-
Die
Erfindung betrifft ein Schleifaggregat mit mehreren Schleifköpfen
und mit einer Fördereinrichtung zum Transport eines zu
schleifenden Werkstücks in einer Förderrichtung
innerhalb einer Förderebene, bei dem die Schleifköpfe
senkrecht zur Förderrichtung nebeneinander ausgerichtet
sind, um senkrecht zur Förderebene stehende Drehachsen drehbar
antreibbar sind und mit einem auf die Oberfläche des Werkstücks
einwirkenden Schleifmittel versehen sind, wodurch während
der Drehung ein Schleifbereich des Schleifkopfes definiert wird.
-
Ein
derartiges Schleifaggregat ist als Teil einer Durchlaufschleifmaschine
aus
EP 1 541 285 A1 bekannt.
Dabei wird ein Werkstück auf einem Förderband
liegend unter dem Schleifaggregat hindurchgeführt. Das
Schleifaggregat weist eine Vielzahl von Schleifköpfen auf,
die jeweils um eine senkrecht zur Förderebene des Förderbandes
stehende Drehachse rotieren. Die Schleifköpfe sind mit
Tellerschleifern als Schleifwerkzeuge ausgestattet. Die Schleifköpfe werden
im Bereich des Förderbandes senkrecht zur Förderrichtung
seitlich bewegt, außerhalb des Förderbandes umgelenkt
und auf einer stromabwärts liegenden, ebenfalls quer zur
Förderrichtung ausgerichteten Bahn in entgegengesetzter
Richtung über die Förderebene bewegt.
-
Durch
eine erneute Umlenkung kommt eine endlose Führungsbahn
zustande. Durch eine bezüglich der Drehachsen exzentrische
Lagerung der Tellerschleifer wird der Rotation des Tellerschleifers
eine kreisförmige Bewegung überlagert. In Verbindung
mit der seitlichen Bewegung der Schleifwerkzeuge durch die umlaufende
Führung der Schleifköpfe auf der geschlossenen
Bahn wirkt das Schleifmittel in unterschiedlichstens Angriffsrichtungen
auf die Oberfläche des Werkstücks ein. Dadurch
wird ein möglichst gleichmäßiges Schliffbild
angestrebt.
-
In
einer alternativen Ausführungsform offenbart die
EP 1 541 285 A1 ferner
um eine horizontale Drehachse rotierende Bürsten als Schleifwerkzeuge, die
ebenfalls auf einer geschlossenen Umlaufbahn quer zur Förderrichtung über
das Werkstück geführt werden. In diesem Fall findet
eine Drehung um eine senkrecht zur Förderebene stehende
Drehachse nicht statt, die Schleifköpfe können
bei Ihrem Umlauf lediglich verschwenkt werden, um unterschiedliche Angriffswinkel
bezüglich der Förderebene bzw. der Oberfläche
des Werkstücks zu realisieren.
-
Das
bekannte Schleifaggregat lässt sich mit einer großen
Breite bei einer begrenzten Tiefe in Förderrichtung aufbauen
und kann somit als eine Schleifstation in einer Schleifstraße
mit unterschiedlichsten Schleifaggregaten integriert werden. Nachteilig
ist die konstruktive und vom Platzbedarf sehr aufwendige umlaufende
Führung der Schleifköpfe und die unflexible Rotationsgeschwindigkeit
der Tellerschleifer, die durch die Geschwindigkeit der seitlichen
Bewegung der Tellerschleifer auf der Umlaufbahn bestimmt wird.
-
Es
sind ferner zahlreiche Schleifanordnungen bekannt, bei denen Schleifbürsten
sternförmig an einem Schleifkopf befestigt sind und somit
um eine senkrecht zur Förderebene stehende Achse des Schleifkopfes
und dabei, beispielsweise über eine Zahnradverbindung,
rotierend angetrieben werden. Durch
FR
817 795 ist es bekannt, in Förderrichtung zwei
derartige Schleifköpfe mit sternförmig angeordneten
Schleifbürsten hintereinander anzuordnen, wobei sich die
Schleifbahnen der Schleifbürsten etwas überlappen
können. Für eine große wirksame Schleifbreite
müssen die Schleifbürstenelemente entsprechend
lang ausgebildet werden, sodass sich notwendigerweise große
Schleifköpfe ergeben, die auch in Förderrichtung
einen erheblichen Platzbedarf haben. Zur Ermöglichung großer
Schleifbreiten und gleichmäßiger Schliffbildung
ist es durch
DE 91
16 648 U1 bekannt, einen derartigen Schleifkopf in Querrichtung
zur Förderrichtung oszillierend während des Schleifens
hin und her zu bewegen. Da damit in erster Linie Ungleichmäßigkeiten
des Schliffbildes über die Breite des Förderbandes
beseitigt werden sollen, wird dadurch der Nachteil der großen Baulänge
in Förderrichtung nicht beseitigt. Die Schleifaggregate
dieser Bauart lassen sich daher nicht Platz sparend in Schleifstraßen
integrieren und werden daher in erster Linie als separate Einzelmaschinen
verwendet.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleifaggregat
der eingangs erwähnten Art so auszubilden, dass bei einem
hochqualitativen Schleifergebnis eine Platz sparende Integration des
Schleifaggregats in eine Schleifstraße möglich ist.
