状和尺寸的偏差可通过砂带的灵活性进行补偿。
使用砂轮的修边设备——砂轮通常具有V形轮廓并且可用于不同的玻璃厚度——通常是刚性的，因此待加工平坦的工件(玻璃板)的规格和尺寸的不准确以及工件的变形(工件翘曲、即不再平面)必须由机器补偿。因此需要采取措施来跟随待加工的棱边，这例如从EP2512732B1中已知。已知的修边砂轮(V形砂轮)经常会引起不能按希望均匀加工的过切和欠切的问题。
US 2,733,553 A示出并描述了一种用于磨削刀具或类似物的工具。该工具有两个砂轮，所述砂轮通过螺母固定在两个套筒上。套筒设置在一个通过马达旋转的轴上并且被弹簧保持在中心位置中，在该中心位置中它们相互贴靠。
在磨削时，砂轮可克服弹簧的力移动，从而可在刀具或类似物的两侧加工棱边(第1栏第18至25行和第2栏第50至59行)。
在切割平坦的工件、尤其是玻璃板时，可能会出现与希望尺寸和形状的偏差、过切和欠切以及几何形状偏差(例如切割出具有斜边的菱形而不是矩形)的情况。在修整这种偏离预定位置和尺寸的棱边时，会出现问题，因为如果没有进一步的、复杂的机械工程措施，就无法在板状工件(玻璃板)上实现精确的边缘。
发明内容
本发明所基于的任务是提供一种设备，借助该设备，即使棱边的形状和棱边的位置偏离了目标形状或目标位置，也可成功地并且以希望的程度加工(修整/抛光)平坦的工件、如玻璃板，在此实现砂轮在其托架上的有利支承。
根据本发明，所述任务通过具有权利要求1的特征的设备来解决。
根据本发明的设备的有利且优选的实施方式是从属权利要求的技术方案。
根据本发明的基本上类似于砂轮构造的设备包括一个环形砂轮，该环形砂轮具有向外部敞开的、设有磨削表面的凹槽。具有磨削表面的环形砂轮可在轴线方向上进行调节，设备通过其驱动装置围绕该轴线旋转。因此，在本发明中，如果边缘在轴线方向上偏离了目标位置，则磨削表面也可跟随工件(玻璃板)的边缘的棱边。这也会发生在工件翘曲时。在本发明中，具有磨削表面的环形砂轮自动跟随工件的边缘。不再需要环形砂轮所在的托架(轴)的运动，通过这些运动使根据本发明的设备跟随工件边缘的走向和位置。这是因为根据本发明在(旋转)轴线方向上没有设置环形砂轮与设备托架的刚性连接。
有利的是，所述环形砂轮浮动地支承在托架上(环形砂轮的内径大于托架的外径)，使得环形砂轮可相对于其托架在(旋转)轴线方向上自由移动。
在此环形砂轮在托架上的浮动支承构造为静压轴承或气体(空气)轴承。
根据本发明设计的具有静压轴承或气体轴承的设备的优点在于，可这样设计环形砂轮与其托架的联接装置(借助该联接装置扭矩从托架传递到环形砂轮)，使得其不会对环形砂轮的浮动支承产生不利影响。
在本发明的范围中可规定，磨削表面被弹簧弹性地加载，从而当使用设备时，磨削表面优选以弹性预紧贴靠在工件边缘的棱边上。
如果设置弹簧，则所述弹簧在本发明的一种可能的实施方式中使环形砂轮连同其磨削表面在使用设备后再次移回到磨削表面的初始位置中。
此外，彼此独立的(弹性)磨削表面可实现跟随工件棱边的可能性，即使工件边缘与轴线(设备围绕该轴线旋转)的距离发生变化(变大或变小)，即没有保持在目标位置中。例如如果将环形砂轮分为两个环形砂轮部件，则这是可能的。
在具有弹性磨削表面的实施方式中，根据本发明的设备将砂带磨光机的优点与砂轮的优点相结合，因为磨削表面在该实施方式中构造成弹性可伸缩的，即在弹性(弹簧)预紧下贴靠在工件边缘的棱边上。
根据本发明的设备的磨削表面的可调节性可在本发明范围内以不同方式实现。
在本发明的一种实施方式中规定，所述销可滑动引导地容纳在孔或凹口中，在此优选磨削表面在轴线方向上是弹簧弹性的。\
在本发明的一种实施方式中，可将砂轮和其托架之间的联接装置设计成至少一个销的形式，该销固定在托架上并嵌入砂轮中的孔或凹口中，这使得可在不受砂轮和其托架之间的联接装置的影响下这样设计静压轴承或气体轴承形式的砂轮的浮动支承，使得实现砂轮的良好支承。
