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Die Erfindung betrifft eine Schleifwalze für eine Keramikschleifmaschine nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Solche Schleifwalzen werden verwendet, um bei der Herstellung von Porzellangeschirr oder Keramikgeschirr Kanten abzuschleifen.
Die
EP 0988928 B1 zeigt eine entsprechende Schleifvorrichtung zum Schleifen eines Randes von Tassen. Es handelt sich um eine Schleifwalze mit einer elastischen Schleifbandauflage, welche ein Schleifband haltert. Die Schleifwalze besitzt zwei voneinander durch eine elastische Zwischenschicht beabstandete Kreisscheibensegmente, die jeweils im Randbereich der Schleifwalze angeordnet sind. Zwischen den Kreisscheibensegmenten ist die elastische Zwischenschicht positioniert. Die Schleifbandauflage wird im Randbereich durch die Kreisscheibensegmente und im Mittenbereich durch die elastische Zwischenschicht gestützt. Bei dem Umschleifen eines Randes einer Tasse kann das elastische Zwischenelement zusammen mit dem Schleifband nach unten ausweichen, um ein Umschleifen des Tassenrandes zu ermöglichen.
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Die
DE 197 08 444 C1 beschreibt ein Endlos-Diamantschleifband, welches auf einer Schleifwalze gehalten wird, um Porzellan- oder Keramikartikel zu schleifen. In der Praxis ist es notwendig, solche Endlosschleifbänder sicher auf den entsprechenden Schleifwalzen zu befestigen. Der Fachmann kennt zu diesem Zweck mit Druckluft beaufschlagbare Gummibalge in der Schleifwalze. Durch die Druckluft dehnen sich die Gummibalge aus, um das Schleifband auf der Schleifwalze zu fixieren. Nach Ablassen der Druckluft kann das Schleifband von der Schleifwalze wieder abgenommen werden.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, dass diese Konstruktion gegen Störungen anfällig ist. Insbesondere wenn durch eine Funktionsstörung ein scharfkantiger Rand eines zu schleifenden Gegenstandes in den Schleifbalg eindringt, kann so ein Gummibalg zerstört und die Fixierung des Schleifbandes nicht mehr sichergestellt werden. Zudem ist der erforderliche Druckluftanschluss energetisch nachteilig, und es ist konstruktiv aufwändig, eine derartige Schleifwalze zu verwenden und abzudichten.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schleifwalze, zu schaffen, die eine sichere Halterung und Fixierung des Schleifbandes im Betrieb ermöglicht. Gleichzeitig soll ein einfacher Austausch des Schleifbandes möglich sein. Die Schleifwalze soll dabei konstruktiv einfach aufgebaut sowie funktionssicher und zuverlässig ausgebildet sein.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schleifwalze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist eine Schleifwalze für eine Keramikschleifmaschine zum Schleifen von keramischen Gegenständen, insbesondere Geschirr, vorgesehen, mit einer eine Rotationsachse bildenden Achse und einem auf der Achse gelagerten zylindrischen Schleifwalzenkörper und mit einer an der Zylindermantelfläche des Schleifwalzenkörpers angeordneten elastischen Schleifbandauflage zum Haltern eines abnehmbaren Schleifbandes. Wesentlich dabei ist, dass der Schleifwalzenkörper wenigstens ein auf der Achse angeordnetes zylindrisches Schleifsegment oder mehrere auf der Achse angeordnete zylindrische Schleifsegmente aufweist, wobei ein Schleifsegment an seiner Zylindermantelfläche zumindest einen Abschnitt der elastischen Schleifbandauflage haltert, und wobei das Schleifsegment über Spannmittel axial komprimierbar ist, oder wobei mehrere der Schleifsegmente, vorzugsweise alle Schleifsegmente, über Spannmittel axial komprimierbar sind und beim axialen Komprimieren jeweils die elastische Schleifbandauflage oder ein Abschnitt der elastischen Schleifbandauflage durch das Schleifsegment in radialer Richtung beaufschlagt wird, um deren Außendurchmesser zu vergrößern.
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Insbesondere kann das Schleifband auf einen zylindrischen Schleifwalzenkörper durch axiales Aufschieben des Schleifbandes aufgebracht werden, und anschließend der Schleifwalzenkörper mittels eines Spannmittels in axialer Richtung komprimiert werden, um das Schleifband auf dem Schleifwalzenkörper zu fixieren. Im Falle dass das Schleifband mehrere Bandsegmente aufweist und der Schleifwalzenkörper mehrere zylindrische Schleifsegmente aufweist, kann nacheinander so lange jeweils ein Bandsegment des Schleifbandes durch axiales Aufschieben desselben auf ein zylindrisches Schleifsegment aufgebracht werden und anschließend kann das zylindrische Schleifsegment mittels Spannmittel in axialer Richtung komprimiert werden, um das Bandsegment auf dem zylindrischen Schleifsegment zu fixieren, bis alle Bandsegmente des Schleifbandes auf dem Schleifwalzenkörper fixiert sind.
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Insbesondere wird hier unter keramischen Gegenständen oder Geschirr Porzellangeschirr und/oder keramisches Geschirr oder Geschirr aus Steingut, wie beispielsweise Tassen, Teller, Vasen oder Platten, usw. verstanden.
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Vorzugsweise wird unter elastischer Schleifbandauflage eine Schleifbandauflage verstanden, die zum direkten Abstützen des Schleifbandes dient und ein gummiartiges Material oder einen elastischen Kunststoff aufweist. Durch die elastische Schleifbandauflage kann diese bei einem punktuellen Druck auf das Schleifband ausweichen und so Beschädigungen des Schleifbandes oder des Schleifgutes vermeiden. Insbesondere ist die elastische Schleifbandauflage aus einem Vollmaterial ausgebildet, d.h. die elastische Schleifbandauflage weist keine mit Druckluft oder Hydraulikmedium zu füllende Kammern auf. Dadurch kann auch bei einem versehentlichen Schleifen in die elastische Schleifbandauflage hinein keine derartige Kammer beschädigt werden und die Funktion der Schleifwalze ist selbst bei einer solchen Funktionsstörung gewährleistet.
