DE4226708C2 - Bandschleifmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bandschleifmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bandschleifmaschinen zum Schleifen oder Polieren von Werk­ stücken sind z. B. in der WO 86/01 447 oder der US 4,292,767 beschrieben. Diese Maschinen haben eine Antriebsrolle, eine Spannrolle und eine Kontaktrolle, um welche das Schleifband umläuft. Die Kontaktrolle ist nachgiebig, so daß das über die Kontaktrolle laufende Schleifband mit einer annähernd konstanten Kraft auf das Werkstück wirkt, unabhängig von ge­ ringfügigen Abweichungen der Werkstücklage von seiner Soll- Lage. Die Spannrolle gleicht dabei Längenänderungen des Bandes bedingt durch das Ausweichen der Kontaktrolle aus. Allerdings führt die Massenträgheit der Spannrolle bei sehr raschem Einrücken der Kontaktrolle zum Erschlaffen des Bandes, was Störungen verursachen kann.

In der DE-AS 1 577 420 ist eine Bandschleifmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben. Das Schleifband ist über eine gestellfest gelagerte Antriebsrolle, eine gestellfest gelagerte Umlenkrolle, eine Kontaktrolle und eine Spannrolle geführt. Die Kontaktrolle ist auf einem Schwenkarm gelagert, der mittels einer Feder mit einer einstellbaren Kraft vorbelastet ist. Auch bei dieser Maschine führt die Massenträgheit der Spannrolle bei sehr raschem Eindrücken der Kontaktrolle zum Erschlaffen des Bandes, was Störungen verursachen kann.

In der US 3 132 451 ist ebenfalls eine Bandschleifmaschine beschrieben. Die Maschine hat ein Gestell mit einem Ausleger. Auf diesem sind die Lager einer Kontaktwalze starr befestigt. Ein Schleifband läuft über diese Kontaktwalze, eine ebenfalls starr am Ausleger gelagerte Umlenkwalze und eine Antriebswalze. Die Antriebswalze ist auf einem Schwenkarm befestigt. Mittels eines Pneumatikzylinders kann die Bandspannung durch Schwenken des Arms reguliert werden. Unterhalb der Kontaktwalze ist ein Transportband in der Höhe einstellbar montiert. Auf dem Transportband können plattenförmige Werkstücke unter der Kontaktwalze durchtransportiert und deren Oberfläche geschliffen werden. Mit dieser Maschine können nur im wesentlichen ebene Flächen geschliffen werden.

In der US 2 587 603 ist eine weitere Bandschleifmaschine beschrieben. Hier ist das Schleifband um eine Antriebsrolle, eine Kontaktrolle, eine Zentrierrolle und eine Spannrolle geführt. Die Zentrierrolle ist schwenkbar um eine zur Rollenachse senkrechte Achse, damit das umlaufende Band zentriert werden kann. Die Kontaktrolle und die Zentrierrolle sind gemeinsam mit ihren Betätigungsorganen auf einem vertikal beweglichen Schlitten gelagert. Der Vertikalhub des Schlittens wird durch eine Kurvenscheibe gesteuert. Zur Zustellung um jeweils einen vorbestimmten Zustellbetrag wird die ganze Vorrichtung bestehend aus Antriebsrolle mit Motor, Schlitten und Spannrolle um den Zustellbetrag verschoben. Damit können komplexe Formen auf eine vorbestimmte Form geschliffen werden. Die Maschine eignet sich nicht zum Nachschleifen und Polieren, weil die Kontaktrolle nicht mit einer wählbaren Kraft angepreßt werden kann.

In der US 3,995,399 ist eine Kontaktrolle für eine solche Bandschleifmaschine beschrieben, die durch einen Pneumatik­ zylinder gegen das Werkstück angepreßt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandschleifmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art derart auszu­ bilden, daß sie eine hohe Dynamik hat und rasch auf Ände­ rungen der Werkstückposition reagiert, wobei kein Erschlaf­ fen des Schleifbandes in Kauf genommen werden muß. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bandschleifmaschine sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die zusätzliche, mit dem Kontaktelement zwangsläufig mitbewegte Umlenkrolle auf dem Träger gelingt es, die beim Ausweichen des Kontaktelementes entstehende Bandlängenände­ rung weitgehend zu kompensieren, so daß die Spannrolle nur noch geringfügig bewegt wird. Deshalb spielt deren Massen­ trägheit eine untergeordnete Rolle, so daß die Bandspannung auch bei rascher Änderung der Position des Kontaktelementes annähernd konstant bleibt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bandschleif­ maschine,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Variante der Ma­ schine nach Fig. 1, und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch die Maschine.

