Beispiele
für Maschinen
der ersten Gattung sind beispielsweise aus der WO 02/085564 oder
WO 02/092270 oder auch aus der EP-1'005'938
bekannt. Beispiele für
Maschinen der zweiten Gattung sind beispielsweise aus der DE-A-32
35 131 oder aus der DE-A-41 21 155 bekannt.
Prinzipiell
arbeiten diese Maschinen allesamt automatisch, wenn diese Maschinen
nicht gerade für
den Heimwerkermarkt gestaltet sind. Dies bedeutet, dass man ein
Kreissägeblatt
aufspannen wird und danach dem Rechner der Schleifmaschine Informationen über den
Typ des Sägeblattes
eingibt, insbesondere dessen Zähnezahl,
aus welcher der Rechner entsprechend den Drehwinkel berechnet, um
den das Sägeblatt
nach Ablauf jedes Schleifprogramms um einen Zahn vorgeschoben werden
soll. Die Informationen bezüglich
der Neigung der Zähne beziehungsweise
bezüglich
dem Winkel zwischen Zahnflanken und Zahnbrust und alle weiteren
gegebenenfalls erforderlichen oder erwünschten Daten können eingegeben
oder eingestellt werden. Ist diese Einrichtung erfolgt, läuft danach
das Schleifprogramm automatisch ab. Handelt es sich um das Schleifen
der Hartmetallzähne
eines neu hergestellten Sägeblattes,
so kann der Schleifprozess praktisch allein von der Zahnteilung
gesteuert ablaufen. Bei einem benutzten Sägeblatt ist dies jedoch anders.
Da die Abnutzung nicht vollständig
identisch ist, trotzdem aber jeder Zahn scharf geschliffen sein
soll und nicht einfach unnütz
die Hartmetallzähne übermässig abgeschliffen
werden sollen, muss die Nachführung
angepasst an die tatsächlichen
Gegebenheiten erfolgen. Entsprechend werden die Sägeblätter mechanisch
vorgeschoben und auf einen Anschlag in eine festgelegte Position
geführt.
Hierbei kann der Anschlag ein mechanischer Anschlag sein oder ein sensorischer,
beispielsweise eine Lichtschranke. Durch diese Nachführung werden
automatisch die jeweiligen unterschiedlichen Abnutzungen kompensiert.
Voraussetzung
für die
korrekte Arbeitsweise einer solchen automatischen Zähneschleifmaschine ist
die Bedingung, dass das zu schleifende Sägeblatt auch tatsächlich sämtliche
Hartmetallzähne
noch besitzt. Fehlt ein Zahn, so wird im Prinzip das Sägeblatt so
weit vorgeschoben, bis der Anschlag den Blattkörper erfasst anstatt den Hartmetallzahn.
Beim nachfolgenden Schärfungsschleifprozess
wird dann nicht der Hartmetallzahn geschliffen sondern das Sägeblatt
und dieses ist damit ruiniert und muss entsorgt werden.
Wurde
ein solcher fehlender Zahn festgestellt, so wird man üblicherweise
diesen ersetzen und einen neuen Zahn auflöten. Ein solcher aufgelöteter Zahn
muss dann erst auf die Geometrie der restlichen Zähne angepasst
geschliffen werden. Auch diese Situation haben heute auf dem Markt
erhältliche Zähneschleifmaschinen
nicht automatisch erkannt. Ueblicherweise werden die Kreissägeblätter vor
dem Aufspannen auf die Schleifmaschinen vom Bedienungspersonal überprüft. Fehlt
ein Zahn, so wird man entweder die Kreissäge in diesem Bereich nicht schleifen
oder aber überhaupt
vor dem Schleifen das Kreissägeblatt
zur Reparatur weitergeben. Ist ein neuer Zahn aufgelötet, so
wird man praktisch den neu aufgelöteten Zahn manuell gesteuert
schleifen, um diesen entsprechend den anderen bereits abgenutzten
Zähnen
anzupassen. Dies ist erforderlich, um eine punktuelle Ueberbelastung
am Kreissägeblatt
zu vermeiden., was ansonsten zu Schwingungen des Kreissägeblattes
führen
würde,
was zumindest die Sägequalität mindert,
im schlimmsten Falle aber auch zur Zerstörung des Kreissägeblattes
führen
kann.