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Vorzugsweise wird als Schleifband ein Endlosschleifband, insbesondere ein walzenförmiges Diamant-Schleifband, verwendet.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Schleifwalzenkörper entweder nur ein Schleifsegment oder aber mehrere Schleifsegmente aufweist. Schleifsegment bedeutet dabei ein Teil oder ein Abschnitt des Schleifwalzenkörpers, auf dem das Schleifband fixiert ist. Ein schmaler Schleifwalzenkörper kann beispielsweise im einfachsten Fall nur ein einzelnes Schleifsegment aufweisen. Je nach Breite des Schleifwalzenkörpers können mehrere solcher Schleifsegmente vorgesehen sein, bzw. aneinandergefügt werden, um einen Schleifwalzenkörper mit einer entsprechenden Breite zu erhalten.
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Vorzugsweise wird unter axialem Komprimieren ein Zusammendrücken des Schleifwalzenkörpers oder einzelner Segmente des Schleifwalzenkörpers in axialer Richtung, also entlang der Erstreckung der Rotationsachse des Schleifwalzenkörpers, verstanden. Insbesondere wird durch das axiale Komprimieren die Erstreckung des Schleifwalzenkörpers oder einzelner Segmente des Schleifwalzenkörpers in axialer Richtung gegenüber der Erstreckung des Schleifwalzenkörpers ohne Komprimierung verkleinert. Beispielsweise kann der Schleifwalzenkörper elastische Mittel oder federnde Mittel aufweisen, die einer axialen Komprimierung eine Rückstellkraft entgegensetzen, um den Schleifwalzenkörper ohne eine axiale Komprimierung in seine maximale Längserstreckung entlang seiner Rotationsachse zu verbringen. Bei den elastischen Mitteln oder Federmitteln kann es sich um separate Federmittel handeln.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass die elastische Schleifbandauflage oder dass Abschnitte der elastischen Schleifbandauflage als Federmittel ausgebildet sind, welche gegen das axiale Komprimieren eine Rückstellkraft bilden.
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Vorzugsweise wird unter der radialen Richtung eine quer zu der axialen Erstreckung der Rotationsachse verlaufende Richtung verstanden.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der Außendurchmesser der Schleifbandauflage des Schleifwalzenkörpers in nicht komprimierter Lage gleich oder geringfügig kleiner ist als ein Innendurchmesser des verwendeten Schleifbandes. Das heißt, bei nicht komprimiertem Schleifwalzenkörper weist ein auf dem Schleifwalzenkörper befindliches Schleifband etwas Spiel auf. Dadurch ist es möglich, das Schleifband bei nicht komprimiertem Schleifwalzenkörper einfach in axialer Richtung auf den Schleifwalzenkörper aufzuschieben oder von diesem zu entnehmen.
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Durch das axiale Komprimieren des Schleifwalzenkörpers oder einzelner Segmente des Schleifwalzenkörpers wird der Außendurchmesser der elastischen Schleifbandauflage in radialer Richtung derart vergrößert, dass ein Spiel verschwindet, insbesondere dass die elastische Schleifbandauflage gegen die Innenseite des Endlosschleifbandes gepresst wird. Dadurch entsteht ein Kraftschluss zwischen Schleifband und Schleifbandauflage, so dass dieses auf dem Schleifwalzenkörper sicher fixiert wird.
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Insbesondere ist die elastische Schleifbandauflage punktelastisch ausgebildet, um bei einer punktuellen Belastung ein Einsinken des zu schleifenden Gegenstandes in die Oberfläche der Schleifwalze zu ermöglichen. Zudem ist die elastische Schleifbandauflage derart ausgebildet, dass sich ihr Außendurchmesser beim axialen Komprimieren des Schleifwalzenkörpers vergrößert.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Schleifwalzenkörper mehrere miteinander drehfest gekoppelte, zylindrische Schleifsegmente aufweist. Diese mehreren zylindrischen Schleifsegmente sind insbesondere auf derselben Achse miteinander fluchtend derart angeordnet, dass diese Schleifsegmente unmittelbar aneinander anliegen und eine durchgehende Zylinderaußenfläche ausbilden. Diese durchgehende Zylinderaußenfläche bildet eine stabile und insbesondere lückenlose elastische Schleifbandauflage für das Schleifband aus.
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Es kann vorgesehen sein, dass die elastische Schleifbandauflage mehrere aneinander angrenzende elastische Auflagesegmente aufweist. Vorzugsweise kann jedes zylindrische Schleifsegment des Schleifwalzenkörpers ein Auflagesegment oder zwei Auflagesegmente der elastischen Schleifbandauflage haltern. Durch die Unterteilung der elastischen Schleifbandauflage in mehrere elastische Auflagesegmente ist es möglich, auf einfache Art und Weise auch relativ breite Schleifwalzenkörper, bzw. relativ breite elastische Schleifbandauflagen auszubilden.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die zylindrischen Schleifsegmente auf der Achse in axialer Richtung verschiebbar gelagert sind. Durch das Verschieben der einzelnen Schleifsegmente untereinander können diese auf der Achse verschoben werden, sodass deren Position auf der Achse einstellbar ist.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die zylindrischen Schleifsegmente auf der Achse austauschbar, insbesondere einzeln austauschbar, gelagert sind. Zum Austausch einzelner Schleifsegmente können diese von der Achse abgenommen werden und beispielsweise gegen neue Schleifsegmente ausgetauscht werden.
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Um die Breite des Schleifwalzenkörpers zu variieren kann auch vorgesehen sein, dass einzelne zylindrische Schleifsegmente von der Achse entfernt werden, um einen schmäleren Schleifwalzenkörper zu enthalten. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Lagerelemente von der Achse abnehmbar ist, um ein zylindrisches Schleifsegment von der Achse abzunehmen oder auszutauschen.
Um einen breiteren Schleifwalzenkörper zu erhalten, kann vorgesehen sein, dass zusätzliche zylindrische Schleifsegmente zu einem Schleifwalzenkörper hinzugefügt werden.
