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Trommelschleifmaschine mit Druckbalken Die Erfindung bezieht sich
auf eine Trommelschleifmaschine mit Druckbalken zur Bearbeitung von Holz, Gummi,
Kunststoffen, Metallen usw.
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Eine Trommelschleifmaschine soll zwei Schleifverfahren ermöglichen:
ein Schleifen mit gleicher Spanabnahme (z. B. beim Schleifen von furnierten Platten)
und ein Schleifen auf gleiche Dicke (z. B. bei homogenen Werkstoffen aller Art).
Die Mehrzahl aller bisher bekannten Trommelschleifmaschinen ermöglicht nur ein Schleifen
mit gleicher Spanabnahme. Solche Maschinen haben hinter jeder Schleiftrommel einen
Druckbalken, der fest mit dem Maschinengestell verbunden ist. Bei richtiger Einstellung
der Maschine schleift jede Schleiftrommel das Werkstück bis auf die Höhe des nachfolgenden
Druckbalkens ab. Von den Druckbalken, welche hinter den Schleiftrommeln liegen,
steht der jeweils nachfolgende um einen bestimmten Betrag tiefer. Dadurch ist festgelegt,
wieviel die zwischen diesen festen Druckbalken liegenden Schleiftrommeln abschleifen.
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Der Druckbalken vor der ersten Schleiftrommel ist in seiner Höhe verstellbar;
er bestimmt, wieviel die erste Schleiftrommel abschleift. Eine Vorschubeinrichtung
mit einem endlosen Transportband oder einem Walzensystem führt das Werkstück unter
nachgiebigem Druck an den Schleiftrommeln vorbei.
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Die Mitnahme des Werkstückes erfolgt, weil der Reibwert zwischen Werkstück
und Transportband größer ist als der Reibwert zwischen dem Werkstück und den Druckbalken.
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Eine andere bekannte Trommelschleifmaschine ermöglicht nur ein Schleifen
auf gleiche Dicke, Hier wird, auf die Druckbalken völlig verzichtet. Die Mitnahme
des Werkstückes geschieht durch einen von einer Vakuumpumpe od. dgl. erzeugten
Unterdruck,
welcher durch entsprechend angeordnete Schlitze im endlosen Transportband der Vorschubeinheit
das Werkstück an das Transportband ansaugt.
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Eine Abänderung des oben beschriebenen Schleifens mit Druckbalken
ermöglicht mit mäßigem Aufwand an Umstellarbeit bzw. mit entsprechendem Aufwand
an hierfür vorgesehenen Mechanismen die Durchführung des Schleifens sowohl mit gleicher
Sparabnahme als auch auf gleiche Dicke. Zu diesem Zweck macht man den vorderen Druckbalken
in senkrechter Richtung beweglich und läßt ihn durch sein Eigengewicht oder durch
Federn das Werkstück an die Vorschubeinrichtung drücken. Gleichzeitig wird die Nachgiebigkeit
ider Vorschubeinheit ausgeschaltet. So bleibt der Abstand zwischen Schleiftrommel
und Transportband unverändert. Der Druck des vorderen Druckbalkens bewirkt eine
Mitnahme und Niederhaltung des Werkstückes.
