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Die
Erfindung betrifft eine Schleifmaschine nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Ein Beispiel einer derartigen Maschine ist in
US-A 3 229 423 erläutert.
Diese Art der Bearbeitung wird im allgemeinen an Holzwerkstücken mit
einer unbearbeiteten oder lackierten Oberfläche durchgeführt, wobei jedoch
unterschiedliche Anwendungsfälle
für verschiedene
Materialien denkbar sind wie beispielsweise Kunststoff oder Metall,
um Kantenbearbeitungen vorzunehmen oder die Reste vorangegangener
Bearbeitungen zu entfernen.
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Zu
dem genannten Zweck sind automatisierte Schleifmaschinen bekannt,
in denen geeignete Schleifelemente mit entsprechender Körnung eingesetzt
sind, die in Kontakt mit der zu bearbeitenden Oberfläche des
Werkstückes
gebracht werden. Die Schleifelemente bestehen im allgemeinen aus
endlosen Bändern
aus Schleifpapier, die um ein Riemenscheibenpaar umlaufen.
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Ein
besonderer Maschinentyp wird im allgemeinen eingesetzt, um Oberflächen mit
Flachrelief zu schleifen, wobei hier Abrasionsbürsten verwendet werden, die
aus einer Mehrzahl von normalerweise auswechselbaren Schleifbändern bestehen,
die auf der Außenfläche einer
drehbaren Rolle angebracht sind. Während der Bearbeitung werden
diese Bürsten
in Berührung
mit dem zu bearbeitenden Werkstück
gebracht, das von einem Förderband,
an dem es befestigt ist, vorwärts
bewegt wird. Um die Haftung des Werkstücks am Förderband zu gewährleisten,
sind entsprechende Andruckelemente vorgesehen, die in Kombination
mit dem Halteeffekt einer Ansaugeinheit, welche der Bandoberfläche zugeordnet ist,
auf das Werkstück
einwirken.
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Das
zu schleifende Werkstück
wird von den Förderband
im wesentlichen in einer einzigen Richtung relativ zu den Schleifbürsten bewegt;
da diese im allgemeinen nur oberhalb des Bandes angeordnet sind,
schleifen diese das Werkstück
nur auf einer Seite, normalerweise auf der Oberseite. Um eine Schleifbearbeitung
auf allen Seiten des Werkstücks einschließlich der
Kanten durchzuführen,
müssen aufeinander
folgende Bearbeitungsphasen vorgesehen werden, die koordinierte
Bewegungen der Schleifbürsten
in unterschiedlichen Achsen oder die Drehung des Werkstücks durchführen, um
die zu bearbeitenden Seiten in Berührung mit den Bürsten zu bringen.
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Um
in anderen Anwendungsfällen
die seitlichen Profile schleifen zu können, hat die Schleifmaschine
eine weitere Schleifeinheit, bei der die Schleifbürsten der
oben erläuterten
Bauart vertikal angeordnet sind, um in Berührung mit der Seitenkante des Werkstücks gebracht
zu werden.
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Ein
erster Nachteil dieser bekannten Techniken besteht darin, daß für einen
vollständigen Schleifprozess
des Werkstücks
eine Vielzahl unterschiedlicher Schleifzyklen vorgesehen werden
muß. Ein
weiterer Nachteil dieser Techniken besteht darin, daß der von
den Schleifbürsten
während
ihrer Rotation aufgebrachte Druck die Bearbeitungsqualität von Werkstücken kleiner
Abmessungen beeinträchtigen kann,
weil es schwierig ist, das Werkstück aufgrund der Abmessungen
der Bürsten über die
Andruckelemente in Berührung
mit dem Förderband
zu halten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erläuterten
Nachteile zu vermeiden. Dabei besteht eine Aufgabe darin, eine Schleifmaschine anzugeben,
mit der die Schleifbearbeitung eines Werkstücks in einem einzigen Bearbeitungszyklus durchgeführt werden
kann.
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Gemäß einer
weiteren Aufgabe der Erfindung soll die Schleifmaschine im Vergleich
zu gleichwirkenden Maschinen bekannter Bauart eine höhere Schleifqualität erbringen.
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Nach
einer anderen Aufgabe der Erfindung soll die Schleifmaschine so
ausgebildet sein, daß Wartungsarbeiten
im Vergleich zu bekannten Maschinen wesentlich einfacher durchgeführt werden können.
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Die
oben erläuterten
Ziele werden gemäß der Erfindung
mit einer Schleifmaschine erreicht, welche die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale umfasst.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
besteht das Umschlingungselement aus einem Endlosband, das über zwei
Riemenscheiben läuft,
von denen eine angetrieben ist.
