DE3642086A1

DE3642086A1 - Grinding device

Info

Publication number: DE3642086A1
Application number: DE19863642086
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing Przyklenk
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1988-06-23

Abstract

A vibratory grinding device is constructed in such a way that two reels are arranged above the plate whose vibration is transmitted to the abrasive-medium carrier and effects the mechanical working of a workpiece. The abrasive-medium carrier is present in roll form and is mounted on one of the reels. From there, the abrasive band, lying on the outside of the plate, is guided to the second reel. A rotary drive device for this second reel causes the abrasive band to be transported successively from the first reel to the second, so that new, unused areas of the abrasive-medium carrier always come into engagement with the workpiece. A changeover device enables a reversal of movement when the end of the band is reached.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken mittels Schleifen, bei der ein flächiger Schleifmittelträger an einer angenähert rechteckigen Platte anliegend gehaltert ist, welche gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück in eine schwingende Bewegung versetzt wird.The invention relates to a device for mechanical Processing of workpieces by means of grinding, at a flat abrasive carrier approximated to one rectangular plate is attached, which compared to the workpiece to be machined swinging movement is offset.

Vorrichtungen dieser Art, im allgemeinen als Schwing schleifer bezeichnet, werden in vielfältigen Formen bei der Oberflächenbearbeitung von Werkstücken eingesetzt. Neben einer Verwendung als Handgeräte befinden sich derartige Geräte in zunehmendem Maße auch in automati sierten Anlagen, beispielsweise bei Industrierobotern oder in Bearbeitungszentren. Insbesondere bei diesen letztgenannten Anwendungsfällen stellt die vergleich weise kurze Standzeit der Schleifmittel insofern ein Problem dar, als das dadurch erforderlich werdende häufige Auswechseln des Schleifmittelträgers zu hohen Ausfall- und Rüstzeiten führt.Devices of this type, generally as vibrators called grinders are used in various forms surface machining of workpieces. In addition to being used as handheld devices such devices to an increasing extent in automati systems, for example in industrial robots or in machining centers. Especially with these the latter use cases are compared in this respect indicate a short service life of the abrasives Problem than what is required as a result frequent replacement of the abrasive backing too high Downtime and set-up times result.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die wegen etwaig erforderlich werdenden Erneuerung des Schleif mittels auftretenden Ausfallzeiten auf ein Minimum reduziert werden.The object of the invention is therefore a device of type mentioned so that the because any necessary renewal of the grinding downtime to a minimum be reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schleifmittelträger bandartig über die dem zu bearbeitenden Werkstück zugewandte Außenfläche der Platte geführt und beidseitig der Platte zwischen zugeordneten Spulen verschiebbar gehaltert ist, wobei die Drehachsen der Spulen etwa parallel zueinander sowie zu den Außenkanten der Platte verlaufen und der band artige Schleifmittelträger auf jeweils einer Spule als Vorrat und über die zweite Spule mittel einer Dreh antriebsvorrichtung aufwickelbar ist.This object is achieved in that the abrasive backing band-like over that to machining workpiece facing outer surface of the Plate guided and on both sides of the plate between associated coils is slidably supported, wherein the axes of rotation of the coils approximately parallel to each other as well run to the outer edges of the plate and the band like abrasive carrier on a spool each Stock and over the second spool by means of a turn drive device can be wound.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung, die vor allem eine möglichst auto matengerechte Gestaltung zum Ziel haben, sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.Advantageous further developments of the invention Grinding device, which is above all an auto The goal is to ensure that the design is appropriate to the size Characteristics of the subclaims marked.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:In the following the invention with reference to the drawing are explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung und Fig. 1 shows an embodiment of the grinding device according to the invention and