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Um die zylindrischen Schleifsegmente auf der Achse sicher zu halten, kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass der Schleifwalzenkörper zwei mit der Achse verbundene oder verbindbare Lagerelemente aufweist, zwischen denen entweder ein zylindrisches Schleifsegment oder mehrere der zylindrischen Schleifsegmente, insbesondere alle zylindrischen Schleifsegmente des Schleifwalzenkörpers, gelagert sind. Wenigstens eines der Lagerelemente, vorzugsweise beide Lagerelemente, können als Mitnehmer für das zylindrische Schleifsegment oder die zylindrischen Schleifsegmente ausgebildet sein. Die Lagerelemente können dabei sozusagen als seitlicher Abschluss oder seitlicher Anschlag für die zylindrischen Schleifsegmente ausgebildet sein.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Lagerelemente als Spannmittel ausgebildet sind. Beispielsweise ist wenigstens eines der Lagerelemente auf der Achse axial verschiebbar und wahlweise arretierbar, um ein zwischen den Lagerelementen gehaltertes zylindrisches Schleifsegment oder um die zwischen den Lagerelementen gehalterten zylindrischen Schleifsegmente in axialer Richtung zu komprimieren. Indem eines der Lagerelemente auf der Achse fixiert wird und das andere Lagerelement auf der Achse in Richtung des fixierten Lagerelements verschoben wird, können die dazwischen angeordneten zylindrischen Schleifsegmente in axialer Richtung komprimiert werden. Nach Fixierung der Position beider Lagerelemente auf der Achse wird dadurch die axiale Komprimierung des Schleifwalzenkörpers fixiert.
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Um die Drehbewegung oder Rotationsbewegung der Achse auf den Schleifwalzenkörper zu übertragen, ist vorgesehen, dass der Schleifwalzenkörper drehfest mit der Achse verbindbar ist. Dazu kann vorgesehen sein, dass ein zylindrisches Schleifsegment oder dass die zylindrischen Schleifsegmente einen oder mehrere in axialer Richtung vorstehende Mitnehmerzapfen oder Mitnehmerbolzen aufweisen, die in eine Aussparung eines benachbarten zylindrischen Schleifsegments eingreifen oder in eine Aussparung eines Lagerelements eingreifen, um das zylindrische Schleifsegment oder um die zylindrischen Schleifsegmente mit dem Lagerelement, und/oder um die zylindrischen Schleifsegmente untereinander drehfest zu koppeln.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die elastische Schleifbandauflage als eine geschlossen umlaufende Schleifbandauflage ausgebildet ist. Vorzugsweise kann die elastische Schleifbandauflage mehrere geschlossen umlaufend ausgebildete elastische Auflagesegmente aufweisen, die zueinander fluchtend derart aneinandergrenzend angeordnet sind, dass diese gemeinsam eine zusammenhängende zylinderförmige elastische Auflagefläche zum Haltern eines Schleifbandes ausbilden.
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Um die elastische Schleifbandauflage, bzw. um ein elastisches Auflagesegment der Schleifbandauflage sicher auf einem zylindrischen Schleifsegment zu haltern, kann vorgesehen sein, dass der Innendurchmesser der elastischen Schleifbandauflage oder eines elastischen Auflagesegments kleiner ist als der Außendurchmesser des diese haltenden zylindrischen Schleifsegmentes.
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Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, dass der Außendurchmesser der elastischen Schleifbandauflage oder eines elastischen Auflagesegments größer ist als der Außendurchmesser des dieses halternden zylindrischen Schleifsegments. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise ein elastisches Auflagesegment nach Art eines Reifens auf einem zylindrischen Schleifsegment gehaltert sein, wobei das zylindrische Schleifsegment nach Art einer Felge ausgebildet sein kann.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein einzelnes zylindrisches Schleifsegment zwei separate aneinander anliegend angeordnete elastische Auflagesegmente haltert.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein zylindrisches Schleifsegment jeweils zwei relativ zueinander beweglich gelagerte Segmentscheiben und einen zwischen diesen Segmentscheiben angeordneten Segmenthalter aufweist. Insbesondere ist der Segmenthalter zwischen den Segmentscheiben an einer definierten, bzw. fixierten Position angeordnet, wobei die beiden beweglich gelagerten Segmentscheiben beim axialen Komprimieren des zylindrischen Schleifsegments auf den Segmenthalter zu bewegt werden.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass ein zylindrisches Schleifsegment, vorzugsweise dass jedes der zylindrischen Schleifsegmente, jeweils an seiner Zylindermantelfläche eine konische Druckfläche, bzw. eine schräg zu der Rotationsachse verlaufende Druckfläche aufweist, die mit einer korrespondierenden Gleitfläche der elastischen Schleifbandauflage derart zusammenwirkt, dass die elastische Schleifbandauflage beim axialen Komprimieren des zylindrischen Schleifsegments von der mit der konischen oder schrägen Druckfläche zusammenwirkenden schrägen Gleitfläche radial nach außen beaufschlagt, bzw. gedrängt wird.
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Insbesondere können die beiden Segmentscheiben eines zylindrischen Schleifsegments jeweils an ihrer Zylindermantelfläche eine konische Druckfläche oder eine schräg zu der Rotationsachse verlaufende Druckfläche aufweisen, die einer konischen oder schrägen Druckfläche des Segmenthalters desselben zylindrischen Schleifsegments derart gegenüberliegend angeordnet sind, dass sich eine nach außen geöffnete V-förmige Nut ausbildet.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein elastisches Auflagesegment der elastischen Schleifbandauflage im Bereich seines Innendurchmessers einen V-förmigen Keil aus einander benachbarten Druckflächen ausbildet. Vorzugsweise kann der V-förmige Keil derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass das elastische Auflagesegment mit seinem V-förmigen Keil in einer nach außen geöffneten V-förmigen Nut eines Schleifsegments gelagert ist.