在本发明的一种实施方式中，具有磨削表面的带槽环形砂轮可调节地、例如浮动地支承在托架上，该托架用作旋转驱动装置的轴。在该实施方式中，环形砂轮在(旋转)轴线方向上可移动，而无需用弹簧将环形砂轮加载到其初始位置中。因此，如果棱边例如基于工件(玻璃板)的翘曲沿(旋转)轴线方向在一个方向上或另一个方向上偏离目标位置，则磨削表面可跟随工件(玻璃板)边缘上的待修整棱边。
在本发明的另一种实施方式中，磨削表面设置在一个环形砂轮上，该环形砂轮例如弹簧地支撑在托架上。
在本发明的另一种实施方式中，磨削表面设置在两个环形砂轮部件上，所述环形砂轮部件相对于彼此并且在托架上在(旋转)轴线方向上可移动地设置并且被弹簧地朝向彼此加载。
在另一种实施方式中，本发明所基于的任务可以下述方式解决，即一个带槽环形砂轮连同其形成磨削表面的槽壁在托架的(旋转)轴线方向上可克服弹簧力移动地设置。这例如可由此实现，使环形砂轮在其托架上在托架轴线方向上可克服在两侧作用于环形砂轮的弹簧的力移动地支承。
在根据本发明的设备的托架上通常设有一个环形砂轮，其必要时包括两个环形砂轮部件。但在本发明的范围内也可考虑这样的实施方式，在其中在一个托架上设置多于一个环形砂轮和/或多于一对环形砂轮部件。如果在托架上设置了两个或两个以上的环形砂轮和/或环形砂轮部件对，一体的环形砂轮和被分为环形砂轮部件的环形砂轮可组合。此外，在本发明的范围中可考虑在一个托架上设置具有不同凹槽(梯形、V形等)和/或不同形状的磨削表面的环形砂轮。
在本发明范围中设置的环形砂轮可设计用于磨削加工(如修整)并且也可用于抛光工件的边缘。
在本文中使用的术语“弹簧”包括作用在环形砂轮或环形砂轮部件上的任何类型的弹性装置、如金属弹簧(螺旋弹簧)、气体弹簧(气动弹簧)和液体弹簧。
在实施方式中，本发明提供了下述优点中的一个或多个：
-当待加工物体的形状/尺寸偏离预定形状/尺寸时，边缘质量保持不变，
-在过切和欠切情况下，边缘质量明显优于传统砂轮，
-能够工艺可靠地维持边缘质量，
-如果磨削表面设置在例如弹簧弹性地支撑在设备托架上的环形砂轮或环形砂轮部件上，则更换简单且成本低廉，因为只需更换环形砂轮/环形砂轮部件，
-根据本发明的设备可用于所有机器并允许用根据本发明的设备来代替现有机器中的传统砂轮，
-例如用作用于环形砂轮/环形砂轮部件的旋转驱动装置的托架不需要跟随工件的边缘。
附图说明
本发明的其它细节和特征以及优点由下述对附图中部分示意性示出的实施例的说明中给出。附图如下：
图1至4以轴向剖面图示出在对玻璃板进行修边时处于不同工作位置的一种实施方式；
图5至9示出处于不同工作位置的另一种实施方式和细节；
图10和11示出处于不同工作位置的另一种实施方式；和
图12示出具有浮动支承的环形砂轮的一种实施方式。
具体实施方式
图1至4中所示的以砂轮方式构造的设备1的实施方式包括用作(驱动)轴的托架12和具有两个环形砂轮部件6的环形砂轮25。环形砂轮部件6在构造为轴的托架12上在托架12的轴线2的方向上可移动地设置，如图3和4中的箭头13所示。
在托架12中设置有用于供应液体(供应水)的管路14，使得环形砂轮25的环形砂轮部件6通过静压轴承(浮动地)支承在托架12上。代替用于环形砂轮25或环形砂轮部件6的静压轴承，也可设置气体(空气)轴承。在气体轴承的情况下，通过管路14供应气体(如空气)。
供应的液体(水)也可通过环形砂轮部件6之间的间隙15在朝向工件8(待加工玻璃板)的方向上流出，使得工件8、如玻璃板在加工期间被液体冷却，该加工用于在工件的边缘10上修整棱边9。
环形砂轮部件6具有磨削表面7，所述磨削表面是锥形或凹形弯曲的并且当设备1用于修整边缘10的棱边9时磨削地作用于待加工工件8(玻璃板)。
图1至4所示实施方式的各环形砂轮部件6被设置在环形砂轮部件6和托架12的肩部17之间的弹簧16(在本示例中为螺旋弹簧)在朝向彼此运动的意义上加载。
由于环形砂轮部件6通过弹簧16支撑在托架12上，因此环形砂轮部件6可跟随待加工工件8(玻璃板)的边缘10的走向，而无需特殊的导向措施。其原因是环形砂轮部件6的磨削表面7是弹簧弹性地可伸缩的并且在弹簧预紧下贴靠在工件8、如玻璃板的待修整棱边9上，即使当工件8偏离了希望的尺寸、位置和/或形状时也是如此。