Fig. 2 und 3 jeweils verschiedene Details der Anordnung gemäß Fig. 1 in schematischer Darstellung. Fig. 2 and 3 are various details of the arrangement of FIG. 1 in a schematic representation.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung handelt es sich um eine Schwingschleifvorrichtung, die über einen Druckluftmotor 1 angetrieben wird, wobei die Druckluft über eine Druckleitung 2 von außen zugeführt wird. Ein elektrischer Antrieb ist gleichermaßen möglich. Der mit einem Schalldämpfer 3 versehene Motor wirkt auf einen Exzenter 4, der mit einer Schwungmasse 5 wechselweise zwei Gummiblöcke 6 und 7 beaufschlagt, wodurch eine an den Gummiblöcken gehalterte Filzplatte 8 in Vibration versetzt wird. Bei dieser Bauart ergeben sich Linear schwingungen. Die hier geschilderte Anordnung ist gleichermaßen für kreisförmig schwingende Geräte einsetzbar. Die Vibrationen werden auf einen Schleif mittelträger 9 übertragen, der auf der Außenseite der Filzplatte 8, an dieser anliegend, gehaltert wird und der die Oberflächenbearbeitung eines hier nicht darge stellten Werkstücks bewirkt.The arrangement shown in FIG. 1 is an orbital grinding device which is driven by a compressed air motor 1 , the compressed air being supplied from the outside via a pressure line 2 . An electric drive is equally possible. The motor provided with a muffler 3 acts on an eccentric 4 , which acts alternately on two rubber blocks 6 and 7 with a flywheel 5 , whereby a felt plate 8 held on the rubber blocks is set in vibration. This type of construction produces linear vibrations. The arrangement described here can equally be used for circularly oscillating devices. The vibrations are transmitted to an abrasive medium carrier 9 , which is held on the outside of the felt plate 8 , adjacent to this, and which causes the surface treatment of a workpiece, not shown here.

Wie aus der Figur ersichtlich, weist der Schleifmittel träger 9 die Form einer Schleifbandrolle auf, die auf einer ersten Spule 10 gehaltert ist. Das Schleifband 9 ist über zwei Umlenkrollen 11 und 12 zu einer zweiten Spule 13 geführt und an dieser fixiert. Die beiden Umlenkrollen 11 und 12 sind gegenüber dem Niveau der Filzplatte 8 etwas zurückversetzt angeordnet, so daß das Schleifband 9 fest an letzterer anliegt. Die Drehachsen 14 bzw. 15 der beiden Spulen 10 und 13 sind dabei in etwa parallel zu den Außenkanten der Platte 8 verlaufend an einem Rahmen 16 gehaltert. Sie sind als Steckachsen ausgebildet und jeweils mit einem Splint 17 gesichert, wobei sie in ihrer Position ferner durch eine Scheibe 18 sowie eine Feder 19 fixiert werden. As can be seen from the figure, the abrasive carrier 9 has the shape of an abrasive belt roll which is held on a first spool 10 . The grinding belt 9 is guided via two deflection rollers 11 and 12 to a second spool 13 and fixed thereon. The two deflecting rollers 11 and 12 are arranged somewhat set back relative to the level of the felt plate 8 , so that the grinding belt 9 lies tightly against the latter. The axes of rotation 14 and 15 of the two coils 10 and 13 are held on a frame 16 running approximately parallel to the outer edges of the plate 8 . They are designed as thru axles and each secured with a split pin 17 , and their position is further fixed by a washer 18 and a spring 19 .