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Zu den Eigenschaften der bekannten Trommelschleifmaschinen ist zu
bemerken: Bei der Werkstückmitnahme durch einen Unterdruck entfällt grundsätzlich
die Möglichkeit des Schleifens mit gleicher Sparabnahme. Weiterhin ist ein Ansaugen
nur möglich bei Werkstücken mit geschlossener Oberfläche. Werkstücke mit Durchbrüchen,
Rillen od. dgl. oder Werkstücke mit porigem Aufbau (Spanplatten), ferner kleinere
Werkstücke dichten nicht ab und verhindern so die Ausbildung eines Vakuums und damit
die Mitnahme des Werkstückes. Bei Werkstücken geringer Steifigkeit (dünne Platten,
Gummiplatten) werden die Bereiche über den Saugöffnungen einfallen, somit nicht
geschliffen und nach dem Schleifen als Bereiche größerer Dicken erscheinen. Außerdem
bedeutet eine Vakuumanlage einen wesentlichen zusätzlichen Aufwand. Ein in sich
starrer, vorderer Druckbalken, der einerseits senkrecht beweglich ist und mit Gewichts-
oder Federkraft auf das Werkstück drückt und der andererseits auch festgeklemmt
werden kann, ermöglicht sowohl ein Schleifen auf gleiche Dicke als auch ein Schleifen
mit gleicher Sparabnahme. Nachteilig tritt dabei folgender Umstand in Erscheinung:
Beim Schleifen mit in sich starrem, senkrecht beweglichem Druckbalken ist die Anpressung
-auf die Flächeneinheit bei der Bearbeitung eines schmalen Streifens viel größer,
als sie es bei einer breiten Platte ist. So ist es oft nicht möglich, bei einer
breiten Platte einen ausreichenden An: preßdruck zu erreichen, ohne gleichzeitig
beim schmalen Streifen mit zu großem Druck zu arbeiten. Weist ein Werkstück quer
zur Vorschubrichtung Dickenunterschiede auf, so: ist die Mitnahme unter Umständen
eine sehr ungleichmäßige; müssen insbesondere mehrere Streifen ungleicher Dicke
geschliffen werden, so wird ein in sich starrer, senkrecht beweglicher, vorderer
Druckbalken im allgemeinen nur zwei Streifen andrücken; diese werden transportiert
und die anderen nicht. Auch konstraktiv bzw. in der Handhabung wird diese Lösung
nicht einfach, denn auch im festgeklemmten Zustand muß der vordere Druckbalken in
seiner Höhe einstellbar sein. Das bedingt eine besondere Mechanik, um dieses Festklemmen
und Lösen durchführen zu können, oder aber es erfordert, wenn diese Mechanik nicht
angebaut ist, besondere Montagearbeit des Bedienenden.
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Es .ist, wie bereits ausgeführt, zum ordentlichen Arbeiten der Trommelschleifmaschine
unerläßlich, jede Schleiftrommel so einzustellen, daß sie das Werkstück bis auf
die Höhe des nachfolgenden Druckbalkens abschleift. Insbesondere beim Schleifen
auf gleiche Dicke hängt von der Richtigkeit der Schleiftrommeleinstellung die Genauigkeit
des Werkstückes ab. Zum Beispiel, bei einer Schleiftrommel, die zu wenig abschleift,
kommt das Werkstück zu dick unter den nachfolgenden Druckbalken und drängt die Vorschubeinrichtung
ab. Dadurch wird aber von den nachfolgendem Teilen des Werk-, stückes noch weniger
abgeschliffen, und nach dem Schleifen ist das Werkstück keilförmig. Bei einer Schleiftrommel,
die zu weit vorsteht und deshalb mehr abschleift, als der nachfolgende Druckbalken
verlangt, fehlt die Führung unter diesem Druckbalken, wodurch Stockungen im Transport
auftreten. Die genaue Einstellung und ihre Aufrechterhaltung erfordern Geschicklichkeit
und Zeit. Außerdem ist die Spanstärke der Schlichttrommel durch den Höhenunterschied
der angrenzenden Druckbalken festgelegt, und es ist nicht möglich, mit ihnen einen
stärkeren Span zu schleifen, wie es oft erwünscht ist: Diese Einschränkungen bestehen
bei der Trommelschleifmaschine nach der Erfindung nicht, indem erfindungsgemäß der
vor der ersten Schleiftrommel üblicherweise angeordnete Druckbalken durch einen
mit geraden, starren Gleitflächen und mit federnden Elementen ausgestatteten Federdruckbalken
ersetzt ist. Mit diesem Federdruckbalken ist es möglich, Werkstücke ungleicher Dicke
und Breite ohne Schwierigkeiten auf gleiche Dicke zu schleifen und das Umstellen
vom Schleifen auf gleiche Dicke zum Schleifen mit gleicher Sparabnahme in konstruktiv
einfacher Weise und handhabungsmäßig leicht durchzuführen. Indem erfindungsgemäß
mehrere oder alle üblicherweise angeordneten Druckbalken durch Federdruckbalken
ersetzt werden, wird erreicht, daß die Schwierigkeiten beim Schleifen auf gleiche
Dicke im Hinblick auf die genaue Schleiftrommeleinstellung wegfallen, ebenso wie
die Beschränkungen in der Sparstärke der Schlichttrommeln.