Auf einem Gestell 2 ist eine Antriebsrolle 4 um eine Achse 6 drehbar gelagert. Die Antriebsrolle 4 wird durch einen schematisch angedeuteten Motor 8 angetrieben. Eine Spann­ rolle 10 ist auf einem Schlitten 12 drehbar gelagert. Der Schlitten 12 ist in einer Führung 13 des Gestells 2 in einer Richtung senkrecht zur Achse 6 verschiebbar gelagert und durch einen Pneumatikzylinder 14 in Richtung von der Achse 6 weg belastet. Die Kraft, mit welcher der Schlitten 12 belastet ist, ist vorzugsweise regelbar, indem in die Pneumatikleitung zum Zylinder 14 ein einstellbares Druck­ reduzierventil eingebaut ist (nicht dargestellt).

Ein massearmer, stangenförmiger Träger 16 ist in einer weiteren Führung 18 des Gestells 2 in einer Richtung senk­ recht zur Achse 6 und zur Verschieberichtung des Schlittens 12 reibungsarm verschiebbar gelagert, z. B. mittels einer in Fig. 3 angedeuteten Kugellängsführung 18 oder mittels hydro­ statischer Druckluftlager. Am vorderen Ende des Trägers 16 ist eine Kontaktrolle 20 und am hinteren Ende eine Umlenk­ rolle 22 drehbar gelagert. Die Drehachsen der Rollen 10, 20, 22 sind alle parallel zur Achse 6 angeordnet. Der Träger 16 ist durch einen weiteren Pneumatikzylinder 24 in Richtung der Kontaktrolle 20 mit einer regelbaren Kraft vorbelastet. Ein Schleifband 26 ist um die Rollen 4, 10, 20, 22 geführt.

Im Betrieb wird z. B. mit einem nicht dargestellten Roboter mit einem in mehreren Richtungen programmgesteuert drehba­ ren und verschiebbaren Kopf 52, auf dem ein Werkstück 50 eingespannt ist, dieses Werkstück 50 gegen die Kontaktrolle 20 geführt, so daß das umlaufende Schleifband 26 durch die Kontaktrolle 20 mit der eingestellten, vom Hub des Trä­ gers 16 im wesentlichen unabhängigen Kraft angepreßt wird. Damit wird die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks 50, das in Fig. 1 als Turbinenschaufel dargestellt ist, geschliffen. Der Hub des Trägers 16 gleicht dabei Abweichun­ gen von der Sollkontur des Werkstücks 50 sowie Ungenauigkei­ ten in der Position und Winkelstellung des Kopfs 52 aus. Dadurch kann die Bewegung des Kopfs 52 des Roboters rela­ tiv grob programmiert werden, was die Arbeitsvorbereitung bedeutend erleichtert und vereinfacht.

Wegen dieser relativ groben Programmierung kann das Werk­ stück 50 während des Schleifvorganges auch ruckartige Be­ wegungen z. B. auf die Kontaktrolle 20 zu ausführen. Die Kon­ taktrolle 20 weicht in diesem Falle ebenso ruckartig in Richtung der Führung 18 aus. Damit wird der Bandabschnitt zwischen Kontaktrolle 20 und Antriebsrolle 4 und zwischen Kontaktrolle 20 und Spannrolle 10 kürzer. Gleichzeitig wird jedoch der Bandabschnitt zwischen Umlenkrolle 22 und Antriebs­ rolle 4 und zwischen Umlenkrolle 22 und Spannrolle 10 länger, weil die Umlenkrolle 22 zwangsläufig mit der Kontaktrolle 20 mitbewegt wird. In der Mittelstellung des Trägers 16, d. h. wenn die Kontaktrolle 20 und die Umlenkrolle 22 etwa gleichen Abstand von der gemeinsamen Ebene der Achsen der Antriebs­ rolle 4 und der Spannrolle 10 haben, und bei kleinem Hub des Trägers 16 ist die Bandverkürzung auf der Kontaktseite an­ nähernd gleich der Verlängerung auf der Gegenseite. Die mini­ me Differenz wird weitgehend durch die Elastizität des tex­ tilen Trägers des Schleifbandes 26 ausgeglichen, so daß die Spannrolle 10 kaum bewegt wird. Daher führt deren Massenträg­ heit auch bei ruckartigen Bewegungen des Werkstücks 50 in Richtung auf die Anpreßrolle 20 zu nicht zum Erschlaffen des Schleifbandes 26. Dadurch werden Störungen z. B. durch Abgleiten des Bandes 26 von den Rollen oder Rutschen des Bandes auf der Antriebsrolle 4 vermieden.

Ein analoger Vorteil ergibt sich beim ruckartigen Zurückwei­ chen des Werkstücks 50 von der Kontaktrolle 20. Wegen des massearmen Trägers 16, dessen reibungsarmer Führung und der praktisch unveränderten Bandlänge folgt die Kontaktrolle 20 auch einem ruckartigen Zurückweichen des Werkstücks 20, ohne daß die Spannrolle 10 bewegt, so daß deren Massenträgheit die Längsbewegung des Trägers 16 nicht behindert. Dadurch bleibt die Kontaktrolle 20 auch beim ruckartigen Zurückwei­ chen des Werkstücks 50 in Kontakt mit diesem.

