DE4209273C2 - Grinding head for stone processing - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schleifkopf zur Steinbearbeitung, insbesondere für kontinuierlich arbeitende Schleifmaschinen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a grinding head for stone processing, especially for continuously working grinding machines, according to the preamble of claim 1.
Zur Bearbeitung von Steinen werden kontinuierlich arbeitende Schleifmaschinen eingesetzt, die mehrere Schleifköpfe haben. Die Schleifmaschinen haben ein Bett, auf dem ein Transportband läuft, welches das zu bearbeitende Steinmaterial trägt. Dieses wird kontinuierlich den Schleifköpfen zugeführt, die über einen Träger am Bett angebracht sind (vgl. Prospekt "Levibreton" der Fa. Breton S. p. A., 2. Auflage, 9/81).To work stones are continuously working Grinding machines are used that have multiple grinding heads. The Grinders have a bed on which a conveyor belt runs, which carries the stone material to be processed. This is continuously fed to the grinding heads, which have a Carriers are attached to the bed (see "Levibreton" brochure of Breton S. p. A., 2nd edition, 9/81).
Die bekannten Schleifköpfe bestehen, ähnlich wie bei der Steinbearbeitungsmaschine gemäß EP 00 46 604 B1, im wesentlichen aus einem festen Flansch, der an einem Träger fest angebracht ist, welcher auf dem Bett der Schleifmaschine verschiebbar ist. Eine rotierende Spindel mit vertikaler Achse dreht über ein Getriebe die Schleifkörper, welche an ihrer Außenfläche abrasives Mate rial tragen.The known grinding heads exist, similar to the Stone processing machine according to EP 00 46 604 B1, essentially a fixed flange that is firmly attached to a support, which can be moved on the bed of the grinding machine. A rotating spindle with vertical axis rotates via a gear the grinding wheels, which have abrasive mate on their outer surface rial wear.
Bekanntlich hat das zu schleifende Material nur in den seltensten Fällen eine genaue horizontale Oberfläche, so daß alle Schleifköpfe bekannter Bauart während der Bearbeitung Schlägen und Schwingungen unterworfen sind, hervorgerufen durch das Anstoßen der Schleifkörper an den Unregelmäßigkeiten der zu bearbeitenden Oberfläche. Diese Schläge und Schwingungen entstehen nicht nur dann, wenn die Spindel mit den Schleifkörpern starr verbunden ist, sondern vor allem dann, wenn diese Verbindung durch die Zwischenschaltung elastischer Elemente gedämpft ist. Gerade durch diese Dämpfungen werden die Schwingungen erhöht, so daß nicht selten die gerade bearbeitete Steinplatte zerstört wird.As is well known, the material to be sanded only in the rarely an accurate horizontal surface, so that all grinding heads of known design during processing Shocks and vibrations are caused by the abrasion of the abrasives on the irregularities of the machining surface. These blows and vibrations not only arise when the spindle with the Grinding wheels is rigidly connected, but especially when this connection through the interposition of elastic Elements is damped. It is precisely through this damping that Vibrations increased, so that not infrequently the one being machined Stone slab is destroyed.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Schleifköpfe ist darin zu sehen, daß der vertikale Arbeitsdruck nicht gleichmäßig auf die gesamte zu schleifende Oberfläche übertragen wird. Schließlich ist es sehr ungünstig, daß sich die Schleifwerkzeuge nicht genau an die zu bearbeitende Oberfläche anlegen, wenn diese erhebliche Unregelmäßigkeiten aufweist.Another disadvantage of the known grinding heads is too see that the vertical working pressure is not even on the entire surface to be ground is transferred. Finally it is very inconvenient that the grinding tools are not precise Apply to the surface to be machined if it is significant Irregularities.