Die beiden Spulen 10 und 13 sind jeweils mit einer Drehantriebsvorrichtung ausgestattet, durch die sie diskontinuierlich angetrieben werden können. Jede dieser Drehantriebsvorrichtungen besteht aus einem Druckluft zylinder 20 bzw. 21, dessen Kolben 22 an seinem äußeren Ende eine Federzunge 23 trägt. Anzumerken ist, daß sich der Druckluftzylinder 21 bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung auf der Rückseite des Rahmens 16 befindet und durch diesen weitgehend verdeckt wird, so daß er in dieser Figur praktisch nicht zu erkennen ist. Sein Aufbau entspricht aber vollständig demjenigen des Druck luftzylinders 20, der überdies in Fig. 2 im Detail dargestellt ist.The two coils 10 and 13 are each equipped with a rotary drive device through which they can be driven discontinuously. Each of these rotary drive devices consists of a compressed air cylinder 20 and 21 , the piston 22 carries at its outer end a spring tongue 23 . It should be noted that the compressed air cylinder 21 in the arrangement shown in FIG. 1 is located on the back of the frame 16 and is largely covered by it, so that it is practically not recognizable in this figure. However, its structure corresponds completely to that of the compressed air cylinder 20 , which is also shown in detail in FIG. 2.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, wirkt der Druckluftzylinder 20 über die Federzunge 23 auf ein Zahnrad 24, das auf der Drehachse 15 der Spule 13 angeordnet und fest mit dieser verbunden ist. Die Federzunge 23 greift dabei in die einseitig abgeschrägte Außenverzahnung des Zahnrades 24 und überträgt die Hubbewegung des Druckluftzylinders 20 auf dieses Zahn rad, wodurch diese in eine Drehbewegung umgewandelt wird. Beim Zurückziehen des Kolbens 22 gleitet die Federzunge 23 über den abgeschrägten Bereich des nach folgenden Zahnes, während das Zahnrad 24 zugleich durch eine Verdrehsicherung 25 gegen ein Zurückdrehen ge sichert ist.As can be seen in particular from FIG. 2, the compressed air cylinder 20 acts via the spring tongue 23 on a gearwheel 24 which is arranged on the axis of rotation 15 of the coil 13 and is firmly connected to the latter. The spring tongue 23 engages in the beveled external toothing of the gear wheel 24 and transmits the lifting movement of the compressed air cylinder 20 to this tooth wheel, whereby this is converted into a rotary movement. When retracting the piston 22 , the spring tongue 23 slides over the beveled area of the following tooth, while the gear 24 is at the same time secured against turning back by an anti-rotation device 25 .

Auf die gleiche Weise wirkt der Druckluftzylinder 21 über ein Zahnrad 26 auf die Spule 10. Auch hier bewirkt eine Verdrehsicherung 27, daß ein Zurückdrehen ausge schlossen ist. In the same way, the compressed air cylinder 21 acts on the spool 10 via a gear 26 . Again, an anti-rotation device 27 causes a turning back is excluded.

Wie weiterhin aus Fig. 1 versichtlich ist, ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Abstandssensor 28 versehen, der im Fall des hier beschriebenen Aus führungsbeispiels der Erfindung ebenfalls mit Druckluft betrieben wird und der unterhalb der Spule 10 in der Nähe des Schleifbandes 9 angeordnet ist. Diese Anordnung ist im Detail in Fig. 3 nochmals dargestellt, um insbesondere ihre Wirkungsweise zu verdeutlichen.As further fident of FIG. 1, the device is provided according to the invention with a distance sensor 28, which in the case of From the invention described herein guide example is also operated with compressed air and which is arranged below the coil 10 in the vicinity of the sanding belt 9 . This arrangement is shown again in detail in FIG. 3, in particular to clarify its mode of operation.