-
Zur
Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein
Schleifaggregat der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleifköpfe auf parallel zur Förderebene
ausgerichteten und mit der Drehung der Schleifköpfe um
die Drehachsen umlaufenden Armen angeordnet sind und um die Längsachse
der Arme umlaufende Schleifwerkzeuge aufweisen, die das Schleifmittel
tragen und es beim Umlauf um die Längsachse mit der Oberfläche
des Werkstücks in Kontakt bringen, und dass die Drehachsen
der Schleifköpfe so angeordnet sind, dass die durch die
Drehung der Schleifköpfe gebildeten Schleifbereiche einander
quer zur Förderrichtung überlappen.
-
Das
erfindungsgemäße Schleifaggregat weist somit mehrere
Schleifköpfe auf, die quer zur Transportrichtung angeordnet
sind und sich jeweils um eine senkrecht zur Transportebene stehende Drehachse
drehen. Ein gleichmäßiges Schleifergebnis wird
dadurch erzielt, dass das Schleifmittel unter zahlreichen unterschiedlichen
Schleifrichtungen auf der Oberfläche des Werkstücks
angreift. Dies wird dadurch erreicht, dass die mehreren Schleifköpfe
so angeordnet sind, dass sich die von Ihnen bestrichenen Schleifbereiche
in Querrichtung zur Förderrichtung überlappen.
Da die für ein Werkstück benötigte Schleifbreite
durch mehrere Schleifköpfe überstrichen wird,
muss die Länge der Schleifwerkzeuge lediglich ein Bruchteil
der maximalen Breite des Werkstücks aufweisen.
-
Damit
die erfindungsgemäße Überlappung der
Schleifbereiche möglich wird, dürfen sich die
Arme, die das Schleifwerkzeug tragen, beim Umlauf um die senkrecht
zur Förderebene stehende Drehachse nicht gegenseitig stören.
Es muss somit bei jedem Schleifkopf ein ausreichender Zwischenraum
zwischen den Schleifwerkzeugen verbleiben, in den ein Schleifwerkzeug
des benachbarten Schleifkopfes während seines Umlaufs um
die zugehörige Drehachse hineinragen kann.
-
Eine
optimale Überlappung wird bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung dadurch erreicht, dass pro Schleifkopf nur ein umlaufender Arm – und
somit nur ein rotierendes Schleifwerkzeug – vorgesehen
ist.
-
Das
Schleifwerkzeug kann bevorzugt eine um die Längsachse rotierende
Bürstenwalze sein, die mit im Betrieb nach radial außen
gerichteten, das Schleifmittel bildenden Schleifelementen ausgebildet sein
kann. Die Schleifelemente können in an sich bekannter Weise
durch biegeschlaffe Schleifpapierstreifen gebildet sein, die sich
durch die Zentrifugalkraft in ihre radiale Betriebsstellung aufrichten
und so lang bemessen sein können, dass sie sich mit einem Ende
an die Oberfläche des Werkstücks anlegen und mit
dem auf ihnen befindlichen Schleifmittel ein Stück über
die Oberfläche gezogen werden.
-
In
einer anderen, bevorzugten Ausführungsform sind die Schleifelemente
durch im Ruhezustand formstabile, aber flexible Borsten gebildet,
die somit auch im Ruhezustand ihre nach radial außen gerichtete
Betriebsstelle einnehmen. Die Borsten können dann das Schleifmittel
an ihren Spitzen tragen, wobei das Schleifmittel vorzugsweise durch
Industriediamanten gebildet ist.
-
Die
Schleifelemente können bei dem erfindungsgemäßen
Schleifaggregat auch durch ein umlaufendes Schleifband gebildet
sein, das um Umlenkanordnungen umgelenkt ist, deren Drehachsen parallel
zur Längsachse liegen. Das Schleifband als Schleifwerkzeug
läuft dabei um mehrere Achsen herum, die parallel zur Längsachse
des betreffenden Arms liegen.