Aus der GB 497 412 ist eine Maschine zum Polieren von Flach glas bekannt, bei der ebenfalls, ähnlich wie bei dem Schleifkopf zur Steinbearbeitung gemäß EP-00 46 604 B1, eine zentrale Spindel ein Gehäuse in Drehung versetzt, in welchem radial angeordnete Schleifwalzen gelagert sind, die gegenläufig zur Spindeldreh richtung in Rotation versetzt werden. Der Drehantrieb für die Schleifwalzen ist dabei über ein Kegelzahnradgetriebe von der Rotation der Spindel abgeleitet.GB 497 412 is a machine for polishing flat known glass, also similar to the grinding head for stone processing according to EP-00 46 604 B1, a central spindle a housing rotated, in which radially arranged Grinding rollers are mounted that run counter to the spindle rotation direction in rotation. The rotary drive for the Grinding rollers is from the bevel gear Rotation of the spindle derived.
In der US 907 058 ist ein Reinigungsgerät für Fußböden be schrieben und dargestellt, bei dem zwei in einem rotierenden Ge häuse radial angeordnete Polierwalzen über ein Kegelradgetriebe entgegengesetzt zur Drehrichtung des Gehäuses angetrieben wer den.In US 907 058 a cleaning device for floors is be wrote and presented, in which two in a rotating Ge Radially arranged polishing rollers via a bevel gear opposite to the direction of rotation of the housing the.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schleifkopf zur Verfügung zu stellen, der während der Schleifoperation keinen Schwingungen oder Schlägen unterworfen ist, die das zu bear beitende Material zerstören können. Dabei soll der Druck auf die zu schleifende Oberfläche möglichst gleichmäßig verteilt werden können, so daß die zylindrische Schleifoberfläche der Schleif elemente gleichmäßig abgenutzt wird.The invention has for its object to provide a grinding head To be made available during the grinding operation It is subject to vibrations or impacts that cause it to bear can destroy processing material. The pressure on the The surface to be sanded should be distributed as evenly as possible can, so that the cylindrical grinding surface of the grinding elements is worn evenly.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen Schleifkopf gelöst, der die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale aufweist. Ein solcher Schleifkopf hat eine sehr sichere Funktion, da während der Bearbeitung Schwingungen nahezu aus geschaltet werden, die das zu schleifende Material zerstören könnten. Durch den Wegfall der Schwingungen können sehr genaue Oberflächen geschliffen werden, so daß das Endprodukt eine sehr hohe Qualität aufweist.According to the invention, this object is achieved by a grinding head solved the listed in the characterizing part of claim 1 Features. Such a grinding head has a very safe one Function, as vibrations are almost eliminated during processing be switched, which destroy the material to be ground could. By eliminating the vibrations can be very accurate Surfaces are sanded so that the end product is a very high quality.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen. Die Erfindung ist nachstehend an einem Aus führungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:Advantageous developments of the invention result from the Claims. The invention is at an end below example explained that shown in the drawing is. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schleifkopf gemäß der Erfindung und Fig. 1 shows a longitudinal section through a grinding head according to the invention and
Fig. 2 eine Unteransicht des Schleifkopfes der Fig. 1. FIG. 2 is a bottom view of the grinding head of FIG. 1.
Aus Fig. 1 ergibt sich, daß der Schleifkopf 1 einen festen Flansch 2 aufweist, der an einem Verbindungselement 3 angebracht ist, welches mit dem nicht gezeigten Gestell der Schleifmaschine verbunden ist. Der Flansch 2 hat in seiner Mitte eine durchgehende Bohrung, in der über Lager 4 das obere Ende 5 einer rotierenden Spindel 6 mit vertikaler Achse 7 gelagert ist. Am unteren Ende 8 der Spindel 6 ist über eine Zahnkupplung 9 ein Flansch 10 angebracht, der über Schrauben 11 die vertikale Spindel 6 mit einer Bodenwand 51 eines Gehäuses 12 verbindet. Das Gehäuse 12 dreht sich dadurch mit der vertikalen Spindel 6, wenn diese durch die nicht gezeigt Welle der Schleifmaschine angetrieben wird; diese Welle ist mit einem Kopfflansch 70 der Spindel 6 verbunden.From Fig. 1 it follows that the grinding head 1 has a fixed flange 2 which is attached to a connecting element 3 which is connected to the frame of the grinding machine, not shown. The flange 2 has a through bore in its center, in which the upper end 5 of a rotating spindle 6 with a vertical axis 7 is supported via bearings 4 . At the lower end 8 of the spindle 6 , a flange 10 is attached via a tooth coupling 9 , which connects the vertical spindle 6 to a bottom wall 51 of a housing 12 via screws 11 . The housing 12 thereby rotates with the vertical spindle 6 when it is driven by the shaft of the grinding machine, not shown; this shaft is connected to a head flange 70 of the spindle 6 .
