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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifmittelandruckeinheit
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Bandschleifmaschine
mit einer solchen Schleifmittelandruckeinheit.
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In
Bandschleifmaschinen werden zum gesteuerten Andrücken eines
endlos umlaufenden Schleifmittels in Form eines Schleifbandes gegen eine
zu bearbeitende Oberfläche eines bewegten Werkstücks
Druckbalken eingesetzt. Damit der auf das Schleifband ausgeübte
Druck möglichst gut an die Oberfläche des zu bearbeitenden
Werkstücks angepasst und insbesondere im Kantenbereich
des Werkstücks ein gutes Schleifergebnis gewährleistet werden
kann, beinhalten derartige Druckbalken eine Vielzahl von in Reihe
angeordneten Andruckeinheiten. Die einzelnen Andruckeinheiten weisen
in der Regel jeweils druckmittelbetätigte Zylinder-Ventil-Einheiten
(ZVE) auf, die unabhängig voneinander angesteuert werden
können und einen Druck auf ihnen zugeordnete Andruckmittel
ausüben. Die Andruckmittel übertragen den Druck
anschließend an das Schleifmittel.
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In
entsprechenden Andruckeinheiten kommen wünschenswerterweise
austauschbare ZVE in Form genormter Standardkomponenten zum Einsatz.
Derartige ZVE bilden kompakte Baueinheiten, welche lediglich an
eine Druckmittelquelle sowie eine elektrische Ansteuerleitung anzuschließen
sind, um nach Maßgabe einer elektrischen Ansteuerung eine Antriebskraft
bzw. Druckkraft zu erzeugen. Kompaktbauende ZVE werden in der Anlagentechnik,
dem Werkzeugmaschinenbau oder der Transporttechnik als Stellglieder,
Vorschubglieder, Andrückglieder oder dergleichen einzeln
oder in Gruppen verwendet. Solche ZVE sind preisgünstig,
damit in Vielzahl verbaubar, sowie einfach auszutauschen.
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In
Andruckeinheiten mit austauschbaren ZVE wirkt der Zylinderkolben,
häufig über eine Kolbenstange, auf die Andruckmittel
ein. In der Regel sind bei austauschbaren ZVE die Zylinderkolben nicht
fest mit den Andruckmitteln verbunden. Hierdurch ergibt sich ein
Problem dadurch, dass die Andruckmittel nicht ohne weiteres rückstellbar
sind, so dass das Schleifmittel von dem Werkstück nicht
abgehoben werden kann. Mit anderen Worten kann in herkömmlichen
Schleifmaschinen, bei welchen austauschbare ZVE zum Einsatz kommen,
keine Zugkraft auf das Andruckmittel ausgeübt werden, so dass
das Schleifmittel nicht vom Werkstück abgehoben werden
kann.
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Aus
der
DE 35 03 088 A1 ist
eine Andruckeinheit bekannt, bei der die Kolben der einzelnen Zylinder
mit Druckluft beaufschlagt werden, um eine Andruckkraft auszuüben.
Eine Rückstellung des Kolbens erfolgt durch eine im Zylinder
vorgesehene Rückholfeder. Nachteilig an dieser Lösung
ist, dass zur Rückstellung das Ausüben einer Zugkraft
durch den Kolben auf das Andruckmittel erforderlich ist, was eine
entsprechende feste Verbindung zwischen dem Andruckmittel und dem
Kolben erfordert. Ein einfacher Austausch der ZVE und/oder des Andruckmittels
oder eine entsprechende Entfernung zu Wartungszwecken ist damit
nicht möglich.
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Um
eine Rückstellbarkeit zu gewährleisten, wurde
in der
DE 42 32 028
A1 die mechanische Rückstellung durch eine druckmittelbetätigte
Rückstellung ersetzt. Bei dieser Lösung begrenzt
der Kolben zwei abgedichtete Bereiche des Zylinders, in die jeweils
eine Druckmittelleitung mündet. Durch Anlegen von Druck
an die eine oder die andere Druckmittelleitung wird das Andruckmittel
entweder ange presst oder rückgestellt. Wenngleich diese
Anordnung eine sehr zuverlässige Betriebsfunktion gewährleistet,
ist hierzu ein relativ großer konstruktiver Aufwand erforderlich.
Ferner wird zusätzlicher Einbauplatz benötigt.
Dies beschränkt aus Kosten- und Raumgründen die
Anzahl der nebeneinander anordenbaren Andruckeinheiten über
die Arbeitsbreite des Druckbalkens.