为了将环形砂轮部件6与托架12联接以进行旋转，设置用于扭矩传递的销18，该销用作带动器和/或导向销，其设置在托架12的法兰19上并且可滑动引导地穿过环形砂轮部件6中的孔20。
图1示出理想情况，在其中待加工工件8(待加工玻璃板)相对于设备1的对称平面(垂直于轴线2的平面，该平面位于环形砂轮部件6之间的中间)精确地(对称)定向。
图2示出工件8的偏移，这在实践中经常发生，在此环形砂轮部件6的磨削表面7均匀地(对中地)作用于工件8边缘10的棱边9并且在此相对于图1所示的位置偏移。
在图2、3和4中，为了清楚起见，分别在偏移较大的被加工工件8上方示出一个未偏移的工件8。
图3示出工件8相对于目标位置侧向偏移并且也比对应的目标尺寸大的情况(具有超尺寸的坯件)。
在这种情况下，设备1的磨削表面7也跟随工件8边缘10的棱边9，环形砂轮部件6从它们的基本位置(图1)出发在轴线2方向上运动。因为待加工工件8具有超尺寸，即大于其对应的目标尺寸，因此环形砂轮部件6克服弹簧16的力彼此远离运动并且磨削表面7自动定位到正确位置中。
在图4中示出工件8(玻璃板)正确定位、即没有侧向偏移，但具有超尺寸、即大于目标尺寸的情况，在此情况下环形砂轮部件6的磨削表面7也正确地定位在棱边9上并且弹性贴靠地作用于棱边9。
通过用作复位元件的弹簧16——其作用于环形砂轮部件6并且将环形砂轮部件弹性地加载到其在图1中所示的基本位置中——在图1至4中所示的实施方式中环形砂轮25的环形砂轮部件6的磨削表面7构造成弹性地可伸缩的。磨削表面7自动相对于平坦的工件8(玻璃板)的待加工棱边9定位，因为磨削表面在弹性预紧下贴靠在工件8(玻璃板)上。
在图5至9中示出根据本发明的设备1的一种与图1至4的实施方式相比修改的实施方式，该实施方式基本上构造为砂轮。环形砂轮25包括两个带有锥形磨削表面7的环形砂轮部件6，所述环形砂轮部件在用作基体的托架12上在设备1的轴线2方向上可移动地设置。
在图5至9所示的实施方式中，将环形砂轮部件6移动到其作用位置并且附加地将环形砂轮部件弹簧弹性压靠在平坦的工件8(玻璃板)边缘10的待修整棱边9上的弹力是由为轴承供应的液体或气体的压力所施加的。为此，为每个环形砂轮部件6设置一个环形空间21，液体或气体被引入该环形空间中。环形空间21由托架12、环形砂轮部件6和设置在环形砂轮部件6上的套筒状元件22(管状部件)限定。因此，通过压力形成在轴向方向上作用的液压弹簧或气体弹簧，所述液压弹簧或气体弹簧将各环形砂轮部件6和因此其磨削表面7在朝向彼此运动的意义上弹簧弹性地加载。通过改变液体/气体的压力可改变环形砂轮部件6的磨削表面7的压紧和因此磨削加工的程度，以便选择性地制造更小或更大的倒角(参见图5和6)。
图5至9中所示的实施方式基于液体弹簧或气体弹簧(被液体或气体(空气)加载的空间21)具有以下优点：环形砂轮25的环形砂轮部件6和因此其磨削表面7可通过工件8(玻璃板)在轴向方向上移动而压紧力不发生变化(如果介质或气体的压力不变)。这允许环形砂轮部件6能够以磨削表面7适应待加工工件8、尤其是玻璃板的偏差几何形状(斜切、切割公差、玻璃翘曲)。
在图5至9所示的基本上构造为砂轮的设备1的实施方式中规定，设置在环形砂轮部件6上的套筒状元件22(管状部件)具有开口23(孔)。通常(参见图5和6)，开口23设置在环形空间21外部，用于液体弹簧或气体弹簧的液体或气体被供应给所述环形空间。只有当到达根据图7至9的位置时，套筒状(管状)元件22中的开口23这样设置，使得液体或气体可通过用作泄漏孔的开口23逸出并且压力下降，然后环形砂轮部件6再次占据其初始位置(根据图5和6的位置)。
图5至9中所示实施方式的环形砂轮部件6与托架12联接以进行旋转。例如类似于图1至4所示实施方式的销18设置用于扭矩传递的销18。