-
Die
Erfindung ermöglicht auch die Ausbildung eines Schleifbandes
oder Schleifrad, bei dem auf einem umlaufenden Träger ein
bandförmiges Schleifmittel radial bezüglich der
Umlenkrichtung absteht und von in Schleifrichtung nachlaufenden
elastischen Borsten abgestützt wird. Eine derartige Anordnung
eines Schleifbandes oder Schleifrades ist beispielsweise durch
DE 203 09 791 U1 an
sich bekannt.
-
Insbesondere
bei der Ausbildung des Schleifkopfes mit nur einem umlaufenden Arm
erzeugt dieser eine Unwucht, die vorzugsweise durch wenigstens ein
Gegengewicht kompensiert wird. Das Gegengewicht kann am Gehäuse
vorzugsweise dem Arm bezüglich der Drehachse diametral
gegenüberliegend angeordnet sein. Selbstverständlich
ist aber auch eine die Anordnung mehrerer Gegengewichte möglich,
beispielsweise zweier Gegengewichte, die symmetrisch zur diametral
dem Arm gegenüberliegenden Richtung angeordnet sind.
-
Zur
Verbesserung des Schleifergebnisses trägt noch bei, wenn
die Schleifköpfe gemeinsam oszillierend quer zur Förderrichtung
translatorisch bewegbar sind. Auf diese Weise wird die Vielfalt
der Angriffsrichtungen des Schleifmittels an jedem Punkt der Werkstückoberfläche
noch erhöht. Insbesondere ein schlechteres Schleifergebnis
unterhalb der senkrecht zur Förderebene stehenden Drehachse
des Schleifkopfes wird vermieden.
-
Das
erfindungsgemäße Schleifaggregat ermöglicht
somit ein gleichmäßiges Schleifergebnis mit Schleifköpfen,
die in Transportrichtung nur wenig Raum einnehmen, und die benötigte
Schleifbreite durch eine entsprechende Anzahl von Schleifköpfen ermöglichen.
Demzufolge lässt sich ein erfindungsgemäßes
Schleifaggregat mit wenig Raumbedarf in Förderrichtung
in eine Schleifstraße mit einer Mehrzahl von Schleifaggregaten
integrieren.
-
Die
Erfindung soll im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert
werden. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Draufsicht auf ein Schleifaggregat mit drei Schleifköpfen;
-
2 eine
Seitenansicht eines Schleifkopfes mit einem eigenen Motor;
-
3 eine
Schnittdarstellung zweier Schleifköpfe, die gemeinsam angetriebne
werden;
-
4a eine
Seitenansicht einer Variante eines Schleifkopfes mit einem Bürstenband;
und
-
4b eine
weitere Variante eines Schleifkopfes mit einem Bürstenband.
-
Das
in 1 dargestellte Schleifaggregat enthält
vier Schleifköpfe 1, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit
nur drei dargestellt sind. Die Schleifköpfe 1 weisen
ein Gehäuse 2 auf, das eine vertikale Drehachse 3 umgibt.
In dem Gehäuse 2 ist an einem Arm 4 ein
Schleifwerkzeug 5 in Form einer rotierenden Bürste
gelagert. Da der Arm 4 mit der rotierenden Bürste 5 die
Drehachse 3 umläuft, bildet die rotierende Bürste 5 beim
Umlauf einen Flugkreis 6, der einen Schleifbereich 7 des
Schleifkopfes 1 begrenzt. 1 lässt
erkennen, dass die Schleifbereiche 7 der nebeneinander
liegenden Schleifköpfe 1 erheblich überlappen,
wobei sich der Schleifbereich 7 des benachbarten Schleifkopfes 1 bis
dicht an das Gehäuse 2 des Schleifkopfes 1 heranragt.
-
In 1 ist
die Drehung der Schleifwerkzeuge 5 um eine Längsachse 8 des
Arms 4 durch einen Pfeil 9 symbolisiert, während
Pfeile 10 das Umlaufen des Arms 4 mit dem Schleifwerkzeug 5 um
die Drehachse 3 verdeutlicht. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Drehungen der benachbarten Schleifwerkzeuge 5 gegenläufig
dargestellt, sodass jeder Schleifkopf 1 mit dem übernächsten Schleifkopf 1 im
Gleichlauf umläuft.
-
In
dem Schleifaggregat sind die Schleifköpfe 1 miteinander
verbunden und gemeinsam in ihrer Ausrichtung, die quer zu einer
in 1 nicht dargestellten Förderrichtung
liegt, oszillierend in Linearführungen 11 hin
und her bewegbar, wie dies durch die entsprechenden Doppelpfeile 12 verdeutlicht
ist.