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In
der
DE 199 33 946
A1 ist ein Druckbalken für eine Bandschleifmaschine
offenbart, bei dem die einzelnen Andruckeinheiten über
wenigstens ein Steuerventil wahlweise mit einer Überdruckleitung oder
einer Unterdruckleitung in Verbindung gebracht werden können,
so dass der Kolben durch Überdruck in die eine Richtung
bzw. durch Unterdruck in die andere Richtung verstellbar ist. Als
nachteilig ist hierbei jedoch anzusehen, dass zusätzlich
zur üblicherweise benötigten Druckleitung eine
Unterdruckleitung vorzusehen ist, die, insbesondere zusammen mit
einer ebenfalls benötigten Vakuumpumpe, den konstruktiven
Aufwand und damit die Kosten erhöht.
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Auch
in beiden letztgenannten Vorrichtungen gemäß Stand
der Technik ist es erforderlich, eine feste Verbindung zwischen
Andruckmittel und Kolben vorzusehen, so dass eine Zugkraft auf das
Andruckmittel ausgeübt werden kann.
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Es
ist daher wünschenswert, rückstellbare Andruckeinheiten
für Druckbalken von Schleifmaschinen bereitzustellen, bei
denen austauschbare Standard-ZVE problemlos verwendet werden können und
bei denen eine sichere Betriebsfunktion mit einer möglichst
guten Anpassung des Schleifbandes an das Schleifgut gewährleistet
ist. Ferner sollen die Einzelteile der Andruckeinheiten auch unter
beengten Bauraumverhältnissen einfach montierbar und austauschbar
sein.
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Erfindungsgemäß werden
daher eine Schleifmittelandruckeinheit für einen Druckbalken
einer Bandschleifmaschine und eine entsprechende Bandschleifmaschine
mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche
vorgeschlagen. Bevor zugte Ausgestaltungen sind jeweils in den abhängigen
Patentansprüchen angegeben sowie Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird unter
anderem eine besonders gute Austauschbarkeit einer entsprechenden
VZE gewährleistet, da in Folge der mechanischen Entkopplung
von Druckausübung und Rückstellung beim Austausch
keine Trennung bzw. Verbindung des Andruckmittels von bzw. mit dem
Zylinderkolben mehr erforderlich ist. Durch ein elastisches Rückstellelement
wird eine besonders gute Anpassbarkeit eines Schleifbandes an das Schleifgut
erzielt.
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Vorzugsweise
sind in einer entsprechenden Schleifmittelandruckeinheit der Zylinderkolben
und das Andruckmittel schubkraftgekoppelt und zugkraftentkoppelt.
Durch diese Maßnahme können kostengünstige,
einfachwirkende Zylinderkolben in der VZE zum Einsatz kommen, da
zur Rückstellung der Andruckmittel keine vom Kolben zu übertragende
Zugkraft erforderlich ist. Ferner verbessern diese Maßnahmen,
wie oben dargestellt, die Wartbarkeit und Austauschbarkeit entsprechender
Einheiten.
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Vorteilhafterweise
kann in einer entsprechenden Einheit eine Rückstellfeder
als elastisches Rückstellelement vorgesehen sein, die entsprechend einer
erforderlichen Rückstellkraft und auch insbesondere im
Hinblick auf eine seitlich wirkende Schubkraft eines Schleifmittels
und/oder eines Werkstücks und in Entsprechung zur Andruckkraft
der VZE ausgewählt wird.
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Ferner
wird vorgeschlagen, das Andruckmittel mit einer Druckstange und/oder
einem Andruckelement zu versehen. Eine entsprechende Druckstange
kann aus einem Material gebildet sein, das den gestellten Anforderungen,
d. h. im wesentlichen Druckübertragung, in besonders vorteilhafter
Weise entspricht. Da nur die Druckstange aus diesem Material herzustellen
ist, kann hierdurch ein Kostenvor teil erzielt werden. Das Andruckelement
kann ebenfalls den Materialanforderungen entsprechend ausgewählt
werden.
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Eine
besonders bevorzugte Schleifmittelandruckeinheit weist eine Schleifmittelführung
zur Aufnahme eines Schleifmittels, wie etwa eines Schleifbandes,
oder einer Schleifzunge auf, die in dem Andruckelement vorgesehen
ist. In der Schleifmittelführung kann vorteilhafterweise
auch ein elastisches Polsterelement aufgenommen werden. Eine derartige
Schleifmittelführung kann insbesondere als eine Schleifzungenaufnahme
in Form seitlicher Führungsnuten in Längs- oder
Querrichtung eines Druckbalkens realisiert sein.