Wird
bei einer heute auf dem Markt erhältlichen Nachschleifmaschine
ein Kreissägeblatt
aufgespannt, an dem übersehen
wurde, dass ein Hartmetallzahn fehlt, oder falls nicht beachtet
wurde, dass ein neu eingesetzter Hartmetallsägezahn vorhanden ist, so wurde
der Schleifprozess immer auf Anschlag hin durchgeführt, was
entweder im Falle eines fehlenden Zahnes zur direkten Zerstörung des
Kreissägeblattes
führt,
oder im Falle eines neu eingesetzten Sägezahnes dieser schlechtweg
falsch geschliffen wurde, was nachträglich zu den erwähnten Folgen führen kann.
Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu
schaffen, mit dem eine Sägeblattschleifmaschine
so betrieben werden kann, dass die erwähnten Probleme vermieden werden.
Es
ist ferner die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Sägeblattschleifmaschine
aufzuzeigen, mit der das erfindungsgemässe Verfahren durchführbar ist.
Die
erste Aufgabe löst
ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die zweite
Aufgabe löst
eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens nach Anspruch 1, welches die Merkmale des Patentanspruches
4 aufweist.
Nachfolgend
wird das erfindungsgemässe Verfahren
und zwei Ausführungsbeispiele
von erfindungsgemässen
Vorrichtungen zur Durchführung des
Verfahrens mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. Es
zeigt:
1 eine
schematische Darstellung einer Sägeblattschleifmaschine
mit einer linearen Vorschubeinrichtung in vereinfachter Darstellung
und
2-4 drei
verschiedene, mögliche
Situationen, die beim Schleifen von Kreissägeblättern auftreten können.
5 zeigt
eine alternative Ausführungsform
einer Sägeblattschleifmaschine
in vereinfachter Darstellung und
6-8 zeigen
wiederum die drei möglichen
auftretenden Situationen beim Nachschleifen der Hartmetallzähne bei
einer Schleifmaschine der zweitdargestellten Art.
Vorgängig wird
zuerst auf die maschinelle Ausgestaltung er erfindungsgemäss arbeitenden Schleifmaschine
eingegangen und danach das entsprechende Verfahren beschrieben.
In der nachfolgenden Beschreibung wird vorzugsweise der Begriff Schleifmaschine
verwendet aber gleichbedeutend ebenfalls der Begriff Schärfmaschine
benutzt. Der Begriff Schärfmaschine
soll vor allem darauf hinweisen, dass es sich hierbei um eine Maschine
handelt, mit der bereits benutzte Kreissägeblätter nachgeschliffen also geschärft werden.
Da aber dieselbe Maschine auch eingesetzt wird um noch unbenutzte neu
eingesetzte Hartmetallzähne
zu schleifen, die auf dem bereits benutzten Kreissägeblatt
aufgelötet worden
sind, da entsprechende Hartmetallzähne sich gelöst haben,
ist selbstverständlich
auch der Begriff Schleifmaschine durchaus korrekt hier einsetzbar.
Da
die hier interessierenden Schleif- oder Schärfmaschinen an sich seit Jahren
bekannt sind, wird auf die Darstellung und die Beschreibung der Gesamtmaschine
verzichtet. Die 1 und 5 zeigen
lediglich stark vereinfacht die relevanten Teile der Schleifmaschine,
die zur Ausübung
des Verfahrens erforderlich sind.
In
der Zeichnung ist mit 1 ein zu schleifendes Kreissägeblatt
bezeichnet. Dieses besitzt eine vorgegebene Anzahl Zähne und
die einzelnen Zähne
sind mit Hartmetall bestückt.
Die Hartmetallzähne 2 sollen geschärft oder
geschliffen werden, während
dabei selbstverständlich
das Sägeblatt 1 unberührt bleiben soll.
Die einzelnen Hartmetallzähne 2 stehen
daher auch gegenüber
dem eigentlichen Körper
des Sägeblattes 1 mit
Ausnahme der eigentlichen Anlageflächen allseitig vor.
Vor
Beginn des Schleif- oder Schärfprozesses
wird das Sägeblatt 1 auf
einer Welle 3 befestigt, die mit einer entsprechenden Aufspannvorrichtung 5 versehen
ist. Die Schleifscheibe 4 ist nur teilweise dargestellt
und deren Antrieb und Vorschub ist zur Entlastung der Zeichnung
weggelassen. Selbstverständlich
sind die Schleifscheiben auf solchen Schleifmaschinen praktisch
in allen drei Achsen der Ebene vorschiebbar und schwenkbar. Hiervon
wird nahfolgend ausgegangen und auf die Arbeitsweise der Schleifscheibe 4 wird
aber ansonsten nicht eingegangen.