Zwischen dem unteren Ende 8 der Spindel 6 und der Bodenwand 51 des Gehäuses 12 befindet sich ein Kugelgelenk 52, das aus einer Nutmutter 72 besteht, die auf das untere Ende der Spindel 6 aufgeschraubt ist. An der Nutmutter 72 liegt die Bodenwand 51 des Gehäuses 12 an, und zwar über eine Kugelfläche 53 mit dem Radius 54. Aufgrund dieser Kugelfläche 53, die an der Nutmutter 72 und der Bodenwand 51 ausgebildet ist, ermöglicht das Kugelgelenk 52 dem Gehäuse 12, kleine Schwenkbewegungen um das Zentrum 55 auszuführen, das durch den Schnittpunkt des Radius 54 mit der Achse 7 der Spindel 6 definiert ist.Between the lower end 8 of the spindle 6 and the bottom wall 51 of the housing 12 there is a ball joint 52 which consists of a lock nut 72 which is screwed onto the lower end of the spindle 6 . The bottom wall 51 of the housing 12 abuts the lock nut 72 , specifically via a spherical surface 53 with the radius 54 . Due to this spherical surface 53 , which is formed on the lock nut 72 and the bottom wall 51 , the ball joint 52 enables the housing 12 to carry out small pivoting movements around the center 55 , which is defined by the point of intersection of the radius 54 with the axis 7 of the spindle 6 .
Das Gehäuse 12 ist oben als becherförmiger Teil 13 ausgebildet, der in einen in den Flansch 2 eingearbeiteten Ringraum 14 eingreift. Zur Abdichtung ist eine Doppellippendichtung 15 vorgesehen, die den becherförmigen Teil 13 des Gehäuses 12 gegenüber dem Flansch 2 während der Rotation abdichtet, wobei die beiden Lippen der Dichtung 15 an einem Ring 71 anliegen, der aus gehärtetem, reibungsarmem Material besteht und am Flansch 2 befestigt ist.The housing 12 is formed at the top as a cup-shaped part 13 which engages in an annular space 14 machined into the flange 2 . For sealing, a double lip seal 15 is provided, which seals the cup-shaped part 13 of the housing 12 with respect to the flange 2 during rotation, the two lips of the seal 15 abutting a ring 71 which is made of hardened, low-friction material and fastened to the flange 2 is.
Fig. 2 zeigt, daß das rotierende Gehäuse 12 eine Reihe sternförmig abstehender Rohransätze 16 hat, im dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt sechs Rohransätze. In jedem Rohransatz 16 ist über Lager 19 eine Welle 17 mit horizontaler Achse 18 gelagert. Das aus jedem Rohransatz 16 radial hervor stehende Ende der Welle 17 ist über eine konische Kupplung 21 und Schrauben 20 mit einer rohrförmigen Büchse 22 verbunden. Die Außenseite jeder Büchse 22 trägt eine Schleifschicht 23. Fig. 2 shows that the rotating housing 12 has a number of protruding tubular lugs 16 , in the illustrated embodiment, a total of six pipe lugs. In each pipe socket 16 , a shaft 17 with a horizontal axis 18 is mounted via bearings 19 . The radially protruding end of the shaft 17 from each tube extension 16 is connected to a tubular sleeve 22 via a conical coupling 21 and screws 20 . The outside of each sleeve 22 carries an abrasive layer 23 .