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Ein Federdruckbalken nach der Erfindung besteht aus einem Tragkörper
und einem federnden Element, welches mit einer reibungsarmen Oberfläche auf das
Werkstück drückt. Das federnde Element ist so angeordnet, daß neben ihm gerade,
starre Gleitflächen des Tragkörpers stehen. Dadurch wirkt der Federdruckbalken je
nach Höheneinstellung entweder nur mit dem federnden Element oder aber, nachdem
dieses zurückgedrückt ist, mit der ge-12 raden, starren Gleitfläche des Tragkörpers.
Ein solches federndes Element kann z. B. bestehen aus einem Sehwammgummikissen,
das mit einem Überzug geeigneter Textilien od. dgl. versehen ist, oder aus einer
oder mehreren durchgehenden dünnen 12, Blattfedern oder Paketen aus solchen. Weiterhin
kann
das durchgehende Federblatt in einzelne schmale, kammartig angeordnete Finger aufgelöst
sein, die jedoch bei kantenempfindlichen Werkstücken abgerundet werden müssen.
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Ein derartig ausgebildeter Federdruckbalken, als vorderer Druckbalken
verwendet, ermöglicht, wie bisher, ein Schleifen mit gleicher Spanabnahme. Das federnde
Element wird hierbei bis auf die Höhe der geraden, starren Gleitfläche des Tragkörpers
zurückgedrückt. Dabei ist die Federung der Vorschubeinrichtung wirksam, und vom
Werkstück wird ein Span gleicher Stärke abgeschliffen. Will man ein Werkstück auf
gleiche Dicke schleifen, so schaltet man die Nachgiebigkeit der Vorschubeinheit
aus. Der Federdruckbalken wird so hoch gestellt, daß seinestarre, gerade Gleitfläche
höher liegt als die dicksten Stellen des Werkstückes. Jetzt erfolgt die Anpressung
des Werkstückes nur durch das federnde Element. Dieses aber bewirkt einen gleichmäßigen
Anpreßdruck auf der ganzen Werkstückbreite, wobei es sich auch wechselnden Dicken
anpaßt.
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Werden beim Schleifen auf gleiche Spanabnahme auch die anderen Druckbalken
durch Federdruckbalken ersetzt, so besteht für jede Schleiftrommel, die einen solchen
hinter sich hat, eine große Freizügigkeit in der Einstellung der Höhe, weil bei
jeder Abschliffhöhe unter diesem Druckbalken ein Zwang vermieden wird, während der
Anpreßdruck immer aufrechterhalten bleibt. Bei einer solchen Anordnung ist die richtige
Spanstärke der auf die erste folgenden Schleiftrommeln nicht in der Maschine schon
festgelegt, sondern für jede Schleiftrommel kann im Rahmen ihrer Leistungsfähigkeit
die Spanstärke eingestellt werden. Die Notwendigkeit, die Schleiftrommeln in ihrer
Einstellung dem nachfolgenden Druckbalken anzugleichen und diese Einstellung bei
laufender Abnutzung des Schleifpapiers immer wieder zu berichtigen, entfällt. Dazu
kommt die Freizügigkeit in der Wahl der Spanstärke, die jede Schleiftrommel bewältigen
muß. Beim Schleifen mit festen Druckbalken ist (bei richtig eingestellten Schleiftrommeln)
der Abschliff jeder Schleiftrommel durch den Höhenunterschied der angrenzenden Druckbalken
festgelegt. Üblicherweise sind alle Schleiftrommeln, außer der ersten, zur Abnahme
von Schlichtspänen vorgesehen und können nicht zum Abschleifen stärkerer Späne herangezogen
werden. Sind in diesem Falle bewegliche, am besten Federdruckbalken, eingebaut,
dann kann man jeder Schleiftrommel die gewünschte Spanstärke zuteilen.