在图10和11所示的实施方式中，设备1具有一个未分开的环形砂轮25，其设有梯形凹槽5，侧面的(锥形)槽面构造为磨削表面7。环形砂轮25通过固定在托架12的法兰19上并且滑动地嵌入环形砂轮25的凹口、如孔20中的销18与托架12联接以进行旋转，从而实现扭矩传递。
在图10和11所示的实施方式中，弹簧16、如螺旋弹簧被设置为弹簧弹性的复位元件，其将环形砂轮25朝向环形砂轮的初始位置(准备位置)定位，该初始位置在图10中示出。
在图10和11所示的实施方式中，设有用于为环形砂轮25的静压轴承或气体轴承(浮动支承)供应液态或气态介质的管路14，所述静压轴承或气体轴承允许环形砂轮相对于托架12在轴向方向上移动。
图10和11的环形砂轮25通过销18与托架12联接以进行旋转。
图11示出工件8(待加工玻璃板)偏离目标位置(图11中上方所示)的情况，例如基于翘曲的工件。通过使环形砂轮25在托架12上在轴线2方向上移动，可克服弹簧力在托架12上移动的环形砂轮25和因此其磨削表面7自动与棱边9对齐。因此，在图10和11所示的实施方式中，磨削表面7也是弹簧弹性的，跟随棱边9并且在弹性预紧下均匀地贴靠在工件8的待修整棱边9上。
在本发明的范围中还考虑了一种实施方式，在其中具有磨削表面7的砂轮25浮动地支承在托架12上，而没有设置弹簧16或图6至10的实施方式中设置的液体弹簧/气体弹簧。
这种实施方式例如在图12中示出。
图12中所示的用于修整平坦的工件8、例如玻璃板的边缘10的棱边9的设备1基本上构造成砂轮的形式并且基本上相应于图10和11中所示的实施方式，但在此没有设置弹簧16。
通过环形砂轮25在托架12上的浮动支承实现环形砂轮25在(旋转)轴线2方向上的可移动布置，因此该环形砂轮可自动跟随工件8的边缘10，即使该边缘偏离了目标位置，如通过图12中的箭头所示。这尤其是会发生在边缘10因工件8(玻璃板)翘曲、即不平而沿轴线2方向偏离时，设备1及其环形砂轮25围绕该轴线旋转。
环形砂轮25的凹槽5——代替如图所示的梯形——也可以是V形的。
具有梯形凹槽5的环形砂轮25可用于修整棱边9和加工(磨削和/或抛光)工件8的横向于工件8平面定向的边缘表面。在此情况下，凹槽5的底部对于工件8的边缘表面具有加工、如抛光作用。
例如当仅应磨削地加工(修整)工件8边缘10上的棱边9时，使用具有V形凹槽5的环形砂轮25。
综上所述，本发明的一种实施例可描述如下：
在用于对板状工件8、如玻璃板修边的设备1中，使用通过驱动装置围绕轴线2旋转的环形砂轮25。磨削地作用于工件8的边缘10的棱边9上的磨削表面7构造成可沿轴向方向移动的，从而磨削表面可在修边期间跟随工件8的棱边9。即使棱边9不在预定目标位置中，磨削表面7也自动贴靠在工件8的待修整棱边9上。

Claims (20)

1.一种用于磨削地加工平坦的工件(8)、例如玻璃板的边缘(10)上的棱边(9)的设备(1)，该设备包括至少一个具有磨削表面(7)的环形砂轮(25)，设有围绕轴线(2)被旋转驱动的用于环形砂轮(25)的托架(12)，并且所述环形砂轮(25)与托架(12)联接以进行旋转，环形砂轮(25)在托架(12)上在轴线(2)方向上可移动地设置，其特征在于，所述环形砂轮(25)浮动地支承在托架(12)上，并且环形砂轮(25)通过静压轴承或气体轴承浮动地支承在托架(12)上。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，联接装置具有至少一个销(18)作为带动器和/或导向器，该销固定在托架(12)上并且嵌入环形砂轮(25)的孔(20)或凹口中。