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Jedes
Schleifelement besteht aus einem blattförmigen Abrasionsorgan, das
mit dem Riemen über
eine Achse verbunden ist, die im wesentlichen rechtwinklig zu der
Ebene verläuft,
welche durch die Tragstruktur gebildet wird.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Schleifelemente auf ihrer Bahn die Seitenkanten
des Werkstücks
und dessen Oberseite nacheinander bearbeiten, wodurch das Werkstück vollständig geschliffen
wird.
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Die
oben erläuterten
Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung einer Reihe möglicher
Ausführungsbeispiele, die
in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:
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1 eine
axonometrische Ansicht der Schleifmaschine gemäß der Erfindung,
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2 eine
teilweise geschnittene Ansicht der Maschine der 1,
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3 eine
Seitenansicht der Maschine der 1,
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4 bis 6 schematische
Draufsichten der Maschine gemäß der Erfindung
in unterschiedlichen Bearbeitungsphasen für das Werkstück,
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7 in
vergrößertem Maßstab eine
Schnittdarstellung einer Einzelheit der 1,
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8 die
axonometrische Ansicht eines Teils eines Schleifelementes,
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9 in
axonometrischer Ansicht einer Einzelheit der 7,
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10 bis 12 schematische
Draufsichten auf eine Variante der Schleifmaschine gemäß der Erfindung
in unterschiedlichen Bearbeitungsphasen für ein Werkstück,
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13 die
schematische Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Erfindung,
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14 eine
teilweise geschnittene axonometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung und
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15 eine
Variante der 9.
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In 1 ist
eine insgesamt mit 1 bezeichnete Schleifmaschine gemäß der Erfindung
dargestellt. Diese besteht im wesentlichen aus einer Tragstruktur 2 für das zu
bearbeitende Werkstück 3 und
einer Schleifeinheit 4, mit der das Werkstück 3 geschliffen werden
kann.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 1 ist die Tragstruktur 2 relativ zu der
Schleifeinheit 4 beweglich und besteht im wesentlichen
aus einem Förderband 5,
das endlos um zwei Drehzylinder 6 und 7 läuft.
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Bei
anderen Ausführungsformen
kann die Relativbewegung zwischen der Schleifeinheit 4 und der
Tragstruktur 2 durch eine Bewegung erzielt werden, bei
der beispielsweise nur die Schleifeinheit 4 bewegt wird.
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Die
Schleifeinheit 4 hat einen Rahmen 40, der entsprechend 2 ein
Umschlingungselement 8 aufnimmt, das mit Getriebemitteln 9 zusammenarbeitet
und dem eine Vielzahl von Schleifelementen 10 zugeordnet
ist, die über
die Länge
des Umschlingungselementes 8 mit Abstand voneinander angeordnet
sind.
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Das
Umschlingungselement 8, das als Endlosband ausgeführt ist,
liegt in einer Ebene π 1,
die im wesentlichen parallel zur Ebene π 2 angeordnet ist, in der die
Tragstruktur 2 liegt. Die einfachste Konstruktion ergibt
sich, wenn die beiden Ebenen π 1 und π 2 horizontal
verlaufen, es ist jedoch klar, daß in anderen Anwendungsfällen diese
eine andere Lage einnehmen können,
beispielsweise eine geneigte Anordnung.
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Das
Umschlingungselement 8 besteht aus einem endlosen Riemen,
der wie erwähnt
mit dem Getriebe 9 zusammenarbeitet, durch das er in der Ebene π 1 in Umlauf
versetzt wird. Das Getriebe 9 besteht aus zwei Riemenscheiben 11, 12,
um die der Riemen 9 umläuft,
und aus Antriebsmitteln, die mit 13 bezeichnet sind und
die mechanisch mit einer der beiden Riemenscheiben verbunden sind,
im dargestellten Ausführungsbeispiel
mit der Riemenscheibe 12.
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Wie 7 zeigt,
besteht jedes Schleifelement 10 aus einem blattförmigen Abrasionsorgan 14, das
mit dem Riemen 8 über
eine Achse 15 verbunden ist, welche rechtwinklig zu der
Tragstruktur 2 für die
Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstücks 3 ausgerichtet
ist. Das blattförmige
Abrasionsorgan 14 besteht, wie 8 zeigt,
vorzugsweise aus bekannten Streifen aus Schleifpapier 16,
in das eine Reihe von Fransen eingeschnitten ist. Dem Schleifpapier 16 ist
auf einer Seite eine Reihe von fadenförmigen Elementen 17 zugeordnet,
die aufgrund ihrer Eigenelastizität dem Abrasionsorgan 14 eine
Flexibilität
erteilen.