Bei der vorangehend beschriebenen Schleifvorrichtung gemäß der Erfindung wird das Schleifpapier 9, das als Schleifbandrolle zunächst auf der Spule 10 aufgewickelt ist, vom Druckluftzylinder 20, der die Spule 13 an treibt, getaktet über die Platte 8 gezogen und dabei von der Spule 10 auf die Spule 13 transportiert. Der zweite Druckluftzylinder 21 befindet sich während dieser Zeit außer Eingriff mit der Spule 10. Bei Erreichen des Bandendes bewirkt der Abstandssensor 28 über ein in der Figur nicht dargestelltes 2/2-Wegeventil eine Umschal tung der Drehrichtung, indem nunmehr der Kolben 22 des Druckluftzylinders 20 vollständig eingefahren wird, so daß die Federzunge 23 außer Eingriff mit dem Zahnrad 24 kommt und stattdessen der entsprechende Kolben des Druckluftzylinders 21 ausgefahren wird. Über das Zahnrad 26 wird jetzt die Spule 10, in diesem Fall entgegen der in Fig. 1 durch Pfeile angedeuteten Drehrichtung, angetrieben, so daß das Schleifband 9 erneut auf diese Spule aufgewickelt wird. Das 2/2-Wegeventil dient dabei zugleich als einstellbare Kontrolle für die Hubzahl der Druckluftzylinder 20 und 21.In the above-described grinding device according to the invention, the sanding paper 9 , which is initially wound on the reel 10 as an abrasive belt roll, is clocked by the compressed air cylinder 20 , which drives the reel 13 , pulled over the plate 8 and thereby from the reel 10 onto the reel 13 transported. The second air cylinder 21 is out of engagement with the coil 10 during this time. When the end of the band is reached, the distance sensor 28 effects a switching of the direction of rotation by means of a 2/2-way valve (not shown in the figure), in that the piston 22 of the compressed air cylinder 20 is completely retracted so that the spring tongue 23 disengages from the gear 24 and instead the corresponding piston of the compressed air cylinder 21 is extended. The spool 10 is now driven via the toothed wheel 26 , in this case contrary to the direction of rotation indicated by arrows in FIG. 1, so that the grinding belt 9 is wound up again on this spool. The 2/2-way valve also serves as an adjustable control for the number of strokes of the compressed air cylinders 20 and 21 .

Die Erkennung des Bandendes durch den Abstandssensor 28, die der Umkehr der Drehrichtung vorausgeht, ist in Fig. 3 näher erläutert. Sie beruht im Fall des hier darge stellten Ausführungsbeispiels der Erfindung auf der Tatsache, daß bei der Abwicklung des Schleifbandvorrates von der Spule 10 sich der Winkel, den das Schleifband 9 gegenüber der Spule 10 annimmt, nur sehr langsam ändert entsprechend dem sich allmählich verringernden Durch messer der Schleifbandrolle. Dementsprechend verringert sich auch der Abstand des Schleifbandes 9 zum Sensor 28 nur geringfügig. Erst die letzte Vierteldrehung der Spule 10 führt dazu, daß das an dieser fixierte Schleifpapier nunmehr praktisch die Verbindungslinie zwischen der Umlenkrolle 11 und der Drehachse 14 der Spule 10, deren Durchmesser in der Figur gestrichelt angedeutet ist, bildet. Dadurch wird es sehr rasch an den Abstandssensor 28 herangeführt und dieser leitet die Umkehrung der Drehrichtung ein.The detection of the tape end by the distance sensor 28 , which precedes the reversal of the direction of rotation, is explained in more detail in FIG. 3. In the case of the embodiment of the invention presented here, it is based on the fact that, when the abrasive belt supply is being processed by the spool 10 , the angle which the abrasive belt 9 assumes relative to the spool 10 changes only very slowly in accordance with the gradually decreasing diameter the sanding belt roll. Accordingly, the distance between the grinding belt 9 and the sensor 28 also decreases only slightly. Only the last quarter turn of the spool 10 leads to the fact that the abrasive paper fixed to this now practically forms the connecting line between the deflection roller 11 and the axis of rotation 14 of the spool 10 , the diameter of which is indicated by dashed lines in the figure. As a result, it is brought very quickly to the distance sensor 28 and this initiates the reversal of the direction of rotation.