Zur Durchführung der Schleifarbeiten müssen sowohl das Gehäuse 12 als auch die rohrförmigen Büchsen 22, die die Schleif schichten 23 tragen, um ihre Achsen gedreht werden. Zu diesem Zweck hat die vertikale Spindel 6 ein Stirnzahnrad 30, das mittels einer Paßfeder 31 befestigt ist und mit der Innen verzahnung eines Ringes 32 kämmt. Der Ring 32 ist über Lager 33 in dem Flansch 2 drehbar gelagert und bezüglich der vertikalen Achse 7 der Spindel 6 um die Exzentrizität 134 versetzt. Die Innenverzahnung des Ringes 32 kämmt mit einem weiteren Stirnrad 34, das über Lager 35 frei drehbar auf der Spindel 6 gelagert ist. Die Zähnezahl des Stirnrades 34 ist von der Zähnezahl der Innenverzahnung des Ringes 32 verschieden, so daß das Stirnrad 34 eine andere Drehzahl als der Ring 32 hat. Die Drehbewegung des Stirnrades 34 wird über Stifte 38 auf ein Kegelzahnrad 36 übertragen. Das Kegelzahnrad 36 ist über ein Nadellager 37 koaxial auf der Spindel 6 gelagert. Die Verbindung des Stirn rades 34 mit dem Kegelrad 36 über die Stifte 28 erfolgt im Bereich jeweils einer Ringkammer 39, die an dem Stirnrad 34 angebracht ist. Der Stift 38 greift unter Zwischenschaltung eines gummielastischen Ringes 40 in die zugehörige Ringkammer 39 ein, wobei der Ring 40 die Aufgabe einer elastischen Kupplung übernimmt. Mit dem Kegelrad 36 kämmen konische Ritzel 41, die auf die nicht nach außen gerichteten Enden der horizontalen Welle 17 aufgezogen sind.To carry out the grinding work, both the housing 12 and the tubular bushings 22 , which support the grinding layers 23 , must be rotated about their axes. For this purpose, the vertical spindle 6 has a spur gear 30 which is fixed by means of a feather key 31 and meshes with the internal toothing of a ring 32 . The ring 32 is rotatably supported in the flange 2 via bearings 33 and is offset by the eccentricity 134 with respect to the vertical axis 7 of the spindle 6 . The internal toothing of the ring 32 meshes with a further spur gear 34 which is mounted on the spindle 6 in a freely rotatable manner via bearings 35 . The number of teeth of the spur gear 34 is different from the number of teeth of the internal toothing of the ring 32 , so that the spur gear 34 has a different speed than the ring 32 . The rotational movement of the spur gear 34 is transmitted to a bevel gear 36 via pins 38 . The bevel gear 36 is mounted coaxially on the spindle 6 via a needle bearing 37 . The connection of the spur gear 34 with the bevel gear 36 via the pins 28 takes place in the area of an annular chamber 39 which is attached to the spur gear 34 . The pin 38 engages with the interposition of a rubber-elastic ring 40 in the associated annular chamber 39 , the ring 40 taking over the task of an elastic coupling. With the bevel gear 36 mesh conical pinions 41 which are mounted on the non-outward ends of the horizontal shaft 17 .
Wenn die Spindel 6 über das erläuterte Getriebe in Drehung versetzt wird, drehen sich sowohl das Gehäuse 12 um seine ver tikale Achse 7 als auch alle rohrförmigen Büchsen 22 um ihre horizontalen Achsen 18. Auf diese Weise wird die zu bearbeitende Oberfläche 50 durch die beiden überlagerten Bewegungen ge schliffen.When the spindle 6 is set in rotation via the gearbox explained, both the housing 12 rotate about its vertical axis 7 and all the tubular bushings 22 about their horizontal axes 18th In this way, the surface 50 to be machined is ground by the two superimposed movements.