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In einer vorzugsweisen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein zylindrisches Schleifsegment als Spannmittel eine axial verlaufende Schraubverbindung oder mehrere axial verlaufende Schraubverbindungen aufweist, derart, dass durch Anziehen der Schraubverbindung, bzw. der Schraubverbindungen, das zylindrische Schleifsegment axial komprimiert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die axial verlaufende Schraubverbindung die beiden Segmentscheiben eines zylindrischen Schleifsegments und dessen Segmenthalter durchgreift und beide Segmentscheiben an dem Segmenthalter befestigt.
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Um eine drehfeste Verbindung der Schleifsegmente untereinander oder zwischen einem Schleifsegment und einem Lagerelement zu bewerkstelligen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die axial verlaufende Schraubverbindung an einer Seitenfläche oder an beiden Seitenflächen eines zylindrischen Schleifsegments axial übersteht und als Mitnehmer ausgebildet ist, indem der überstehende Teil in eine den überstehenden Teil aufnehmende Ausnehmung eines benachbarten zylindrischen Schleifsegments oder in eine entsprechende Ausnehmung eines benachbarten Lagerelements eingreift, vorzugsweise formschlüssig eingreift.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass ein unmittelbares Aneinanderfügen der einzelnen Schleifsegmente eines Schleifwalzenkörpers ermöglicht wird, so dass zwischen den zylindrischen Schleifsegmenten keine Spalten entstehen. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Schraubverbindungen von zwei benachbarten zylindrischen Schleifsegmenten gegeneinander um einen bestimmten Winkel versetzt sind, vorzugsweise um einen Winkel von 45°, oder um einen Winkel von 20°, oder um einen Winkel von 22,5° gegeneinander versetzt sind. Durch die versetzte Anordnung der Schraubverbindungen gegeneinander können diese Schraubverbindungen jeweils in entsprechend ausgeformte Ausnehmungen des benachbarten zylindrischen Schleifsegments eingreifen. Dadurch behindern diese überstehenden Schraubverbindungen nicht das nahtlose Aneinanderfügen der zylindrischen Schleifsegmente. Insbesondere können die Ausnehmungen derart angeordnet und bemessen sein, dass die Enden der Schraubverbindungen formschlüssig in eine benachbarte Ausnehmung eingreifen, um dadurch auch als Mitnehmer für eine Rotationsbewegung zu dienen.
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Alternativ oder ergänzend zu den als Mitnehmern ausgestalteten Schraubverbindungen kann auch eine ineinandergreifende Verzahnung zweier benachbarter Schleifsegmente oder vorstehender Zapfen vorgesehen sein.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das elastische Auflagesegment der elastischen Schleifbandauflage als Federmittel ausgebildet ist, indem es bei fixierter Schraubverbindung eine Segmentscheibe axial von dem Segmenthalter weg beaufschlagt.
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Eine Anwendung der erfinderischen Schleifwalze kann bei der industriellen Fertigung von keramischen Gegenständen erfolgen. Beispielsweise kann eine Schleifmaschine zum Schleifen von keramischen Gegenständen, insbesondere von keramischem Geschirr, vorgesehen sein, umfassend einen Antriebsmotor zum Antreiben einer Schleifwalze, wobei ein Abtrieb des Antriebsmotors eine Kupplung aufweist, um die Achse einer Schleifwalze nach einem der vorhergehenden Ansprüche drehfest mit dem Antriebsmotor zu kuppeln.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schleifwalze ein Schleifband aufweist und dieses Schleifband austauschbar haltert, indem das Schleifband auf der Schleifbandauflage der Schleifwalze durch axiales Komprimieren des Schleifwalzenkörpers oder eines Schleifsegmentes oder mehrerer Schleifsegmente des Schleifwalzenkörpers auf der Schleifwalze fixiert ist.
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Das Schleifband kann mehrere Bandsegmente aufweisen, vorzugsweise dass jeweils ein Schleifsegment des Schleifwalzenkörpers eines der mehreren Bandsegmente des Schleifbandes haltert.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Achse der Schleifwalze um eine quer zu der Rotationsachse gelagerte Kippachse derart schwenkbar gelagert ist, dass die Achse der Schleifwalze während des Schleifens eines keramischen Gegenstandes um die Kippachse kontinuierlich geschwenkt wird. Durch eine solche Anordnung ist es möglich, Kanten eines keramischen Gegenstandes rund zu umschleifen. Beispielsweise können so Ränder von Tassen, Krügen oder Platten rund umschliffen werden. Von Vorteil ist es so aber auch möglich, beispielsweise den Fuß, bzw. die Unterseite von Tellern oder Platten, rund zu umschleifen.
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Die erfindungsgemäße Schleifwalze kann bei der industriellen Herstellung von Keramikgeschirr oder Porzellangeschirr verwendet werden. Durch die schnelle Austauschbarkeit der einzelnen Segmente, bzw. durch die individuelle Anpassbarkeit der Breite der Schleifwalze, ist ein wirtschaftlicher und robuster Betrieb möglich. Auch können durch einen in mehrere Schleifsegmente aufgeteilten Schleifwalzenkörper verschlissene Bereiche des verwendeten Schleifbandes einzeln ausgetauscht werden, ohne dass die Notwendigkeit besteht, das gesamte Schleifband auszutauschen. Dadurch wird die Standzeit der Schleifwalze verlängert und die Betriebskosten werden verringert.