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Wie
sich aus den Figuren und insbesondere aus den Draufsichten der 4 bis 6 ergibt,
ist jedes blattförmige
Abrasionsorgan 14 schräg
zur Vorwärtsbewegung
des Umschlingungselementes 8 angeordnet, die durch die
Pfeile 18 und 19 für die beiden Hauptseiten 20 und 21,
auf denen das Umschlingungselement 8 umläuft, angegeben
sind. Durch diese Schrägstellung
ist ein weiches Auftreffen auf die Kanten des Werkstücks 3,
mit denen die blattförmigen
Abrasionsorgane 14 in Berührung kommen, gewährleistet.
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Jedes
blattförmige
Abrasionsorgan 14 besteht, wie dargestellt, aus einem Schleifpapier 16, das
nach vorn weist, und bezüglich
der Vorwärtsbewegung
des Umschlingungselementes 8 aus dahinter angeordneten
fadenförmigen
Elementen 17.
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Um
die Schrägstellung
jedes blattförmigen Abrasionsorgans 14 zu
ermöglichen,
hat die jeweilige Achse 15 Schwenk- oder Gelenkmittel 22,
um geeignete und unterschiedliche Schrägstellungen für das blattförmige Abrasionsorgan 14 einstellen
zu können. Die
Gelenkmittel 22 können
von bekannter Bauart sein, wie sie auf dem mechanischen Sektor üblicherweise
verwendet werden.
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Damit
an den blattförmigen
Abrasionselementen 14 Wartungs- und Austauscharbeiten durchgeführt werden
können,
sind diese mit den sie tragenden Achsen 15 vorzugsweise
abnehmbar verbunden, so daß ein
rascher und einfacher Austausch möglich ist. Hierzu ist in 9 zu
erkennen, daß das Abrasionsorgan 14 über Haltemittel 23 abnehmbar an
der Achse 15 befestigt ist. Die Haltemittel 23 bestehen
aus einer beweglichen Platte 24, die über die Betätigung einer Sperrklinke 25 an
dem blattförmigen Abrasionsorgan 14 anschlägt.
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Um
eine geführte
Bewegung der Schleifelemente 10 an dem Rahmen 40 zu
gewährleisten,
sind, wie 7 zeigt, Führungsmittel 26 vorgesehen,
die im wesentlichen aus Schienen bestehen, die sich wenigstens über einen
Teil der Länge
des Umschlingungselementes 8 erstrecken und zur Gleitführung die
Achse 15 jedes Schleifelementes 10 aufnehmen. Hierzu
sind der Achse 15 Wälz-Gleitkörper 27 zugeordnet,
die mit den Schienen 26 zusammenwirken und dadurch die
Schleifelemente 10 führen,
wodurch die Belastungen auf das Umschlingungselement 8 verringert
und Flatterbewegungen des Umschlingungselementes 8 auf
ein Minimum reduziert werden. Die Führungsmittel 26 erstrecken
sich in vorteilhafter Weise über
eine Länge,
die der maximal zulässigen
Länge für die zu
bearbeitenden Werkstücke entspricht.
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Wie
sich insbesondere aus 2 ergibt, sind der Schleifeinheit 4 Andruckorgane 28 zugeordnet, die
aus Rollen bestehen, welche während
der Schleifbearbeitung zur Anlage an das zu bearbeitende Werkstück 3 gebracht
werden, um dadurch dieses in Anlage an der Tragstruktur 2 zu
halten. Der Tragstruktur 2 können ferner nicht weiter dargestellte Ansaugmittel
zugeordnet sein, die an sich bekannt sind und dazu dienen, das Werkstück 3 noch
besser an der Tragstruktur zu halten.
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Die 4, 5 und 6 zeigen,
daß während des
Betriebes das zu bearbeitende Werkstück 3 in einer Richtung
vorwärts
bewegt wird, die im wesentlichen rechtwinklig zu der Vorschubrichtung 18, 19 des
Umschlingungselements 8 verläuft. Wenn das Werkstück 3 am
Bearbeitungsbeginn gemäß 4 in
Kontakt mit den Schleifelementen 10 gelangt, kommen die
blattförmigen
Abrasionsorgane 14 der Hauptseite 21 in Berührung mit
der vorderen Seitenkante 3a des Werkstücks 3, wodurch diese
geschliffen wird.
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Anschließend bewegt
sich gemäß 5 das Werkstück 3 weiter,
so daß es
von den Abrasionsorganen 14 beider Hauptseiten 20 und 21 bearbeitet wird.
Dabei kommen die Abrasionsorgane 14 der Hauptseite 20 in
Kontakt mit der Seitenkante 3b und der nach oben weisenden
Seite 3e des Werkstücks 3.
In entsprechender Weise kommen die Abrasionsorgane 14 der
Hauptseite 21 in Eingriff mit der Seitenkante 3d und
ebenfalls mit der Oberseite 3e.
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6 zeigt,
daß in
der abschließenden Schleifphase
die Abrasionsorgane 14 der Hauptseite 20 die noch
nicht geschliffene Seitenkante 3c bearbeiten, wodurch dann
die Bearbeitung des Werkstücks 3 abgeschlossen
ist.