Wenn die Schleifschicht 23 der Büchsen 22 auf Unregelmäßigkeiten der zu bearbeitenden Oberfläche 50 trifft, erfahren die hori zontalen Wellen 17 eine Biegebeanspruchung, die auf das Kugel gelenk 52 übertragen wird, da die Wellen 17 starr in den Rohr ansätzen 16 gelagert sind, welche Teil des Gehäuses 12 sind, dessen Bodenwand 51 Teil des Kugelgelenkes 52 ist. Daraus folgt, daß jede Belastung irgendeiner der horizontalen Wellen 17 eine Schwenkbewegung des rotierenden Gehäuses 12 um das Zentrum 55 verursacht.When the abrasive layer 23 of the bushes 22 encounters irregularities in the surface 50 to be machined, the horizontal shafts 17 experience a bending stress which is transmitted to the ball joint 52 , since the shafts 17 are rigidly mounted in the tube attachments 16 , which are part of the Are housing 12 , the bottom wall 51 is part of the ball joint 52 . It follows that any load on any of the horizontal shafts 17 causes the rotating housing 12 to pivot about the center 55 .
Um diese Schwenkbewegung zu dämpfen und gleichzeitg eine elastische Rückfederung aller horizontalen Wellen 17 in ihre Ausgangslage zu ermöglichen, sind im Bereich jeder Schraube 11, die die Bodenwand 51 des Gehäuses 12 mit dem Flansch 10 am unteren Ende 8 der Spindel 6 verbindet, gummielastische Büchsen 56 eingesetzt. Aus dem gleichen Grund ist im Mittelteil 59 des Gehäuses 12 zwischen einem mittleren Abschnitt 58 der Spindel 6 und dem Kegelrad 36 eine gummielastische Büchse 57 eingesetzt. In order to dampen this pivoting movement and at the same time to allow elastic resilience of all horizontal shafts 17 into their starting position, rubber-elastic bushes 56 are in the area of each screw 11 , which connects the bottom wall 51 of the housing 12 to the flange 10 at the lower end 8 of the spindle 6 used. For the same reason, a rubber-elastic bushing 57 is inserted in the middle part 59 of the housing 12 between a central section 58 of the spindle 6 and the bevel gear 36 .
Wenn eine rohrförmige Büchse 22 oder mehrere dieser Büchsen auf eine Unregelmäßigkeit der Oberfläche 50 des zu schleifenden Steines treffen, ergibt sich eine elastische Schwingung des rotierenden Gehäuses 12 um das in der Achse 7 liegende Zentrum 55, wodurch Stöße und Vibrationen vermieden werden, die Bauteile des Schleifkopfes zerstören oder die Schleifqualität beein trächtigen könnten. Darüber hinaus wird damit auch die Gefahr einer Zerstörung des zu schleifenden Werkstückes ausgeschlossen.If a tubular sleeve 22 or more of these sleeves encounter an irregularity in the surface 50 of the stone to be ground, the rotating housing 12 will oscillate elastically around the center 55 lying in the axis 7 , thereby avoiding shocks and vibrations, the components of the Could destroy the grinding head or impair the grinding quality. In addition, the risk of destruction of the workpiece to be ground is also excluded.
Die Außendurchmesser der rohrförmigen Büchsen 20, welche die Schleifschichten 23 tragen, sind nicht immer exakt konstant. Es ist daher erforderlich, während des Schleifvorganges dafür zu sorgen, daß sich mögliche, geringe Unterschiede automatisch selbst ausgleichen. Hierzu ist die Schleifschicht 23 jeder rohrförmigen Büchse 22 auf einem zylindrischen Ring 60 ange bracht, der über eine zylindrische Schale 61 und eine in dieser liegende, elastische Schicht 62 auf der rohrförmigen Büchse 22 angebracht ist. Auf diese Weise werden während des Schleif vorganges mögliche Durchmesserdifferenzen durch das Zusammen drücken der dünnen Schicht 62 aus Gummi ausgeglichen.The outer diameters of the tubular bushings 20 , which carry the abrasive layers 23 , are not always exactly constant. It is therefore necessary, during the grinding process, to ensure that possible, small differences automatically compensate for themselves. For this purpose, the abrasive layer 23 of each tubular sleeve 22 is placed on a cylindrical ring 60 which is attached to the tubular sleeve 22 via a cylindrical shell 61 and an elastic layer 62 lying therein. In this way, possible diameter differences are compensated during the grinding process by pressing together the thin layer 62 of rubber.