Zum
Schleifen oder Schärfern
der Hartmetallzähne 2 wird
das Sägeblatt 1 mittels
eines Vorschuborgans 6 jeweils um eine Zahnteilung bewegt. In
der Ausführungsform
gemäss
der 1 erfolgt diese Vorschubbewegung linear. Prinzipiell
umfasst die Vorschubbewegung 6 ein Antriebsmittel, welches die
lineare Bewegung ausübt.
Dies kann beispielsweise eine Kolbenzylindereinheit 11 sein,
die eigentlich einen Schlitten betätigt oder direkt auf einen Stössel 12 wirkt.
Der Stössel 12 weist
endständig eine
Vorschubklinke 13 auf. Diese Vorschubklinke 13 lässt sich
gegen eine Federkraft aus einer Anschlagposition verschieben. Die
Anschlagposition entspricht jener Position, bei der die Vorschubklinke 13 exakt
auf den Hartmetallzahn 2 drückt. Bei der Rückzugsbewegung
des Stössels 12 gleitet
die Vorschubklinke 13 über
den Rücken
des nachfolgenden Zahnes und greift dann in seiner Anschlagsposition
wiederum am nachfolgenden Hartmetallzahn 2 an, Da die Teilung
der Sägeblätter keineswegs
bei jedem Durchmesser gleich ist und auch der Durchmesser variiert,
muss auch der Winkel des Stössels 12 relativ zum
Schlitten beziehungsweise der Kolbenzylindereinheit 11 verstellbar
sein beziehungsweise der Schlitten oder die Kolbenzylindereinheit
insgesamt muss winkelverstellbar sein. Nur so ist gewährleistet, dass
die Vorschubklinke 13 auch jedes Mal beim Vorschub am nächsten Zahn
angreift.
Obwohl
hier von der Welle 3 gesprochen wird, auf der mittels einer
Aufspannvorrichtung 5 das Sägeblatt 1 aufgespannt
ist, handelt es sich jedoch korrekterweise nicht um eine Welle sondern
lediglich um eine passiv drehende Achse. Trotzdem wird der Begriff
Welle hier weiterhin verwendet. Auf der Welle 3 ist ein
Zahnrad 14 drehfest montiert, über welches ein Zahnriemen 15 läuft. Dieser
Zahnriemen 15 steht in Wirkverbindung mit einem Winkelmessorgan 7.
In der hier beschriebenen Ausführungsform
handelt es sich beim Winkelmessorgan 7 um einen inkrementalen
Drehgeber 17. Der inkrementale Drehgeber 17 ist auf
einer Trägerplatte 18 montiert.
Diese Trägerplatte 18 läuft in einer
Ebene, die parallel zu jener Ebene läuft, welche vom aufgespannten
Kreissägeblatt
definiert wird. Mit dieser Trägerplatte 18 kann
eine zweite Trägerplatte 19 schwenkverbunden
sein. Auf der zweiten Trägerplatte 19 wird
das gesamte Vorschuborgan 6 befestigt. Diese Schwenkbewegung
der zweiten Trägerplatte 19 ist
insbesondere erforderlich, um eine Anpassung an den Durchmesser
des Kreissägeblattes
vornehmen zu können.
Die
entsprechenden Masse der Kreissäge 1, insbesondere
deren Sägezahnanzahl
lässt sich über eine
Menueingabevorrichtung 9 eingeben. Hierdurch erhält ein Rechner 8 von
dieser Menueingabevorrichtung 9 den erforderlichen Solldrehwinkel.
Der Rechner 8 steht weiter in Verbindung mit den inkrementaler
Drehgeber 17 und erhält
von diesem den tatsächlichen
Drehwinkel, um den das Kreissägeblatt 1 mittels
des Vorschuborgans 6 gedreht worden ist. Der Rechner 8 wertet
diese beiden Daten vergleichend aus und liefert einen entsprechenden
Steuerbefehl an eine Programmsteuerung 10, welche einerseits die
Schleifscheibe 4 entsprechend dem ablaufenden Programm
ansteuert und andererseits das Vorschuborgan 6 betätigt. Auf
die genaueren Abläufe
wird nun nachfolgend mit Bezug auf die 2-4 eingegangen.
Nachdem
das Kreissägeblatt 1 auf
der Welle 3 mittels der Aufspannvorrichtung 5 montiert
ist und das Vorschuborgan dem entsprechenden Kreissägeblatt 1 durch
Verstellung der erforderlichen Winkel korrekt eingestellt ist, wird
schliesslich eine erste Vorschubbewegung des Kreissägeblattes
um eine Zahnteilung durchgeführt.
