CZ2020285A3 - Zařízení k provádění výměny brusného kotouče - Google Patents

Abstract

Zařízeni k provádění výměny brusného kotouče je tvořeno nosnou deskou (11), opatřenou otvorem (21), kterým prochází tvarový třecí element (24), spojený s přitlačovacím a otočným prostředkem (7), který je opatřen pneumatickým válcem (12) k umožnění vertikálního pohybu. Tvarový třecí element (24) je opatřen upínací stopkou (6), procházející vodícím pouzdrem (15). Nosná deska (11) je opatřena posuvným mechanizmem (3), napojeným na pneumatický válec (13) k vytvoření horizontálního pohybu. Nosná deska (11) je spojena s vertikálně směřujícím zásobníkem (1) pro vložení zakládacích pouzder (2) s umístěnými brusnými kotouči. Výsuvná vidlice (27) umístěná na nosné desce (11) aretuje vřeteno (26) brousícího stroje proti pohybu a otáčení.

Description

Zařízení k provádění výměny brusného kotouče

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení k provádění výměny brusných kotoučů různých zrnitostí i použitých abraziv, které jako systém upevnění k podložnému unášeči využívají šroubového či bajonetového pohybu. Zařízení se týká výměnného mechanizmu, určeného k přímé výměně neosazených brusných kotoučů a je určeno pro využití v průmyslové automatizaci, nej častěji pro stacionární nebo robotické brusné systémy, které nahrazují namáhavou lidskou práci s vysokými nároky na kvalitu a reprodukovatelnost, v provozech na lidskou práci obvykle velmi nepříznivých.

Dosavadní stav techniky

V průmyslové praxi je obvyklé nalézt řešení výměny brusných či leštících kotoučů, založené na výměně celého unášeče/ podložného disku, obvykle dále upevněného pomocí závitu, kuželu či průmyslového adaptéru. Jen několik málo, spíše testovacích aplikací se věnuje dílu samotného disku. Existují řešení upevnění brusného kotouče k unášeči (podložnému disku) pomocí suchého zipu. Principy sundání, výměny nebo paletizováním brusných kotoučů na suchý zip se zaobírají například patentový dokument CN 109531420 (2019), kdy je opotřebený brusný kotouč zachycen ocelovým nožem a sundán z unášeče následným odtržením. Odtrženi brusného kotouče je možné realizovat pohybem brousicí hlavy směrem nahoru nebo pomocí pohybu samotného strhovacího zařízení. Podle patentového dokumentu US 2019001460 (2019) jsou brusné kotouče stohovány v zásobníku a pneumatickým mechanizmem posouvány vzhůru a ze zásobníku neopotřebovaných kotoučů je odebírán vždy horní brusný kotouč. Sundávání opotřebeného brusného kotouče z brousicí hlavy je zajištěno pomoci oddělovacího tmu. Patentový dokument US 7144313 B1 řeší paletizování neopotřebených bmsných kotoučů na vodicích trnech různých tvam. Tmy mohou být hladké nebo jsou opatřeny zářezy po jejich celé délce nebo jen v jejich horní části pro oddělování jednotlivých bmsných kotoučů. Axiální posuv bmsných kotoučů směrem vzhům je zajištěn tlačnou pmžinou Ze zásobníku kotoučů je odebírán vždy horní bmsný kotouč. V řešení podle patentového dokumentu US 10532444 B2 (2015) je opotřebený bmsný kotouč sundáván z brousicí hlavy pomocí nástroje s oválným vnitřním otvorem s ostrou hranou, která oddělí bmsný kotouč od brousicí hlavy. Nové bmsné kotouče jsou uloženy v zásobníku, ze kterého je vždy odebírán horní bmsný kotouč. Axiální posuv nových bmsných kotoučů směrem vzhům je zajištěn pneumatickým válcem. Řešení obsahuje otáčecí zařízení určené pro brusnou hlavu. Brousicí hlavu je nutno při instalaci nového bmsného kotouče přesně orientovat kvůli otvorům v brousicí hlavě a otvorům v brusném kotouči, za účelem vzájemného zarovnání s ohledem na odsávání odbroušeného materiálu. V řešení podle patentového dokumentu DE 102016106141 (2016) je bmsný kotouč sundáván pomocí stacionárně umístěné oddělovací desky specifického tvam, umístěné na rámu. Brousicí hlava dosedne na lože s válečky a posuvným pohybem proti oddělovací desce dojde k částečnému oddělení velké části bmsného kotouče od brousicí hlavy. Následným pohybem brousicí hlavy vzhům je oddělen bmsný kotouč úplně. Vzhledem k požadavku umístění těchto zařízení na výrobních linkách svařoven či ve slévárnách, je zásadní nevýhodou výše popsaných zařízení nízká odolnost vůči enormnímu působení mastných nečistot a kovovému prachu. Systém uchycení bmsného kotouče pomoci suchého zipu není vhodný pro broušení za vysokých otáček a přítlaku. Pevnost uchyceni bmsného kotouče pomocí suchého zipu se po opakovaných cyklech stržení snižuje. Systémy zacílené na výměnu se většinou skládají ze dvou a více stanovišť, což prodlužuje samotnou časovou délku výměny.