Gemeinsam mit der Möglichkeit der Schwenkbewegungen des Gehäuses 12 um das Zentrum 55 des Kugelgelenkes 52 bewirkt die elastische Schicht 62 ein genaueres Anliegen der Schleifschicht 23 an der zu schleifenden Oberfläche 50. Das Kugelgelenk 52 sorgt ferner dafür, daß die Druckkraft auf die zu schleifende Oberfläche 50 gleichmäßig verteilt wird.Together with the possibility of the pivoting movements of the housing 12 around the center 55 of the ball joint 52 , the elastic layer 62 causes the abrasive layer 23 to bear more precisely on the surface 50 to be abraded. The ball joint 52 also ensures that the pressure force is evenly distributed on the surface 50 to be ground.
Über das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel hinaus kann der Schleifkopf im Rahmens der Erfindung Änderungen erfahren. Diese können beispielsweise in einer anderen Aus führung der Rotationsübertragung von der vertikalen Spindel 6 auf die horizontalen Wellen 17 liegen, die die rohrförmigen Büchsen 22 mit den Schleifschichten 23 tragen. Auch der feste Flansch 2 und das Gehäuse 12 können hinsichtlich ihrer Form anders ausgebildet sein. Schließlich kann auch die Zahl der rohrförmigen Büchsen 22 an die jeweiligen Einsatzzwecke des Schleifkopfes angepaßt werden.In addition to the described and illustrated embodiment, the grinding head can undergo changes within the scope of the invention. These can be, for example, in another implementation of the rotation transmission from the vertical spindle 6 to the horizontal shafts 17 , which carry the tubular bushes 22 with the grinding layers 23 . The fixed flange 2 and the housing 12 can also be designed differently in terms of their shape. Finally, the number of tubular bushings 22 can also be adapted to the particular purposes of the grinding head.
Claims (7)
- 1. einen an einem Verbindungselement der Schleifmaschine be festigten Flansch mit einer zentralen Bohrung, in der das obere, mit einem Rotationsantrieb verbundene Ende einer Spindel mit vertikaler Achse drehbar gelagert ist,
- 2. ein am unteren Ende der Spindel über Verbindungsmittel koaxial zu dieser befestigtes Gehäuse, dessen Mittelteil über Lager an einem mittleren Abschnitt der Außenseite der Spindel zentriert ist und das radial ausgerichtete Rohransätze hat, von denen jeder eine Welle mit horizontaler Achse zur Aufnahme einer rohr förmigen Büchse mit äußerer Schleifschicht aufnimmt,
- 3. ein Getriebe mit Kegelzahnrädern zur Übertragung der Drehbewegung der vertikalen Spindel sowohl auf das Gehäuse als auch auf jede der horizontalen Wellen mit den rohrförmigen Büchsen,
- 1. a flange fastened to a connecting element of the grinding machine with a central bore in which the upper end of a spindle, which is connected to a rotary drive, is rotatably mounted with a vertical axis,
- 2. a housing attached to the lower end of the spindle via connecting means coaxial to the latter, the central part of which is centered on bearings at a central portion of the outside of the spindle and which has radially aligned tube attachments, each of which has a shaft with a horizontal axis for receiving a tubular Takes up the sleeve with the outer grinding layer,
- 3. a gear with bevel gears for transmitting the rotary movement of the vertical spindle both to the housing and to each of the horizontal shafts with the tubular bushings,
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