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Ferner
weist eine Andruckeinheit eine Führung für die
Andruckmittel auf. Diese kann beispielsweise in Form von Buchsen
realisiert sein, die, etwa in einem Leichtmetall-Druckbalken, eine
besonders gute Abriebfestigkeit und/oder Gleitfähigkeit,
beispielsweise in Form von selbstschmierenden Elementen, bereitstellen.
Durch eine derartige Führung kann ein Verkanten eines Andruckelements
oder einer Druckstange, auch vor dem Hintergrund entsprechender
Querkräfte von bis zu 20 N, die über das Schleifmittel
einwirken, sicher verhindert werden. Die Querkräfte werden
in der Führung aufgenommen und durch die Trennung von Andruckmittel
und Zylinderkolben nicht auf diesen übertragen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung weist eine Schleifmittelandruckeinheit
ferner Verdrehsicherungsmittel auf. Diese Verdrehsicherungsmittel
sind vorzugsweise als Stege ausgebildet, die in Längsrichtung
seitlich an dem Andruckelement ausgebildet sind. Als besonders vorteilhaft
hat sich hierbei erwiesen, dass beim Ausfahren der Kolbenstange
keine Verklemmung der Stangen untereinander auftreten kann. Entsprechende
Stege bzw. Grate stellen eine Überdeckung zu einem benachbarten Schleifzungen-Segment
oder einem benachbarten Andruckelement sicher und verhindern damit
eine Verdrehung.
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Gemäß einer
die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen,
dass die Andruckeinheit in einer entsprechenden Schleifmaschine
an einem Metallprofil zur Bauteilfixierung befestigt ist. Ventil
und Druckmittelzylinder (bzw. die entsprechende VZE) können
dabei beispielsweise durch eine Schnapp- oder Bajonettverbindung
mit dem Metallprofil verbunden werden, so dass die einzelnen Einheiten
hierdurch in einfacher Weise abnehmbar bzw. anbringbar sind. Mit
anderen Worten wird ein, vorzugsweise als Leichtmetall-Strangpressprofil
ausgebildetes, Metallprofil als Träger- und Befestigungselement
für den Druckmittelzylinder und das zugeordnete Ventil
genutzt, wobei beide Bauteile mit Hilfe der Schnapp- oder Bajonettverbindung
an dem Metallprofil befestigt werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, das Metallprofil als geschlossenes Profil auszubilden,
wobei dieses mindestens einen geschlossenen Kanal umfasst, der zur
Druckmittelversorgung oder zur Druckmittelabfuhr nutzbar ist. Zu
diesem Zweck ist dieser geschlossene Kanal mit dem Speisedruckanschluss bzw.
dem Entlüftungsanschluss des Ventils in Verbindung zu bringen.
Es ist jedoch auch möglich, dass mehrere geschlossene Kanäle
zur jeweils separaten Druckmittelversorgung sowie Druckmittelentsorgung im
Metallprofil ausgebildet sind. Das Metallprofil kann auch mit einer
Abdeckhaube bzw. einem Deckel zum Schutz des Ventils versehen sein.
Diese Abdeckhaube kann per Schnappverbindung oder mit Hilfe zusätzlicher
Befestigungsmittel an dem Metallprofil befestigt werden. Der hierdurch
gemeinsam mit dem Metallprofil gebildete Kanal kann vorteilhafterweise gleichzeitig
zur Unterbringung elektrischer Leitungen, welche zur elektrischen
Ansteuerung der Ventile dienen, genutzt werden.
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Bezüglich
weiterer Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäß ebenfalls
vorgesehenen Bandschleifmaschine sei auf die die Andruckeinheit
betreffenden Erläuterungen ausdrücklich verwiesen.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Die
Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der
Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Gleiche Elemente
sind figurenübergreifend mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Figurenbeschreibung
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1A und 1B zeigen
in schematischer Darstellung Bandschleifmaschinen, bei denen eine Andruckeinheit
gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden kann.