Die entsprechende Position kann nun mechanisch, optisch oder elektronisch
abgetastet werden. Im vorliegenden Fall übernimmt die Vorschubklinke 13 diese
Abtastfunktion. Das Vorschuborgan 6 schiebt nämlich immer
von einer gleichen Ausgangsposition die Vorschubklinke beziehungsweise
den Stössel 12 um
immer einen gleich bleibenden Weg vor. Der inkrementale Drehgeber 17 stellt
nun fest, welchen Drehwinkel das Kreissägeblatt vorgeschoben ist. Entspricht
dieser Winkel innerhalb gewisser Toleranzen dem Winkel entsprechend
der Zähneteilung,
so ergibt sich hieraus die Information, dass ein Hartmetallzahn
vorhanden ist und dass dieser Hartmetallzahn innerhalb des Bereiches
der üblichen
Abnutzung liegt. Diese Situation ist in der 2 dargestellt.
Ist diese korrekte Position erreicht, so läuft nun durch den Rechner 8 initialisiert ein
Schleifprogramm ab, welches von der Programmsteuerung 10 gesteuert
wird. Die Programmsteuerung 10 führt dabei alle Befehle aus,
die für
die verschiedenen Bewegungen der Schleifscheibe 4 erforderlich
sind. Ist das Schleifprogramm beendet, so steuert die Programmsteuerung 10 das
Vorschuborgan 6 wiederum an. Im Normalfall, wenn sämtliche Hartmetallzähne 2 vorhanden
sind, wird im Prinzip die gesamte Schleifscheibe in gleichbleibenden Schritten
bearbeitet.
Selbstverständlich kommt
es jedoch immer auch vor, dass solche Hartmetallzähne 2 nicht
vorhanden sind. Fehlt der Hartmetallzahn, so wird die Vorschub klinke 13 direkt
am Sägeblatt 1 anliegen und
entsprechend stellt man einen kleineren Verdrehwinkel fest als jener
der eigentlich erforderlich wäre.
Das Signal des inkrementalen Drehgebers 17 an den Rechner 8 wird
wiederum verglichen mit der Vorgabe, die über die Menueingabevorrichtung 9 eingegeben
worden ist, und da ein entsprechendes Untermass des effektiven Drehwinkels
festgestellt wird, ist nun die Information vorhanden, dass der Hartmetallzahn
fehlt und entsprechend wird kein Schleifprogramm durchgeführt. Vielmehr
steuert nun die Programmsteuerung 10 sogleich wieder das
Vorschuborgan 6 an.
Ist
ein abgebrochener Zahn ersetzt, so ist dieser wesentlich grösser als
ein abgenutzter Zahn. Die Vorschubklinke 13 kommt früher am Hartmetallzahn 2 zum
Anliegen und entsprechend wird das Kreissägeblatt 1 um einen
Winkel vorgeschoben, der grösser
ist als bei einem abgenutzten Zahn. Auch diese Information ermittelt
der Rechner 8 und gibt ein entsprechendes Steuersignal
an die Programmsteuerung 10. Die Programmsteuerung 10 weiss
nun, dass dieser Zahn auf ein Mass heruntergeschliffen werden muss,
welches dem Mass der bereits abgenutzten Hartmetallzähne 2 entspricht.
Ist dieses Schleifprogramm durchgeführt, erfolgt wiederum das nächste Steuersignal
an das Vorschuborgan 6. Diese entsprechende Situation des
neu eingesetzten Zahnes ergibt, wie bereits erwähnt, ein Uebermass des Verdrehwinkels
und diese Situation ist in der 4 dargestellt.
Eine
weitere Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes ist in der 5 dargestellt.
Gleiche Elemente sind dabei gleich bezeichnet. Entsprechend ist
das Kreissägeblatt
mit 1 und dessen Hartmetallzähne mit 2 gekennzeichnet.
Auch hier ist wieder eine Trägerplatte 18 vorhanden,
allerdings ist in diesem Fall keine zweite Trägerplatte erforderlich. Auf
der Trägerplatte 18 ist
ein Servomotor 20 montiert, der mit einem Encoder 21 versehen
ist. Der Encoder 21 ist entsprechend mit dem Servomotor
integral gestaltet. Der Encoder dient in diesem Falle als Winkelmessorgan 7.
Der Servomotor 20 bildet gleichzeitig das Vorschuborgan 6.
Das Kreissägeblatt 1 ist
wiederum auf der Welle 3 mittels einer Aufspannvorrichtung 5 aufgespannt
und mit einem Zahnrad 14 versehen, über welches wiederum ein Zahnriemen 15 läuft. Der
Zahnriemen 15 wird von einem Zahnrad 16, welches
vom Servomotor 20 getrieben wird, bewegt.