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Es
ist offensichtlich, daß bei
jeder beliebigen Form des zu schleifenden Werkstücks jede Seitenkante zusammen
mit der nach oben weisenden Oberfläche in einem einzigen Bearbeitungszyklus geschliffen
wird.
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Es
ist ferner klar, daß während der
Bearbeitungsphasen die aus Vereinfachungsgründen in den 4 bis 6 nicht
weiter dargestellten Andruckorgane 28 gegen die Oberseite 3e des
Werkstücks 3 drücken, um
dieses zur Anlage an dem Förderband 5 zu
halten. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß die Andruckorgane 28 im
Unterschied zu bekannten Schleifmaschinen einen geringeren Abstand
voneinander haben können,
um dadurch auch einen optimalen Andruck für kleine Werkstücke zu gewährleisten.
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In
Anwendungsfällen
bei komplizierteren Schleifmaschinen kann eine Schleifeinheit 4 der oben
erläuterten
Bauart auch in vorteilhafter Weise mit bekannten und herkömmlichen
Schleifeinheiten kombiniert werden, beispielsweise mit rotierenden Bürsten.
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In
den 10 bis 12 ist
schematisch eine Ausführungsvariante
der Schleifmaschine gemäß der Erfindung
in den verschiedenen Bearbeitungsphasen dargestellt, die sich durch
die unterschiedliche Schrägstellung
der blattförmigen
Abrasionsorgane 114 von der zuvor erläuterten Ausführungsform
unterscheidet. Diese sind in alternierenden Schrägstellungen angeordnet, wodurch
im Vergleich zu der eingangs erläuterten
Ausführungsform die
Kraftverteilung auf die Umschlingungselemente aufgrund des Kontaktes
der Abrasionsorgane 114 mit dem zu bearbeitenden Werkstück kompensiert
wird. Auf diese Weise werden das Phänomen von Flatterbewegungen
des Umschlingungselementes während der
Rotationsbewegung weiter verringert und die Konstruktion der Schleifmaschine
vereinfacht, da die Führungsmittel,
die jeder Achse der Abrasionsorgane zugeordnet sind, entfallen können.
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13 zeigt
eine weitere Variante der Erfindung, die sich von den oben erläuterten
Ausführungsformen
durch die unterschiedliche Anordnung der blattförmigen Abrasionsorgane 214 unterscheidet,
welche hier rechtwinklig zur Vorwärtsbewegung des Umschlingungselementes
angeordnet sind.
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14 zeigt
eine andere Ausführungsform einer
hier mit 300 bezeichneten Schleifmaschine. Diese unterscheidet
sich von der zuerst erläuterten Ausführungsform
durch die Tragstruktur 302, welche hier aus mehreren Förderrollen 305 besteht,
die nebeneinander angeordnet sind und bei ihrer Rotation das darauf
ruhende und zu schleifende Werkstück vorwärtsbewegen.
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15 zeigt
schließlich
eine andere Ausführungsform
für die
Haltemittel 423 des blattförmigen Abrasionsorgans 414,
die hier eine bewegliche Platte 424 haben, welche zur Anlage
an dem Abrasionsorgan 414 über ein Paar seitlicher Federn 430 gehalten wird,
die mit der Achse 415 verbunden sind. Das blattförmige Abrasionsorgan 414 kann
in diesem Fall in vorteilhafter Weise aus zwei voneinander getrennten
Teilen 416, 417 bestehen, wobei das erste Teil 416 aus
dem Schleifpapier und das zweite Teil 417 aus den fadenförmigen Elementen
besteht. Bei dieser Ausführungsform
kann bei Wartungsarbeiten nur das abgenutzte Schleifpapier 416 ausgewechselt werden,
ohne daß auch
die fadenförmigen
Elemente 417 ausgewechselt werden müssen.
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Die
obigen Ausführungen
zeigen, daß die Schleifmaschine
gemäß der Erfindung
in ihren unterschiedlichen Ausführungsformen
die Aufgaben erfüllt und
die Vorteile erzielt. Bei der Realisierung einer Schleifmaschine
können
nicht weiter beschriebene und dargestellte Varianten vorgesehen
werden. Diese können
beispielsweise aus einer unterschiedlichen Anordnung des Umschlingungselementes
und seiner Ausführungsformen
bestehen, beispielsweise in Form von endlos über Zahnscheiben laufende Ketten,
oder aus unterschiedlichen Ausführungsformen für die blattförmigen Abrasionsorgane
und unterschiedlichen Methoden für
ihre Befestigung an dem Umschlingungselement. Diese und weitere
Varianten, die nicht beschrieben und dargestellt sind, fallen in
den Schutzumfang dieses Patentes, sofern sie von den nachstehenden
Patentansprüchen
umfasst sind.