Je nach Form des zu schleifenden Werkstücks 50 kann dieses statt mittels eines Roboters auch mittels eines programmgesteuert beweglichen Kreuztisches, eines Rundtisches, eines Kopier­ tisches oder dgl. an die Kontaktrolle 20 geführt werden. Statt der Pneumatikzylinder 14, 24 eignen sich zum Spannen des Bandes 26 bzw. zum Anpressen der Kontaktrolle 20 auch Hy­ draulikzylinder oder Federn, bei der Spannrolle 10 allen­ falls auch ein Gewicht. Je nach zu bearbeitendem Werkstück 50 kann die Kontaktrolle 20 ersetzt werden durch einen Kontakt­ schuh, z. B. zum Schleifen kleiner Radien. Für komplizierte Profile können auch mehrere Kontaktrollen oder -schuhe oder Kombinationen von beiden auf dem Träger 16 angebracht werden. Je nach Art des verwendeten Bandes 26 eignet sich die Ma­ schine auch zum Polieren.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung kann auf der lin­ ken Seite des Gehäuses 2 die gleiche Schleifvorrichtung spiegelbildlich angeordnet sein, wobei der Antriebsmotor 8 für beide Schleifvorrichtungen gemeinsam sein kann. Auf der einen Seite kann dann beispielsweise ein Schleifband zum Schruppen, auf der andern eines zum Feinschleifen oder Polieren aufgespannt sein.

Die Variante nach Fig. 2 unterscheidet sich von der be­ schriebenen Ausführungsform nach Fig. 1 und 3 dadurch, daß zwischen der Antriebsrolle 4 und der Kontaktrolle 20 und zwi­ schen der Spannrolle 10 und der Kontaktrolle 20 je eine Füh­ rungsrolle 28 angeordnet ist, über die das Band 26 mit der Schleifseite läuft. Dadurch kann der Ein- und Auslaufwinkel des Bandes 26 an der Kontaktrolle 20 vermindert werden. Die Füh­ rungsrollen 28 können entweder wie dargestellt am Träger 16 oder am Gestell 2 drehbar gelagert sein. Durch diese Anordnung kann auch die Bandlängenänderung bzw. der Hub der Spannrolle 10 bei großem Trägerhub vermindert werden. Es wäre auch denk­ bar, die Führungsrollen 28 über Steuerkurven mit dem Hub des Trägers 16 zu bewegen, um Bandlängenänderungen weitgehend zu kompensieren.

Claims (8)

1. Bandschleifmaschine umfassend ein Gestell (2), eine mit einem Antriebsmotor (8) verbundene, im Gestell (2) um eine Achse (6) drehbar gelagerte Antriebsrolle (4), ein verschiebbare Spannrolle (10), ein in einer Richtung verschiebbares Kontaktelement (20), ein das Kontaktelement (20) in dieser Richtung belastendes Kraftelement (24) sowie ein um das Kontaktelement (20), die Antriebsrolle (4), die Umlenkrolle (22) und die Spannrolle (10) geführtes Schleifband, dadurch gekennzeichnet, daß im Gestell (2) ein Träger (16) senkrecht zur Achse (6) längsverschiebbar gelagert ist, daß der Träger (16) an seinem einen Ende das Kontaktelement (20) und an seinem andern Ende die Umlenkrolle (22) trägt, daß das Kraftelement (24) den Träger (16) in Richtung des Kontaktelementes (20) relativ zum Gestell (2) vorbelastet, und daß die Antriebsrolle (4) und die Spannrolle (10) auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers (16) angeordnet sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, wobei die gemeinsame Ebene der Achsen der Antriebsrolle (4) und der Spannrolle (10) annähernd senkrecht zur Verschieberichtung des Trägers (16) angeordnet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vom Kraftelement (24) auf den Träger (16) ausgeübte Kraft steuerbar ist.

4. Maschine nach Anspruch 3, wobei das Kraftelement (24) ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder oder eine Feder ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Spannkraft der Spannrolle (10) steuerbar ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, wobei die Spannrolle (10) relativ zum Gestell (2) durch eine Feder, oder einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder belastet ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zur Verminderung des Bandeinlaufwinkels zwischen dem Kontakt­ element (20) und der Antriebsrolle (4) und/oder zwischen dem Kontaktelement (20) und der Spannrolle (10) eine Füh­ rungsrolle (28) angeordnet ist, über welche das Band (26) mit der Schleifseite läuft.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Kontaktelement (20) als Kontaktrolle ausgebildet ist.