Selbstverständlich kann diese Bewegungsumkehr auch auf eine andere Weise, beispielsweise durch eine Abtast vorrichtung sowie eine Kodierung des Bandendes durch eine entsprechende Lochung, erfolgen. In jedem Fall wird durch diese Bewegungsumkehr bei Erreichen des Bandendes erreicht, daß auch in Fällen, in denen das Band nicht sofort durch ein neues ersetzt wird, nicht ständig die gleiche Stelle des Schleifbandes beaufschlagt wird. Indem der Abstandssensor darüber hinaus mit einer optischen oder akustischen Anzeigevorrichtung gekoppelt wird, kann zugleich durch ein entsprechendes Signal auf das Erreichen des Bandendes hingewiesen werden.Of course, this reversal of movement can also occur another way, for example by a scan device and a coding of the tape end a corresponding perforation. In any case through this reversal of movement when the end of the belt is reached achieved that even in cases where the tape is not is immediately replaced by a new one, not always the same point of the sanding belt is applied. By also using a distance sensor optical or acoustic display device coupled can, at the same time, by a corresponding signal when the end of the tape is reached.

Dadurch, daß die Hubzahl der Druckluftzylinder 20 und 21 variabel einstellbar ist, kann die Vorschubgeschwindig keit des Schleifbandes 9 über einen weiten Bereich variiert werden. Characterized in that the number of strokes of the compressed air cylinders 20 and 21 is variably adjustable, the feed speed of the grinding belt 9 can be varied over a wide range.

Neben der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung als druckluft betriebenes Gerät ist es selbstverständlich auch möglich, einen elektrischen Antrieb vorzusehen, wobei die Druckluftzylinder ebenfalls durch entsprechende elektrische Drehantriebsvorrichtungen und zugehörige Schaltelemente zu ersetzen sind.In addition to the embodiment of the grinding device according to the invention as compressed air it is of course also a powered device possible to provide an electric drive, wherein the compressed air cylinder also by appropriate rotary electric drive devices and associated Switching elements are to be replaced.

Claims

1. Device for mechanical processing of work pieces by means of grinding, in which a flat abrasive carrier is held against an approximately rectangular plate, which is moved relative to the workpiece to be machined in a vibrating motion, characterized in that the abrasive carrier ( 9 ) is band-like Is guided over the outer surface of the plate ( 8 ) facing the workpiece and is slidably supported on both sides of the plate ( 8 ) between associated coils ( 10 , 13 ), the axes of rotation ( 14 , 15 ) of the coils ( 10 , 13 ) being approximately parallel run to each other and to the outer edges of the plate ( 8 ) and the band-like abrasive carrier ( 9 ) can be wound onto a spool ( 10 ) as a supply and via the second spool ( 13 ) by means of a rotary drive device ( 20 , 22 , 23 , 24 ) .

2. Device according to claim 1, characterized in that the rotary drive device ( 20 , 22 , 23 , 24 ) can be acted upon by the drive medium for the plate ( 8 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the rotary drive device ( 20 , 22 , 23 , 24 ) can be controlled automatically.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first coil ( 10 ) is provided with a similar rotary drive device ( 21 , 26 ), the direction of rotation opposite to that of the rotary drive device ( 20 , 22 , 23 , 24 ) for is the second coil ( 13 ).

5. The device according to claim 4, characterized in that control means ( 28 ) are provided, each of which only act on one of the rotary drive devices for the coils ( 10 , 13 ) with the drive medium.

6. The device according to claim 5, characterized in that the control means comprise a proximity sensor ( 28 ) arranged in the vicinity of the grinding belt ( 9 ).

7. Device according to one of claims 1 to 6, in which compressed air is provided as the drive medium, characterized in that the rotary drive device ( 20-26 ) each comprises a compressed air cylinder ( 20 , 21 ), the piston ( 22 ) of which is fixed on the axis of rotation ( 14 , 15 ) of the coil ( 10 , 13 ) connected gear ( 24 , 26 ) is applied.

8. Device according to claims 6 and 7, characterized in that the distance sensor ( 28 ) is designed as a compressed air sensor.

9. The device according to claim 5 or 6 and claim 7 or 8, characterized in that the control means include a 2/2-way valve.

10. The device according to claim 6 and one of claims 7 to 9, characterized in that the distance sensor ( 28 ) is connected to a device for generating an optical and / or acoustic signal.

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the coils ( 10 , 13 ) are provided with quick-change devices ( 16-19 ).