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2 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch eine Andruckeinheit gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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3 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht einer Andruckeinheit gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Die 1A und 1B zeigen
Bandschleifmaschinen 200, 200', bei denen erfindungsgemäße Andruckeinheiten 100 verwendet
werden können. Die Bandschleifmaschinen 200, 200' weisen
ein über Umlenkrollen 210 verlaufendes Schleifmittel 220 in Form
eines Schleifbandes auf. Das Schleifband wird über die
in einem Druckbalken 120 angeordneten und gegebenenfalls
in oder an Befestigungsmitteln, beispielsweise in Form eines Leichtmetallprofils 300, befestigten
Andruckeinheiten 100 gesteuert auf ein Werkstück 240 angedrückt
und/oder von diesem abgehoben. Das Werkstück 240 wird
entweder gemäß der in 1A dargestellten
Ausführungsform parallel zur Bewegungsrichtung des Schleifbands 220 oder gemäß der
in 1B dargestellten Ausführungsform senkrecht
zur Bewegungsrichtung des Schleifband 220 verfahren.
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Die
Erfindung wird nun unter gemeinsamer Bezugnahme auf die 2 und 3 weiter
im Detail erläutert.
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Die
wie zuvor mit 100 bezeichnete Andruckeinheit ist beispielsweise
in einem als Leichtmetallprofil 300 realisierten Befestigungsmittel
befestigt. Die Andruckeinheit weist ferner eine Zylinder-Ventileinheit
(ZVE) 20 auf, die in gängiger Bauart vorgesehen
sein kann. Die ZVE 20 ist beispielsweise über
einen Schnappmechanismus 24 in dem Leichtmetallprofil 30 befestigt.
Die ZVE 20 verfügt ferner über ein angesteuertes
Ventil 22, das nach Maßgabe einer elektrischen
Ansteuerung über entsprechende Leitungen (aus Gründen
der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) zur Druckbeaufschlagung
eines Kolbens 21a der ZVE ausgebildet ist. Der Kolben 21a ist
in einem Zylinder 21b geführt. Das Ventil 22 steht
speisedruckseitig vorzugsweise mit einem in dem Leichtmetallprofil 30 ausgebildeten
Druckkanal 320 in Verbindung. Alternativ zu dem Druckkanal 320 kann
jedoch auch eine Versorgung über einen Druckschlauch vorgesehen
sein. Die ZVE 20 wird über eine Druckleitung 23 mit
Druck versorgt. Das Ventil 22 schaltet den Kolben 21,
der einen Druck auf eine Druckstange 12 ausübt.
Die Druckstange 12 und der Kolben 21a sind mechanisch
entkoppelt, so dass ein Zurückstellen des Kolbens 21a alleine
nicht automatisch auch ein Zurückstellen der Druckstange 12 bewirkt.
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Die
Druckstange 12 ist in dem Leichtmetallprofil 30 über
entsprechende Führungsmittel 16 gelagert. Die
Führungsmittel 16 stellen eine verkantungssichere
und verschleißbeständige Führung, beispielsweise
in Form von Buchsen aus geeignetem Material, bereit. Die Druckstange 12 trägt
an ihrem Ende ein Andruckelement 11. Die Druckstange 12 und
das Andruckelement 11 bilden das Andruckmittel.
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Das
Andruckelement 11 verfügt über eine Schleifzungenaufnahme
in Form von Schleifzungenaufnahmenuten 13. Die Schleifzungenaufnahmenuten 13 sind
in einem Materialsteg 14 ausgebildet. Das Andruckelement 11 kann
nach Maßgabe der über die Druckstange 12 weitergegebenen
Druckkraft des Kolbens 21a nach unten gedrückt
werden und hierdurch beispielsweise ein Schleifmittel auf ein Werkstück
drücken. Eine Rückstellung des Andruckelements 11 wird
durch eine Feder 17 gewährleistet. Zum Schutz
der Anordnung und zur Unterbringung von elektrischen Leitungen usw.
ist an der Oberseite des Leichtmetallprofils 30 ein Deckel 40 angebracht.
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Ferner
sind als Verdrehsicherungsmittel seitlich angeordnete Stege 15 vorgesehen,
die ein Verdrehen des Andruckmittels senkrecht zur Schnittebene
sicher verhindern.
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Die
Beschreibung und die Zeichnungen enthalten mehrere Merkmale in Kombination.
Der Fachmann wird diese und weitere Merkmale dabei auch einzeln
betrachten oder zu weiteren sinnvollen Merkmalskombination zusammenfassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3503088
A1 [0005]
- - DE 4232028 A1 [0006]
- - DE 19933946 A1 [0007]