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In den Figuren sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schleifwalze dargestellt und nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
- 1: eine seitliche Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Schleifwalze;
- 2a: eine vergrößerte Darstellung eines zylindrischen Schleifsegments der erfindungsgemäßen Schleifwalze in axial komprimiertem Zustand;
- 2b: das zylindrische Schleifsegment aus 2a in nicht komprimiertem Zustand
- 3a: ein zylindrisches Schleifsegment in Seitendarstellung
- 3b: das zylindrische Schleifsegment aus 3a in Schnittdarstellung und in nicht axial komprimiertem Zustand;
- 4: eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Schleifwalze in Anwendung in einer Keramikschleifmaschine
- 5a bis 5c: ein Schleifvorgang eines Tellers unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schleifwalze
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In den 1 bis 5c sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Gleiche Bauteile sind dabei jeweils mit gleichen Referenzzeichen versehen. Auf die Unterschiede zwischen den Figuren wird bei der jeweiligen Figurenbeschreibung im Einzelnen eingegangen. Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele und nicht einschränkend. Für den Fachmann ist klar, dass er diese Ausführungsbeispiele leicht abwandeln oder untereinander kombinieren kann, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleifwalze 6. Die Schleifwalze 6 weist einen Schleifwalzenkörper 63 auf, der auf einer rotierend antreibbaren Achse 61 befestigt ist. Die Achse 61 ist als drehbare Achse ausgebildet und dreht in der dargestellten Rotationsrichtung 43 um die Rotationsachse 44. Zum Antreiben der Achse 61 ist ein nicht dargestellter Rotationsmotor vorgesehen. Auf der Achse 61 sind zwei Lagerelemente 691 und 692 mit Abstand zueinander befestigt. Zwischen dem ersten Lagerelement 691 und dem zweiten Lagerelement 692 ist der Schleifwalzenkörper 63 gehalten. Der Schleifwalzenkörper 63 setzt sich aus mehreren zylindrischen Schleifsegmenten 711, 712, 713, 714 und 715 zusammen. Diese Schleifsegmente 711, 712, 713, 714 und 715 sind unmittelbar aneinander liegend auf der Achse 61 angeordnet. Die Verbindung der Schleifsegmente 711, 712, 713, 714 und 715 mit der Achse 61 erfolgt als drehfeste Verbindung über die Lagerelemente 691 und 692. Die einzelnen Schleifsegmente 711, 712, 713, 714 und 715 sind auf der Achse 61 verschiebbar gelagert.
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Jedes der Schleifsegmente 711 bis 715 weist mehrere Schraubverbindungen 621, 622, 623 und 624 auf. Diese Schraubverbindungen durchgreifen das jeweilige Schleifsegment vollständig und stehen zu beiden Seiten des Schleifsegments über. Der Überstand der Schraubverbindungen 621, 622, 623 und 624 ist jeweils als Mitnehmer 631 ausgestaltet. Der Mitnehmer 631 greift in eine Ausnehmung 632 des benachbarten Schleifsegments oder in eine Ausnehmung des benachbarten Lagerelements ein. Die Schraubverbindungen 621, 622, 623 und 624 sind zugleich als Spannmittel 62 ausgebildet.
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Die Spannmittel 62 komprimieren die zylindrischen Schleifsegmente 711, 712, 713, 714 und, 715 jeweils in axialer Richtung. Da die zylindrischen Schleifsegmente in der Schnittdarstellung der 1 jeweils gegeneinander verdreht sind, sieht man in dieser Schnittdarstellung jeweils nur die in der Schnittebene liegenden Schraubverbindungen 621 und 623 des zylindrischen Schleifsegments 711, 713 und 715. Selbstverständlich weisen jedoch auch die zylindrischen Schleifsegmente 712 und 714 entsprechende Schraubverbindungen 621, 622, 623 und 624, bzw. Spannmittel 62 auf.
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Die auf der Achse 61 unmittelbar aneinander angrenzend angeordneten zylindrischen Schleifsegmente 711 bis 715 bilden zusammen eine Zylindermantelfläche 64 aus. An der Zylindermantelfläche 64 umlaufend ist eine elastische Schleifbandauflage 65 angeordnet. Auf der elastischen Schleifbandauflage 65 ist ein Endlosschleifband 8 gehaltert. Das Endlosschleifband 8 ist ein in sich geschlossenes walzenförmiges Diamantschleifband und wird auf der Schleifwalze 6 abnehmbar gehaltert, um Keramikgegenstände zu schleifen.
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In den 2a und 2b ist eines der Schleifsegmente, in diesem Beispiel das Schleifsegment 711, stellvertretend für alle anderen Schleifsegmente 711 bis 715 vergrößert dargestellt. In der 2a ist das Schleifsegment 711 axial komprimiert. In der 2b ist das Schleifsegment 711 nicht axial komprimiert gezeigt.
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Das Schleifsegment 711 weist eine erste Segmentscheibe 721 sowie eine zweite Segmentscheibe 722 auf. Zwischen den beiden Segmentscheiben ist ein Segmenthalter 73 angeordnet. Die beiden Segmentscheiben 721 und 722, wie auch der Segmenthalter 73 weisen mehrere Durchgangslöcher auf, durch welche die Schraubverbindungen 621, 622, 623 und 624 hindurchgreifen. Bei den Schraubverbindungen 621, 622, 623 und 624 handelt es sich um herkömmliche Schraubverbindungen, bestehend aus einer Schraube und einer Mutter. Die Schraubverbindungen 621, 623 sind in der Schnittdarstellung der 2a und 2b beispielhaft für insgesamt vier Schraubverbindungen dargestellt. Diese vier Schraubverbindungen 621, 622, 623 und 624 sind in der Seitendarstellung des zylindrischen Schleifsegments 711 in der 3 ersichtlich.
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Im Bereich der Zylindermantelfläche 64 weist jedes der zylindrischen Schleifsegmente, wie in der Darstellung der 2a ersichtlich ist, eine elastische Schleifbandauflage 65 auf. Die elastische Schleifbandauflage 65 ist in mehrere Abschnitte aufgeteilt. Jedes der Schleifsegmente 711 bis 715 haltert einen ersten Abschnitt der elastischen Schleifbandauflage 651 sowie einen zweiten Abschnitt der elastischen Schleifbandauflage 652.