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In der Zeichnung sind Ausführungen des Federdruckbalkens mit durchgehender
Blattfeder dargestellt. Es zeigt Abb. I einen Federdruckbalken, Abb. 2 ein schematisches
Bild einer Schleifmaschine bei Verwendung von Federdruckbalken an Stelle aller bisher
üblichen Druckbalken..
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Abb. I zeigt einen Federdruckbalken mit zwei Blattfedern. Dabei bezeichnet
I den Tragkörper, 6 und 7 die beiden Blattfedern. Die geraden, starren Gleitflächen
8 und 9 des Tragkörpers I liegen in einer Ebene. Der gesamte Federdruckbalken wirr
von einem exzentrischen Zapfen 5 des Balzens 4 ge halten, der seinerseits auf dem
Maschinengestel drehbar gelagert ist. Durch das Drehen dieses Bolzens 4 wird der
Federdruckbalken auf seine betrieblich notwendige Höhe eingestellt. Dabei sorgt
ein mit dem Federdruckbalken fest verbundener geschlitzter Arm 12, der von einem
im Maschinengestell befestigten Bolzen 13 gehalten wird, für ausreichende Parallelität
bei der Einstellung. I4 ist das Werkstück. Die Vorschubeinrichtung besteht beispielsweise
aus einem endlosen Gummitransportband 17, das über einen Tisch 15 von zwei Transportrollen
16 (eine davon gezeichnet) bewegt wird. Beim Schleifen auf gleiche Dicke wird die
Nachgiebigkeit der Vorschubeinrichtung ausgeschaltet oder in ihrem Ansprechwert
sehr hart eingestellt. Der Druckbalken wird so eingeschaltet, daß seine Gleitflächen
8 und 9 höher liegen als die Oberkante des unbearbeiteten Werkstückes I4.
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Das Werkstück I4 wird, ohne daß es die Gleitflächen des Federdruckbalkens
berührt, von dem Gummitransportband 17 der Vorschubeinrichtung bis zur Feder 6 vorwärts
bewegt, unter diese geschoben und im weiteren Verlauf von der Feder 7 erfaßt. Diese
Federn pressen das Werkstück mit einem durch die Höheneinstellung des Federdruckbalkens
einstellbaren, vom Werkstück aber kaum abhängigen spezifischen Druck auf das Gummitransportband
17. Zeigt das Werkstück 14 bzw. die Werkstücke quer zur Vorschubrichtung Dickenunterschiede,
so verursachen diese ebenfalls keine wesentlichen Änderungen der Anpreßkraft. Infolgedessen
wird die Vorschubeinheit vom Werkstück nicht abgedrückt, und die erste Schleiftrommel
schleift das Werkstück auf ungefähr gleiche Dicke. Dort, wo vom Werkstück mehr wegzuschleifen
war oder sich ungleichmäßiger Werkstoff schlechter schleift, bleibt nach der ersten
Schleiftrommel ein gewisses Übermaß bestehen.
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Beim Schleifen mit gleicher Spanabnahme wird der Anpreßdruck der Federung
in der Vorschubeinrichtung weich eingestellt. Der Federdruckbalken wird so hoch
eingestellt, daß seine Gleitfläche 8 bzw. 9 um daß Maß des gewünschten Abschliffes
höher stehen als die vordere Schleiftrommel. Die Vorschubeinheit steht so hoch,
daß ihre Federung ansprechen muß, wenn das Werkstück eingeführt wird. Die Federn
6 bzw. 7 werden bis auf die Höhe der Gleitflächen 8 bzw. 9 zurückgedrückt. Dabei
bietet die Aussparung 18 Platz für die zurückgedrückte Feder 6. Das Schleifen entspricht
dem bisher üblichen Verfahren beim Schleifen mit gleicher Spanabnahme.