Cílem vynálezu je proto vytvoření zařízení, které v jedné pozici mění a doplňuje neopotřebované bmsné kotouče bez podložných unášečů, s citlivostí na dopad nepříznivých okolních vlivu, jako je kovový prach a mastnota.

- 1 CZ 2020 - 285 A3

Podstata vynálezu

Vytyčeného cíle je dosaženo technickým řešením, podle kterého jsou brusné kotouče vyměňovány tak, že k vyměňovanému brusnému kotouči se přitlačuje tvarový třecí element, napojený na pňtlačovací a otočný prostředek, kterým je otáčeno ve směru povolování brusného kotouče na vřetenu brousicího stroje, přičemž uvolněný a opotřebovaný brusný kotouč je z prostoru nad tvarovým třecím elementem odsunut a na jeho místo je přisunut neopotřebovaný brusný kotouč, ke kterému se opět přitlačuje tvarový třecí element, kterým je otáčeno ve směru upínání brusného kotouče na vřetenu brousicího stroje, přičemž hřídel brousicí hlavy je zajištěna proti otáčení.

Při upínání neopotřebovaného brusného kotouče se přitlačovací a otočný prostředek nastavuje přesně na utahovací moment.

Z důvodů výrobního zkroucení a ohýbání samotných brusných kotoučů je velmi obtížná jejich paletizace. Tento problém je řešen tím, že brusný kotouč se vkládá do zakládacího pouzdra, vespod opatřeného otvorem pro průchod tvarového třecího elementu. Vnitřní tvar tohoto zakládacího pouzdra je uzpůsoben s ohledem na konkrétní typ použitého brusného kotouče Výška zakládacích pouzder je vyšší, než výška brusných kotoučů opatřených spojujícím členem Při umístěni zakládacích pouzder do zásobníku se tak dotýkají pouze zakládací pouzdra, a nikoliv brusné kotouče.

Podstata zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že je tvořeno nosnou deskou, opatřenou otvorem, kterým prochází tvarový třecí element spojený s přitlačovacím a otočným prostředkem Tvarový třecí element je součástí výměnné hlavy s upínací stopkou. Na tvarovém a třecím elementu jsou s ohledem na konkrétní druh disku brusného kotouče vytvořeny specificky rozmístěné zuby, které díky svému unikátnímu tvaru usnadni povolit nebo utáhnout brusný kotouč na unášeči vřetena brousicí hlavy. Upínací stopka je upevněna v přitlačovacím a otočném prostředku a jejich vzájemné spojení je zajištěno šroubem. Tření mezi tvarovým třecím elementem a brusným kotoučem musí být vždy větší než je třecí moment mezi závity brusného kotouče a unášečem vřetena brousicího stroje.

Přitlačovací a otočný prostředek je opatřen pneumatickým válcem k umožnění vertikálního pohybu a v kombinaci s nastavitelnou pružinou zajišťuje nastavitelný přítlak. Otáčení tohoto prostředkuje zajištěno zpravidla vzduchovým motorem nebo servomotorem.

Upínací stopka, kterou je opatřena výměnná hlava s tvarovým třecím elementem prochází vodicím pouzdrem

Nosná deska je zpravidla opatřena posuvným mechanizmem zakládacího pouzdra s umístěným neopotřebovaným brusným kotoučem, přičemž posuvný mechanizmus je napojen na zdroj horizontálního pohybu, kterým je zpravidla pneumatický válec.

Nosná deska je rovněž zpravidla spojena s vertikálně směřujícím zásobníkem pro vložení zakládacích pouzder. Tak je umožněna přesná manipulace s brusnými kotouči.

Ve výhodném provedení je nosná deska opatřena v oblasti výměny brusného kotouče kruhovou přírubou s přívodem stlačeného vzduchu, nad kterou je umístěno posuvné víko, napojené na pneumatický válec. Tím se zabrání pádu nečistot z brousicí hlavy při výměně brusného kotouče a zabrání se také padání nečistot do výměnného prostoru po provedení výměny kotouče.