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Zum Lagern oder Haltern der Abschnitte der 651 und 652 der elastischen Schleifbandauflage 65 weist jedes der zylindrischen Schleifsegmente im Bereich seiner Zylindermantelfläche 64 zwei nebeneinanderliegende V-förmige Nuten 761 und 762 auf. Jeder Abschnitt der elastischen Schleifbandauflage 651 oder 652 ist im Bereich seines Innendurchmessers V-förmig ausgebildet, d.h. besitzt einen V-förmigen Keil 681, bzw. 682, der jeweils in die V-förmige Nut 761 oder 762 eingreift und dort gelagert ist. Die V-förmige Nut 761, bzw. 762 des zylindrischen Schleifsegments 711 wird durch Schrägflächen des mittig angeordneten Segmenthalters 73, bzw. der außen liegenden Segmentscheiben 721 und 722, gebildet. Die Schrägflächen der Segmentscheiben 661, bzw. 671 bilden zusammen mit den Schrägflächen des Segmenthalter 672, bzw. 661 jeweils Gleitflächen aus, auf denen der V-förmige Keil 681, bzw. 682 der Abschnitte 651 und 652 der elastischen Schleifbandauflage 65 gleiten kann. Dazu weist der erste V-förmige Keil 681 zwei zueinander geneigte Druckflächen 741 und 742 auf, welche den V-förmigen Keil 681 ausbilden. Der zweite Abschnitt der elastischen Schleifbandauflage 652 weist entsprechend zwei Druckflächen 751, 752 auf, die zusammen den V-förmigen Keil 682 des zweiten Abschnitts der elastischen Schleifbandauflage 652 ausbilden.
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Die V-förmigen Nuten 761, bzw. 762 verlaufen genauso wie die V-förmigen Keile 681 und 682 kreisförmig entlang der gesamten Zylindermantelfläche 64 und sind in sich geschlossen.
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Durch Anziehen der Schraubverbindungen 621, bzw. 622, 623 und 624 wird das jeweilige zylindrische Schleifsegment axial komprimiert. D.h. der zwischen den ersten und zweiten Segmentscheiben 721, 722 und dem Segmenthalter 73 in der Darstellung der 2b ersichtliche Spalt verschwindet, wie in der 2a ersichtlich ist. Gleichzeitig wird die elastische Schleifbandauflage 65, bzw. werden die Abschnitte 651 und 652 der elastischen Schleifbandauflage durch die V-förmige Nut zusammengepresst und dadurch radial nach außen gedrängt. Dadurch vergrößert sich der Außendurchmesser des zylindrischen Schleifsegments entlang der Zylindermantelfläche, da durch die beidseitige Kompression der V-förmigen Keile 681 und 682 das elastische Material der elastischen Schleifbandauflagen 651 und 652 radial nach außen ausweicht. Dadurch wird ein auf der elastischen Schleifbandauflage 65 angeordnetes Schleifband 8 fixiert.
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In der Praxis ist es vorgesehen, dass das elastische Schleifband 8 in mehrere Segmente aufgeteilt ist, wobei jedes der zylindrischen Schleifsegmente 711 bis 715 einen solchen Abschnitt des elastischen Schleifbandes 8 haltert. Die Abschnitte des elastischen Schleifbandes 8 sind derart bemessen, dass ihre Breite exakt mit der Breite eines zylindrischen Schleifsegmentes, insbesondere eines komprimierten zylindrischen Schleifsegmentes, übereinstimmt.
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In der Darstellung der 3a ist stellvertretend für alle zylindrischen Schleifsegmente das zylindrische Schleifsegment 711 gezeigt. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass kreisförmig um das zylindrische Schleifsegment die vier Schraubverbindungen 621, 622, 623, 624 jeweils im 90°-Abstand zueinander angeordnet sind. Diese Schraubverbindungen 621 bis 624 dienen als Spannmittel 62, um das zylindrische Schleifsegment 711 axial zu komprimieren. Um 45° versetzt zu diesen Schraubverbindungen sind jeweils Ausnehmungen 632 vorgesehen, Die Ausnehmungen 632 dienen dazu, die Schraubverbindung des benachbarten zylindrischen Schleifsegments aufzunehmen. Durch die überstehenden Schraubverbindungen, die in die Ausnehmungen des benachbarten zylindrischen Schleifsegments oder eines benachbarten Lagerelements eingreifen, erfolgt eine drehfeste Verbindung der zylindrischen Schleifsegmente 711 bis 715 untereinander, bzw. zwischen den zylindrischen Schleifsegmenten und den benachbarten Lagerelementen 691 und 692.
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Die 3b zeigt die Schnittdarstellung des zylindrischen Schleifsegments 711 in nicht axial komprimierter Darstellung. Dies ist an den Spalten zwischen dem Segmenthalter 73 und der ersten Segmentscheibe 721 bzw. 722 deutlich zu sehen.
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Eine Anwendung der erfindungsgemäßen Schleifwalze 6 in einer Keramikschleifmaschine 1 ist in den 4, bzw. 5a bis 5c dargestellt. In dem dargestellten Beispiel werden zwei Schleifwalzen 6 in einer Keramikschleifmaschine 1 verwendet, wobei die beiden Schleifwalzen 6 jeweils eine unterschiedliche Breite des Schleifwalzenkörpers 63 aufweisen. Durch Hinzufügen oder Weglassen von zylindrischen Schleifsegmenten kann die Breite des Schleifwalzenkörpers 63 auf einfache Art und Weise variiert werden.
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Wie in den 4 und 5a bis 5c gezeigt, umfasst die Schleifvorrichtung 1 zum Schleifen von Keramikartikeln 10, bzw. die Keramikschleifmaschine 1, eine Zustelleinrichtung 2 und eine Schleifeinheit 3. Die Schleifvorrichtungen 1 in den 5 sind wie die Schleifvorrichtung 1 in der 4 aufgebaut und weisen die gleichen Komponenten auf.