-
2 zeigt
eine erste Ausführungsform des Schleifkopfes 1.
Das Schleifwerkzeug 5 in Form einer um die Längsachse 8 rotierenden
Bürste wirkt auf die Oberfläche eines Werkstücks 13 ein,
das in einer horizontalen Förderebene in einer durch einen
Pfeil 14 dargestellten Förderrichtung unter dem
Schleifkopf 1 hindurchgeführt wird. In Förderrichtung
vor und hinter dem Schleifkopf 1 sorgen Andruckrollen 15, 16 für eine
fixierte Lage des Werkstücks 13 während
des Schleifvorgangs.
-
Der
in 2 dargestellte Schleifkopf ist mit einem eigenen
Antriebsmotor 17 versehen, der oberhalb des Schleifwerkzeugs 5 an
dem Gehäuse 2 gelagert ist. Eine Abtriebswelle 18 des
Antriebsmotors 17 ist über einen Zahnriemen 19 mit
einem Antriebs-Zahnrad 20 des Schleifwerkzeugs verbunden und
sorgt für die Übertragung der Rotationsbewegung
der Abtriebswelle 18 auf das Schleifwerkzeug 5.
-
Da
der gesamte Schleifkopf 1 um die senkrecht zur Förderebene
stehende Drehachse 3 gedreht wird, ist eine Welle 21 des
Schleifkopfes 1 oberhalb des Antriebsmotors 17 in
einer für die mehreren Schleifköpfe 1 gemeinsamen
Halterung 22 mittels eines Lagers 23 drehbar gelagert.
Zur Übertragung des Stroms für den Antriebsmotors 17 ist
oberhalb der Halterung 22 ein Drehübertrager 24 für
die Übertragung von Strom zum Antriebsmotor 17 des
drehenden Schleifkopfes 1 angeordnet.
-
3 verdeutlicht
eine Ausführungsform für den Drehantrieb der Schleifköpfe 1 und
für den Drehantrieb der Schleifwerkzeuge 5, 5'.
-
Für
den Antrieb der Schleifwerkzeuge 5, 5' ist ein
Antriebs-Zahnriemen 25 vorgesehen, der ein entsprechendes
Zahnrad 26 an jedem Schleifkopf 1 rotierend antreibt.
In entsprechender Weise treibt ein weiterer Antriebs-Zahnriemen 27 entsprechende Zahnräder 28 für
die Drehbewegung des Schleifkopfes 1 um die Drehachse 3 an.
Mit dem Zahnrad 28 ist die Welle 21 einstückig
verbunden, die hier als Hohlwelle ausge führt ist und mittels
des Lagers 23 durch die Halterung 22 hindurchgeführt
ist. Unterhalb der Halterung geht die Hohlwelle 21 in das
Gehäuse 2 über, das somit um die Drehachse 3 rotiert.
Am unteren Ende des Gehäuses 2 ist das Schleifwerkzeug 5, 5' angeordnet,
das somit mit dem Gehäuse 2 um die Drehachse 3 umläuft.
-
Mit
dem Zahnrad 26 ist eine Welle 29 einstückig
verbunden, die durch die Hohlwelle 21 hindurchragt und
durch ein Drehlager 30 im Gehäuse 2 geführt
ist. Am unteren Ende der Welle 29 befindet sich ein Kegelrad 30,
das somit um die Drehachse 3 rotiert. Mit dem Kegelrad 31 kämmt
ein Gegen-Kegelrad 32, das einstückig mit einer
horizontal verlaufenden Welle 33 verbunden ist, die im
Gehäuse 2 in einem Drehlager 34 dicht
gelagert ist. Mit der Welle 33 weist an ihrem Ende ein
Zahnrad 35 auf, das mit einem Zahnriemen 36 antreibt,
mit dem die Drehbewegung auf ein Zahnrad 37 übertragen
wird. Das Zahnrad 37 ist Teil eines Kerns 38 des
Schleifwerkzeugs 5, 5'. Der Kern 38 rotiert
auf einer Welle 39 des Arms 4, die im Gehäuse 2 gelagert
ist. Mit der Welle 39 ist am freien Ende ein Abschlussring 40 verbunden.
-
Das
Schleifwerkzeug 5, 5' weist Borsten 41 auf,
die als ringförmige Anordnungen auf den Kern 38 aufschiebbar
sind. Der so gebildete Borstenstapel kann zweckmäßigerweise
durch Ringe 42, 43 an beiden Enden in Längsrichtung
gehalten werden.