Vodicí pouzdro je většinou umístěno v upevňovacím dílu přitlačovacího a otočného prostředku, ve kterém je upevněn senzor pro sledování přítomnosti a umístění neopotřebovaného brusného

- 2 CZ 2020 - 285 A3 kotouče v zakládacím pouzdru a přítomnosti opotřebovaného brusného kotouče v základním pouzdru po broušení.

V nosné desce je většinou také umístěn senzor pro kontrolu správné polohy brusných kotoučů v zakládacích pouzdrech uložených v zásobníku.

Tvarový třecí element je umístěn pod vřetenem brousicího stroje, přičemž toto vřeteno je opatřeno výsuvnou vidlici k zabránění otáčení vřetena a tato výsuvná vidlice je zpravidla napojena na táhlo, napojené na zdroj pohybu.

Podstatnou výhodou je také to, že výměna brusného kotouče je prováděna na jednom pracovišti v jedné pozici.

Objasnění výkresu

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je schematicky znázorněno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněn podélný příčný řez zařízením v rovině A-A z obr. 2. Na obr. 2 je znázorněn řez v pohledu shora v rovině B-B z obr. 1. Na obr. 3 je znázorněn celkový čelní pohled na zařízení. Na obr. 4 je ve zvětšení schematicky znázorněno vřeteno brousicího stroje s umístěnou výsuvnou vidlicí k zabránění otáčení vřetena.

Příklady uskutečnění vynálezu

V tomto příkladu uskutečnění vynálezu je znázorněno vzduchem poháněné zařízení na provádění výměny brusných kotoučů podle vynálezu při robotickém broušení. Na nosné desce lije umístěn zásobník 1, ve kterém jsou umístěna zakládací pouzdra 2 s neopotřebovanými brusnými kotouči. Tato zakládací pouzdra 2 jsou vespod opatřena otvorem pro průchod tvarového třecího elementu 24, spojeného s přitlačovacím a otočným prostředkem 7. Posuvným mechanizmem 3 jsou automaticky odebírána spodní zakládací pouzdra 2 ze zásobníku 1 a posouvána na místo výměny brusného kotouče. K pohonu posuvného mechanizmu 3 zakládacího pouzdra slouží zdroj horizontálního pohybu, pneumatický válec 13 se kterým je tento posuvný mechanizmus 3 propojen. V nosné desce lije umístěn senzor 10 pro kontrolu správné polohy brusných kotoučů v zakládacích pouzdrech 2, uložených v zásobníku 1. Zakládací pouzdra 2 s neopotřebovanými brusnými kotouči jsou ze zásobníku 1 posouvána posuvným mechanizmem 3 po nosné desce 11 do oblasti výměny brusného kotouče, kde je proveden otvor 21 pro průchod tvarového třecího elementu 24. Zakládací pouzdro 2 je spolu s posuvným mechanizmem 3 zastaveno na pozici výměny brusného kotouče vysunutím dorazu 25, upevněného na pneumatickém válci 4. Vstup do oblasti výměny brusného kotouče je kryt posuvným víkem 20. ovládaným pomocí pneumatického válce 14. V této oblasti je také umístěna kruhová příruba 5, do které je přiváděn stlačený vzduch pro zabránění pádu nečistot z brousicí hlavy během výměny brusných kotoučů. Přítomnost brusných kotoučů na pozici výměny je detekována senzorem 9 pro sledování přítomnosti a umístění opotřebovaného brusného kotouče v zakládacím pouzdru 2 po broušení. Senzor 9 sleduje rovněž přítomnost a umístění neopotřebovaného brusného kotouče v zakládacím pouzdru 2 před broušením. Utahování neopotřebovaných brusných kotoučů a povolování opotřebovaných brusných kotoučů je prováděno přitlačovacím a otočným prostředkem 7, poháněným vzduchovým motorem. Při utahováni neopotřebovaných brusných kotoučů na unášeči vřetena brousicího stroje je přitlačovací a otočný prostředek 7 nastaven na přesně stanovený utahovací moment. Přitlačovací a otočný prostředek 7 je přitom spojen s výměnnou hlavou 22. opatřenou tvarovým třecím elementem 24 a upínací stopkou 6. Přitlačovací a otočný prostředek 7 je uchycen na upevňovacím dílu 23, ve kterém je také upevněn senzor 9 pro sledování přítomností a umístění brusného kotouče v zakládacím pouzdru 2. Posuv přitlačovacího a otočného prostředku 7 je zajištěn ve vertikálním směru pneumatickým válcem 12, Brusné kotouče jsou povolovány a utahovány pomocí tvarového třecího elementu 24, který je součástí