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Wie in den 4 und 5a bis 5c gezeigt, umfasst die Zustelleinrichtung 2 einen Drehantrieb 24 und einen Linearantrieb 25. Der Drehantrieb 24 ist an einer Basisplatte 26 angeordnet und treibt einen Saugkopf 21 bezüglich einer ersten Rotationsbewegung 40 um eine erste vertikale Achse 41 während des Schleifvorgangs an. Der Linearantrieb 25 bewirkt eine Zustell- und/oder Hubbewegung des Saugkopfes 21 und ist, wie in den 4 und 5a bis 5c gezeigt, als ein Kolbenzylinder ausgebildet. Mittels des Linearantriebs 25 kann der Saugkopf 21 in der Höhe zur Basisplatte 26 verstellt werden. Die Bewegungsrichtung 42 des Linearantriebs 25 ist in den 4 und 5a bis 5c durch den Doppelpfeil dargestellt. Der Saugkopf 21 kann das zu schleifende Schleifgut, im folgenden Keramikartikel 10 genannt, durch Vakuumbeaufschlagung aufnehmen und halten. Durch den Drehantrieb 24 und den Linearantrieb 25 kann der Keramikartikel 10 am Saugkopf 21 rotieren und bezüglich der Zustell- und/oder Hubbewegung verfahren werden. Dazu kann der Saugkopf 21 durch eine Hohlwelle 22 mit Vakuum über einen Vakuumanschluss 23 versorgt werden.
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Wie in den 4 und 5a bis 5c gezeigt, ist die Schleifeinheit 3 mit zwei Schleifwalzen 6 ausgebildet. Die Schleifwalzen 6 sind jeweils an einer Aufhängung 32 angeordnet und werden jeweils über eine Antriebseinrichtung 33 rotierend angetrieben. Die Schleifwalzen 6 rotieren gegenläufig (zweite Drehrichtungen 43 in 4) während des Schleifvorgangs um eine Rotationsachse 44, sodass eine gegenläufige Drehbewegung zwischen dem drehenden Keramikartikel 10 und den beiden Schleifwalzen 6 ausgebildet wird. Die Aufhängungen 32, an denen jeweils sowohl die Schleifwalze 6 als auch jeweils die Antriebseinrichtung 33 ausgebildet sind, sind über ein Kipplager mit dem Grundgestell derart verbunden, dass die Aufhängungen 32 kippbar um die Kippachsen 46 gelagert sind. Die Kippachse 46 ist senkrecht zur Höhenverstellung des Keramikartikels 10 angeordnet, also im rechten Winkel und versetzt zur ersten vertikalen Achse 41. Durch die kippbare Lagerung der Aufhängungen 32 können die Schleifwalzen 6 eine Kippbewegung 45 um die Kippachse 46 ausführen.
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Die Längen der Schleifwalzen 6 sind unterschiedlich zueinander ausgebildet. Eine der Schleifwalzen 6 ist derart ausgebildet, dass die Länge der Schleifwalze 6 die Drehachse 41 des Keramikartikels übergreift. Dadurch ist es möglich, auch lineare Kontaktfüße durchgehend abzuschleifen. Die längere Schleifwalze 6 erstreckt sich somit über den Mittelpunkt des Abstandes der beiden Kippachsen 46 der Schleifwalzen 6 hinaus.
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In den 4 und 5a ist die Grundstellung der Schleifvorrichtung 1 dargestellt, in der der Keramikartikel 10 die Schleifwalzen 6 nicht berührt. In der 5b ist die Berührungsstellung des Keramikartikels 10 mit den Schleifwalzen 6 dargestellt, indem der Keramikartikel 10 durch die Zustelleinrichtung 2 in Richtung der Schleifwalzen 6 bewegt wurde. In der 5c ist die Endstellung dargestellt, wobei der Keramikartikel 10 durch die Zustelleinrichtung 2 bis zu seiner maximalen Zustelltiefe h in Richtung der Schleifwalzen 6 bewegt wurde.
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In einem ersten Schritt wird der Keramikartikel 10 in der Grundstellung der Schleifvorrichtung 1 positioniert. Danach wird eine Zustellbewegung durch die Zustelleinrichtung 2 durch den Linearantrieb 25 in Richtung der Schleifwalzen 6 bis zu einer maximalen Zustelltiefe h durchgeführt, wobei der Keramikartikel 10 geschliffen wird. Während des Schleifvorgangs wird der Keramikartikel 10 durch den Drehantrieb 24 um die vertikale Achse 41 gedreht. Danach wird der Keramikartikel 10 durch die Zustelleinrichtung 2 durch den Linearantrieb 25 mit einer Hubbewegung nach oben bewegt, wobei bis zur Berührungsstellung der Keramikartikel 10 weiter geschliffen wird. Eine Steuereinrichtung 27 mit einem nicht flüchtigen Speicher 28 ist mit dem Drehantrieb 24, dem Linearantrieb 25 und der Antriebseinrichtung 33 der Schleifwalzen 6 verbunden und steuert die Schleifvorrichtung 1. Die einzelnen Stellungen, welche im Folgenden im Detail beschrieben werden, können über in den Figuren nicht dargestellte optische Sensoren, Drucksensoren oder eine programmierbare Voreinstellung der Schleifvorrichtung 1 überwacht und/oder angefahren werden.
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In der Grundstellung in 4 und 5a wird der Keramikartikel 10 mit Abstand über den Schleifwalzen 6 am Saugkopf 21 gehalten und berührt die Schleifwalzen 6 nicht. Die Stellung der Aufhängungen 32 ist wie in den 4 und 5a gezeigt vor dem Schleifvorgang so, dass die Oberfläche der Schleifwalzen 6 parallel zur Basisplatte 26 der Zustelleinrichtung 2 und dadurch parallel zum Boden des Keramikartikels 10 ist. Dies bewirkt ein ebenes Schleifen eines Fußes des Keramikartikels 10, wenn der Keramikartikel 10 durch den Linearantrieb 25 in Richtung der Schleifwalzen 6 verfahren wird. Durch die Kippachse 46 ist es aber auch möglich, die Schleifwalzen 6 mit einem kleinen Winkel bis ca. 3° nach oben in Richtung des Keramikartikels 10 zu positionieren. Dadurch kann am Anfang des Schleifvorgangs die Innenseite des Fußes des Keramikartikels 10 geschliffen werden.