-
3 lässt
erkennen, dass der Kern 38 eine Mantelfläche aufweist,
die gegenüber der Längsachse 8 des Arms 4 konisch
geneigt ist, sodass der Kern eine Kegelstumpffläche bildet.
Der Neigungswinkel α kann dabei sinnvollerweise zwischen
0° und etwa 10° liegen. Die konische Ausbildung
des Mantels des Kerns 38 kann dazu ausgenutzt werden, auf
dem Flugkreis des um die Drehachse 3 rotierenden Schleifwerkzeuges
entstehende unterschiedliche Schleifwirkungen aufgrund unterschiedlicher
Bahngeschwindigkeiten auszugleichen.
-
3 lässt
noch erkennen, dass der Schleifkopf 1 ein bezüglich
der Drehachse 3 diametral dem Arm 4 gegenüberliegend
ein Gegengewicht 44 aufweist, dass an dem Gehäuse 2 angebracht
ist. Das Gegengewicht 44 dient zur Kompensation der durch den
um die Drehachse 3 rotierenden einen Arm gebildeten Unwucht.
-
In 3 sind
zwei Ausführungsbeispiele eines derartigen Schleifwerkzeugs 5, 5' dargestellt.
Bei dem Schleifwerkzeug 5 sind die Borsten 41 entsprechend
der Konizität des Kerns 38 unterschiedlich lang,
sodass eine zylindrische Bürste als Schleifwerkzeug 5 entsteht.
Die am größeren Durchmesser des Kerns 38 befindlichen
kürzeren Borsten 41 sind aufgrund ihrer geringeren
Länge weniger flexibel als die am anderen Ende befindlichen
längeren Borsten 41, sodass durch die kürzeren
Borsten 41 eine erhöhte Schleifwirkung auftritt.
-
Bei
dem Schleifwerkzeug 5, 5' sind die Borsten 41' alle
gleich lang und senkrecht zur konischen Mantelfläche des
Kerns 38 ausgerichtet. Dadurch entsteht eine umhüllende
für die Bürste, die entsprechend der Konizität
des Kerns 38 ebenfalls konisch ausgebildet ist. Auch hier
wird im Innenbereich durch die radial weiter vorstehenden Borsten 41' eine
erhöhte Schleifwirkung erreicht.
-
Während
die Ausführungsbeispiele der 1 bis 3 rotierende
zylindrische oder konische Bürsten als Schleifwerkzeuge 5, 5' zeigen,
werden in den 4a und 4b Modifikationen
des Schleifwerkzeugs 5'', 5''' dargestellt, bei
denen die Bürste durch ein umlaufendes Bürstenband 45,
ersetzt ist. Das Bürstenband 45 weist Borsten 41 auf, die
senkrecht von einem Träger 46 des Bürstenbandes 45 abstehen.
Das Bürstenband wird über zwei Umlenkrollen 47 geführt,
die parallel und mit gleichem Abstand zur Förderebene bzw.
Oberfläche des Werkstücks 13 ausgerichtet
sind. Eine obere dritte Umlenkrolle 48 kann beispielsweise
mit einem eigenen Antriebsmotor 17 oder mit einer gemeinsamen Antriebseinheit
analog dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
angetrieben werden.
-
Bei
dem in 4b dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die beiden unteren kleinen Umlenkrollen 47 für
das Bürstenband 45 durch eine einzige große
Umlenkrolle 47' ersetzt.
-
Das
Bürstenband 45 in den 4a und 4b ersetzt
die Bürsten der in 3 dargestellten Schleifwerkzeuge 5, 5'.
Die Anordnung des Bürstenbandes befindet sich in analoger
Weise an dem Gehäuse 2 des Schleifkopfes und wird
somit in gleicher Wei- Weise um die Drehachse 3 gedreht,
wie dies bei den Ausführungsbeispielen gemäß 3 der
Fall ist.
-
Das
erfindungsgemäße Schleifaggregat ist zum Schleifen
beliebiger Materialien geeignet, vorzugsweise jedoch für
das Schleifen von Holz.
-
Unter „Schleifen"
im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede glättende
Behandlung von Oberflächen zu verstehen, also auch ein „Polieren",
da mit dem erfindungsgemäßen Schleifaggregat jede
Art von Schleifmittel, jede Art von Schleifpapierkörnung usw.
verwendbar ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1541285
A1 [0002, 0004]
- - FR 817795 [0006]
- - DE 9116648 U1 [0006]
- - DE 20309791 U1 [0015]