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述销(18)可滑动引导地容纳在所述孔(20)或凹口中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述磨削表面(7)在轴线(2)方向上是弹簧弹性的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述环形砂轮(25)被弹簧弹性地加载到其初始位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述环形砂轮(25)包括两个环形砂轮部件(6)并且磨削表面(7)设置在所述环形砂轮部件(6)上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述磨削表面(7)构造成锥形或凹形的。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述环形砂轮部件(6)被弹簧(11)朝向彼此加载。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述环形砂轮部件(6)被气动弹簧或液压弹簧加载。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述环形砂轮部件(6)在用于环形砂轮(25)的托架(12)上在轴线(2)方向上可移动地设置。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述环形砂轮部件(6)在托架(12)上被弹簧在朝向彼此运动的意义上加载。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其特征在于，在托架(12)中设有至少一个用于供应液态或气态介质、如水或空气的管路(14)，并且从所述管路(14)分支出管路分支(24)，这些管路分支通入环形砂轮(25)的内表面和托架(12)的外表面之间。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述环形砂轮(25)、尤其是环形砂轮部件(6)与托架(12)联接以进行旋转。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，联接装置具有至少一个嵌入环形砂轮(25)或环形砂轮部件(6)中的孔(20)或凹口中的销(18)，该销固定在用于环形砂轮(25)的托架(12)上。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述销(18)可滑动引导地容纳在环形砂轮(25)或环形砂轮部件(6)中。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其特征在于，在托架(12)上设置有弹簧(16)，该弹簧将环形砂轮(25)或环形砂轮部件(6)弹性地加载到环形砂轮/环形砂轮部件的初始位置中。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的设备，其特征在于，设有至少一个环形空间(21)，该环形空间在部分区域上由环形砂轮部件(6)限定，并且所述用于供应液态或气态介质的管路(14)通入该环形空间(21)中。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，在至少一个环形砂轮部件(6)上设置有包围托架(12)的套筒状元件(22)，该套筒状元件限定所述环形空间(21)并且在套筒状元件(22)中设有至少一个开口(23)，当环形砂轮部件(6)处于其初始位置中时，所述开口位于环形空间(21)的区域中。
19.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述环形砂轮(25)具有带有磨削表面(7)的凹槽(5)，该凹槽向外部敞开。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述凹槽(5)为梯形或V形的。
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