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In der 5b ist die Berührungsstellung dargestellt, in der der Schleifvorgang startet. Von der Grundstellung (5a) aus wird der Keramikartikel 10 mittels des Linearantriebs 25 in Richtung der Schleifwalzen 6 bewegt, bis der Keramikartikel 10 die Schleifwalzen 6 berührt. Dabei dreht sich der Keramikartikel 10 bereits um die erste vertikale Achse 41 des Saugkopfes, angetrieben durch den Drehantrieb 24, und die Schleifwalzen 6, angetrieben durch die Antriebseinrichtung 33.
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Ein weiteres Zustellen des Keramikartikels 10 in Richtung der Schleifwalzen 6 bewirkt zuerst ein leichtes Eindrücken der Schleifwalzen 6. Die Schleifwalzen 6 legen sich dabei leicht um den Fuß des Keramikartikels 10. Wird der Saugkopf 21 und dadurch der Keramikartikel 10 durch den Linearantrieb 25 weiter in Richtung der Schleifwalzen 6 bewegt, steigt der Druck auf die Schleifwalzen 6, die ab einem einstellbaren Druck eine Kippbewegung 45 ausführen. Diese Kippbewegung 45 der Schleifwalzen 6 ist möglich, da die Aufhängung 32 der Schleifwalzen 6 kippbar um die Kippachsen 46 gelagert ist.
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Der Druck auf die Schleifwalzen 6, ab welchem die Kippbewegung 45 der Schleifwalzen 6 erfolgt, kann über eine Feder 34 eingestellt werden. Die Feder 34 beaufschlagt die Aufhängung 32 in die Grundstellung der Schleifvorrichtung (4 und 5a). Bei der Zustellbewegung des Keramikartikels 10 in Richtung der Schleifwalzen 6 wirkt die Feder 34 als Druckfeder der Bewegung des Linearantriebs 25 entgegen. Dadurch werden einerseits bei dem Schleifvorgang die Schleifwalzen 6 mit Druck an den Keramikartikel 10 angelegt und andererseits die Schleifwalzen 6 in die Grundstellung zurückgestellt, wenn der Keramikartikel 10 durch den Linearantrieb 25 nach oben zurückgefahren wird. Es sind auch Ausführungen möglich, in denen anstatt einer Feder 34 ein pneumatischer Zylinder, ein Gewicht oder eine Schleifdruckeinheit angeordnet ist.
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Die Kippbewegung der Schleifwalzen 6 bewirkt, dass der Fuß des Keramikartikels 10 kontinuierlich bis zu einem voreingestellten Winkel mit konstantem Druck auch an der Außenseite des Fußes durch die Schleifwalzen 6 abgeschliffen wird. Der voreingestellte Winkel hängt dabei von der programmierbaren Zustelltiefe h des Keramikartikels 10 ab (siehe 5a bis 5c) und wird durch die Steuereinrichtung 27 gesteuert. Der Druck der Schleifwalzen 6 auf den Fuß des Keramikartikels 10 bewirkt zusätzlich ein leichtes Eindrücken der Schleifwalzen 6, wodurch sich das Schleifband während des Schleifvorgangs um den Fuß des Keramikartikels legt.
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In der in 5c dargestellten Endstellung hat der Keramikartikel 10 seine programmierte maximale Zustelltiefe h erreicht. Die Zustelltiefe h kann über Sensoren, die in den Figuren nicht gezeigt sind, ermittelt werden. Dabei wird der Außenrand des Fußes des Keramikartikels 10 unter einen Winkel bis ca. 7° geschliffen (siehe 5c). Anschließend wird der Keramikartikel 10 durch den Linearantrieb 25 durch eine Hubbewegung in die Grundstellung zurückgefahren. Dabei wird der Fuß des Keramikartikels 10 bei der Hubbewegung bis zur Berührungsstellung weiter geschliffen, bis der Keramikartikel 10 außer Eingriff der Schleifwalzen 6 gebracht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schleifvorrichtung, Keramikschleifmaschine
- 10
- Keramikartikel
- 2
- Zustelleinrichtung
- 21
- Saugkopf
- 22
- Hohlwelle
- 23
- Vakuumanschluss
- 24
- Drehantrieb
- 25
- Linearantrieb
- 26
- Basisplatte
- 27
- Steuereinrichtung
- 28
- Speicher
- 3
- Schleifeinheit
- 32
- Aufhängung
- 33
- Antriebseinrichtung
- 34
- Feder
- 35
- Anschlag
- 40
- erste Rotationsbewegungsrichtung
- 41
- vertikale Achse
- 42
- Höhenbewegungsrichtung des Saugkopfes
- 43
- zweite Rotationsbewegungsrichtung
- 44
- Rotationsachse
- 45
- Kippbewegung
- 46
- Kippachse
- h
- Zustelltiefe
- 6
- Schleifwalze
- 61
- Achse
- 62
- Spannmittel
- 621
- erste Schraubverbindung
- 622
- zweite Schraubverbindung
- 623
- dritte Schraubverbindung
- 624
- vierte Schraubverbindung
- 63
- Schleifwalzenkörper
- 631
- Mitnehmer
- 632
- Ausnehmung
- 64
- Zylindermantelfläche
- 65
- elastische Schleifbandauflage
- 651
- erster Abschnitt der elastischen Schleifbandauflage
- 652
- zweiter Abschnitt der elastischen Schleifbandauflage
- 661
- erste Gleitfläche
- 662
- zweite Gleitfläche
- 671
- erste Gleitfläche
- 672
- zweite Gleitfläche
- 681
- V-förmiger Keil
- 682
- V-förmiger Keil
- 691
- erstes Lagerelement
- 692
- zweites Lagerelement
- 711
- erstes Schleifsegment
- 712
- zweites Schleifsegment
- 713
- drittes Schleifsegment
- 714
- viertes Schleifsegment
- 715
- fünftes Schleifsegment
- 721
- erste Segmentscheibe
- 722
- zweite Segmentscheibe
- 73
- Segmenthalter
- 741
- erste Druckfläche
- 742
- zweite Druckfläche
- 751
- erste Druckfläche
- 752
- zweite Druckfläche
- 761
- V-förmige Nut
- 762
- V-förmige Nut
- 8
- Schleifband
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0988928 B1 [0002]
- DE 19708444 C1 [0003]