Im
vorliegenden Fall ist ein separater Anschlag 22 vorhanden,
der als mechanischer oder elektrischer oder optischer Sensor ausgestaltet
sein kann und die Vorderkante beziehungsweise die Zahnbrust des
Hartmetallzahnes 2 abtastet. Der Servomotor 20 bewegt
nun das Kreissägeblatt 1 bis
der Anschlag 22 die Vorderkante des nächsten Hartmetallzahnes 2 beziehungsweise
des vermeintlich vorhandenen Hartmetallzahnes feststellt. Die vom
Servomotor 20 durchgeführte
Drehung wird vom Encoder 21 ermittelt und an den hier nicht
dargestellten Rechner 8 weiter geleitet. Der Rechner 8 vergleicht nun
wiederum diese Information mit den über eine Menueingabevorrichtung
eingegebenen Daten, die einen Sollwinkel und ein zulässiges Toleranzfenster vorgeben.
Liegen die vorgegebenen Daten und die effektiven Daten im erwähnten Toleranzfeld,
so wird ein üblicher
Schärfprozess
durchgeführt,
bei dem die Schleifscheibe 4 von der Programmsteuerung 10 entsprechend
angesteuert wird.
Fehlt
jedoch der Hartmetallzahn 2, so wird in diesem Fall der
Verdrehwinkel des Kreissägeblattes geringer
sein als der vorgegebene Solldrehwinkel. Diese Differenz wird im
Rechner festgestellt, die Information wiederum an die Programmsteuerung 10 geliefert
und die Programmsteuerung 10 wird das Vorschuborgan 6,
welches in diesem Fall der Servomotor 20 ist, ansteuern
und einen weiteren Schritt durchführen. Der Schleif- beziehungsweise
Schärfungsprozess
wird in diesem Falle übersprungen. Während die
erstere Ablaufsituation in der 6 dargestellt
ist, zeigt die 7 die zweite Situation des fehlenden
Hartmetallzahnes.
In
der 8 ist letztlich wiederum die Situation gezeigt,
bei der bereits ein neuer Hartmetallzahn 2 eingesetzt worden
ist. In diesem Falle ist der Verdrehwinkel kleiner als der gemäss der Vorgabe
vorgegebene Drehwinkel. Bei dieser Ausgestaltung gibt der Encoder 21 bereits
das Mass um wie viel der Sägezahn 2 über das
Sollmass hinaus vorsteht. Diese Information gibt der Rechner an
die Programmsteuerung weiter und entsprechend wird die Schleifscheibe 4 über ein
vorgegebenes Schleifprogramm so angesteuert, dass der neu eingesetzte
Zahn 2 auf das Mass zurückgeschliffen
wird, so dass auch dieser Zahn innerhalb des vorgegebenen Toleranzfeldes
zu liegen kommt.
Vergleicht
man die beiden verfahrensmässigen
Vorgehen, wie sie in den Lösungen
gemäss
der 1 und 5 dargestellt sind, so stellt
man fest, dass beim Verfahren gemäss der 1, bei dem
das Kreissägeblatt 1 mittels
eines Stössels 12 vorgeschoben
wird, das Fehlen eines Hartmetallzahnes 2 ein Uebermass
des Verdrehwinkels anzeigt, während bei
der Lösung
nach der 5 hier ein Untermass angezeigt
ist. Dieser Unterschied ergibt sich dadurch, dass das Kreissägeblatt
vom Servomotor 20 genau in die gegenteilige Richtung gedreht
wird, wie dass der Stössel 12 das
Kreissägeblatt 1 bei
der Lösung
gemäss
der 1 vorschiebt. Im hier dargestellten Beispiel erfolgt
die Drehung des Kreissägeblattes
bei der Ausführung
nach 1 im Gegenuhrzeigersinn, während bei der Ausführung gemäss 5 das
Kreissägeblatt
im Uhrzeigersinn vorgeschoben wird.
Bei
beiden Fällen
ist jedoch die gestellte Aufgabe dieselbe und auch verfahrenstechnisch
wird identisch gearbeitet. In beiden Fällen wird das Kreissägeblatt
vorgeschoben, der effektive Verdrehwinkel mit einem vorgegebenen
Drehwinkel verglichen und auf Grund des Vergleiches ein entsprechendes Schleifprogramm
durchgeführt
oder bei Fehlen des Hartmetallzahnes der Schleifprozess übersprungen und
das Kreissägeblatt
weiter vorgeschoben bis zum nächsten
Hartmetallzahn.