-3 CZ 2020 - 285 A3 výměnné hlavy 22 s upínací stopkou 6, upevněnou v přitlačovacím a otočném prostředku 7. Tvarový třecí element 24 má přitom unikátní tvar zubu za účelem zvýšení tření mezi tvarovým třecím elementem 24 a brusným kotoučem. Přesné vedení výměnné hlavy 22 s tvarovým třecím elementem 24 a upínací stopkou 6 je obstaráno vodicím pouzdrem 15. umístěném v upevňovacím dílu 23 přitlačovacího a otočného prostředku 7. Opotřebené brusné kotouče padají do zakládacího pouzdra 2, se kterým jsou posuvným mechanizmem 3 vysunuty na výstupní skluzavku 8, po které jsou sesunuty do připravené nádoby. Zařízeni je zakrytováno ochranným plechem 18 a polykarbonátovým průhledným krytem 17, kryjícím přitlačovací a otočný prostředek 7. Polykarbonátový průhledný kryt 17 je opatřen servisními dvířky 19, umožňujícími vstup operátora při výměně tvarového třecího elementu 24 nebo výměnné hlavy 22. Uvnitř skříně zařízení je umístěn ventilový blok 16. Tvarový třecí element 24 je umístěn pod vřetenem 26 brousicího stroje, přičemž pokud brousicí stroj není opatřen zarážkou otáčení, je toto vřeteno 26 opatřeno výsuvnou vidlicí 27 k zabránění jeho otáčení. Například vřeteno 26 je opatřeno vybráním, do kterého se výsuvná vidlice 27 zasouvá. Není vyloučeno ani jiné provedení zasouvání výsuvné vidlice 27 do vřetena 26. Výsuvná vidlice 27 je většinou opatřena táhlem 28 napojeným na zdroj 29 pohybu. Zabránění otáčení vřetena 26 je při výměně opotřebovaného brusného kotouče nutné. Výměna opotřebeného a nového brusného kotouče se provádí oproti jiným doposud známým zařízením v jediné pozici.

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle vynálezu je využitelné na automatizovaných pracovištích, kde se používá robotů nebo stacionárních manipulačních systémů. Jedná se především o částečně či plně automatizované výrobní buňky nebo linky bez přístupu lidské obsluhy, kde jsou používány brousicí hlavy či obdobné nástroje a je třeba automatizované výměny brusného kotouče.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení k provádění výměny brusného kotouče, vyznačující se tím, že je tvořeno nosnou deskou (11), opatřenou otvorem (21) kterým prochází tvarový třecí element (24), spojený s přitlačovacím a otočným prostředkem (7).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že přitlačovací a otočný prostředek (7) je opatřen pneumatickým válcem (12) k umožnění vertikálního pohybu.
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tvarový třecí element (24) je opatřen upínací stopkou (6), procházející vodicím pouzdrem (15).
4. 4. Zařízení podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že nosná deska (11) je opatřena posuvným mechanizmem (3) zakládacího pouzdra (2) s umístěným neopotřebovaným brusným kotoučem, přičemž posuvný mechanizmus (3) je napojen na zdroj horizontálního pohybu.
5. 5. Zařízení podle nároku 1 až 4, vyznačující se tím, že nosná deska (11) je spojena s vertikálně směřujícím zásobníkem (1) pro vložení zakládacích pouzder (2) s umístěným neopotřebovaným brusným kotoučem.
6. 6. Zařízení podle nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že nosná deska (11) je opatřena kruhovou přírubou (5) s přívodem stlačeného vzduchu, nad kterou je umístěno posuvné víko (20), napojené na pneumatický válec (14).
7. 7. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vodicí pouzdro (15) je umístěno v upevňovacím dílu (23) přitlačovacího a otočného prostředku (7), ve kterém je upevněn senzor (9) pro sledování přítomnosti a umístění neopotřebovaného brusného kotouče v zakládacím pouzdru (2) a přítomnosti opotřebovaného brusného kotouče v základním pouzdru (2) po broušení.
8. 8. Zařízení podle nároku 1 až 7, vyznačující se tím, že v nosné desce (11) je umístěn senzor (10) pro kontrolu správné polohy brusných kotoučů v zakládacích pouzdrech (2) uložených v zásobníku (1).
9. 9. Zařízeni podle nároku 1 až 8, vyznačující se tím, že tvarový třecí element (24) je umístěn pod vřetenem (26) brousicího stroje, přičemž je výsuvnou vidlicí (27) zabráněno otáčení vřetena (26).
10. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že výsuvná vidlice (27) je napojena na táhlo (28), napojené na zdroj (29) pohybu.