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Die Federn 6 und 7 nach Abb. i können dünne einzelne oder in Paketen
geschichtete Blattfedern sein; sie haben die Form eines langen Rechteckes, dessen
Länge die ganze Arbeitsbreite überdeckt, und sind im Tragkörper i eingeklemmt oder
sonst auf eine geeignete Art an ihm befestigt.
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In Abb. 2 bedeuten io und i i die Schleiiftrommeln, i, 2 und 3 sind
die Federdruckbalken, die an die Stelle der bisher üblichem Druckbalken getreten
sind.
Der Federdruckbalken I ist wiederum durch einen. Bolzen 4 mit exzentrischem Zapfen
höhenverstellbar im Machinengestell gelagert. Die Vorschubeinrichtung besteht aus
einem endlosen Gummitransportband 17, das von den beiden Transportrollen 16 über
den Tisch 15 gezogen wird. Wie schon ausgeführt, kann das Werkstück beim Schleifen
auf gleiche Dicke die erste Schleiftrommel mit kleinen Dickenschwankungen verlassen.
Während bisher das Werkstück unter starre Druckbalken kam, unter denen sich bei
Übermaß Zwangszustände mit ihren Rückwirkungen auf die Genauigkeit und Oberflächengüte
ausbildeten, üben die Federn der Federdruckbalken 2 und 3 einen gleichbleibenden,
kontrollierbaren Druck aus; Rückwirkungen, die die Genauigkeit des Werkstückes herabsetzen,
treten nicht auf. Die hier beschriebene Aufgabe der Federdruckbalken 2 und 3 kann
auch von in sich starren, aber als Ganzes federnden Druckbalken übernommen werden;
allerdings entsteht hier der Nachteil, daß eine Umstellung auf das Schleifen mit
gleicher Spanabnahme umständlich wird, während beim erfindungsgemäßen Federdruckbalken
nur die Höhe der Schleiftrommeln auf die Höhe der Gleitflächen der nachfolgenden
Federdruckbalken gebracht werden muß. Außerdem bietet die Anordnung bei Verwendung
von Federdruckbälken noch einen allgemeinen Vorteil, wie aus Abb. 2 zu erkennen
ist. Um keine keilförmigen Werkstücke zu erzeugen und keine Störungen im Vorschub
zu verursachen, mußten bisher die einzelnen Schleiftrommeln in bezug auf den Abschliff
am Werkstück in besonderer Sorgfalt mit der Höhe der Unterfläche des nachfolgenden
festen Druckbalkens in Übereinstimmung gebracht werden. Das ist wicht einfach, und
im Verlauf des Schleifen ändern sich die Einflußgrößen ständig, wie z. B. der Zustand
des Schleifpapiers. (durch Abnutzung), die Spanabnahme (durch Dickenunterschiede
der vorgegebenen Werkstücke), der Werkstoff (durch natürliche Schwankungen oder
überhaupt andere Werkstoffarten) und die Vorschubgeschwindigkeit (soweit diese verstellt
wird). Eine Einstellung bleibt genau genommen nur für gleiche Verhältnisse gültig.
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Beim Schleifen auf gleiche Dicke mit Federdruckbalken ist die Höheneinstellung
der Schleiftrommeln in weiten Grenzen frei wählbar. Insbesondere kann man den bisher
nur zum Schlichten verwendeten Schleiftrommeln die gleichen Spanstärken zuteilen,
wie sie beim Schruppen angewendet werden. Dadurch wird ein höherer Gesamtabschliff
erreicht; das ist sehr vorteilhaft in solchen Fällen, wo in den Dicken des Werkstoffes
große Anfangsunterschiede bestehen.