EP0210654A2

EP0210654A2 - Bandschleifmaschine

Info

Publication number: EP0210654A2
Application number: EP86110529A
Authority: EP
Inventors: Georg Weber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-30
Filing date: 1986-07-30
Publication date: 1987-02-04
Anticipated expiration: 2006-07-30
Also published as: ATE62169T1; DE3527265A1; DE3678503D1; EP0210654A3; EP0210654B1

Abstract

Bei einer Bandschleifmaschine, umfassend eine Werkstückauflage (10) und mindestens ein Schleifaggregat (12) mit einem umlaufenden endlosen Schleifband (14) und einem zum Andrücken desselben an die Werkstückoberfläche (18) bestimmten Druckbalken (20), der einen im wesentlichen parallel zur Werkstückauflage (10) gerichteten Träger (24) mit Bohrungen (28) aufweist, in denen Druckglieder (30, 32) senkrecht zur Werkstückauflage (10) frei beweglich gehalten und in Richtung auf die Werkstückauflage (10) elastisch auslenkbar vorgespannt sind, wobei die Bewegung der Druckglieder (30, 32) in Richtung auf die Werkstückauflage (10) durch einen Anschlag begrenzt ist und wobei die matrixförmig in mehreren Reihen und Spalten angeordneten Druckglieder (30, 32) in einander benachbarten Reihen jeweils in Reihenrichtung gegeneinander versetzt sind, liegen die bolzenförmigen Druckglieder (30) mit ihren dem Schleifband (14) zugewandten freien Bolzenenden unmittelbar an der Rückseite des Schleifbandes (14) an. Dabei sind die Druckglieder (30, 32) einer Reihe jeweils nur um einen Bruchteil eines Bolzendurchmessers gegenüber den Druckgliedern (30, 32) der jeweils benachbarten Reihe versetzt. Bei gegebenem Bolzendurchmesser und gegenseitigem Bolzenabstand ist der Betrag der Versetzung und die Anzahl der Druckgliederreihen derart gewählt, daß - in jeder zur Durchlaufrichtung A des Werkstückes (18) parallelen und zur Schleifebene senkrechten Ebene betrachtet - die Schleiflänge mindestens annähernd gleich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Banschleifmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ganz allgemein befaßt sich die Erfindung mit dem Problem, an Schnittlinien von Blechen gebildete Grate abzuschleifen. Es kann sich dabei sowohl um Grate handeln, die beispielsweise beim Stanzen von Blechen entstehen, als auch um Schmelzgrate, wie sie sich beispielsweise beim Plasmaschneiden von Blechen aus geschmolzenem Material entlang der Schnittlinien aufbauen. Zum Entgraten dieser Bleche verwendet man bisher Schleifmaschinen mit einer großen Schleifwalze. Dabei ergibt sich die Schwierigkeit, daß die Ränder oder Grate häufig nicht an allen Stellen des Werkstückes gleich hoch sind und/oder daß die Werkstücke verzogen sind und nicht völlig plan auf der Werkstückauflage liegen. Auch besteht die Gefahr, daß sich dünne Werkstücke hoher Festigkeit durch die beim Schleifvorgang erzeugte Reibungs- oder Zerspanwärme noch verziehen. Dadurch ist es praktisch unmöglich, mit einer Schleifwalze die Grate vollständig abzuschleifen, ohne dabei in die Werkstückoberfläche neben den Graten zu schleifen. Schleifwalzen mit einer mehr oder weniger weichen Umfangsfläche ermöglichen zwar einen gewissen Toleranzausgleich, haben aber den Nachteil, daß die zu übertragenden Zerspankräfte geringer sind.
Aus der US-A 2 618 913 ist eine Maschine mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Merkmalen bekannt, bei der der Druckbalken im wesentlichen aus einem Klotz mit Bohrungen besteht, in denen kolbenartige Schäfte der Druckglieder verschiebbar geführt sind und die an ihren oberen Enden mit einer gemeinsamen Druckkammer verbunden sind, so daß die Schäfte der Druckglieder gemeinsam mit einem Druckmittel beaufschlagt werden können. Die Kolben weisen jeweils durchgehende Schlitze auf, die von in dem Klotz festgelegten Stiften durchsetzt werden, um die Kolben an einem Herausfallen aus den Bohrungen zu hindern. An den aus dem Klotz herausragenden freien Enden der Schäfte ist jeweils eine Rolle gelagert, die zur Anlage an der Rückseite des Bandes bestimmt ist. Auf diese Weise soll die Reibung zwischen den Druckgliedern und dem Band weitgehend aufgehoben werden. Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß sich in jedem Falle nur eine Linienberührung zwischen der Rolle und der Schleifbandrückseite ergibt. Auf diese Weise läßt sich nicht der für das Schleifen von Metall erforderliche Druck auf das Schleifband bzw. das Werkstück ausüben. Da ferner die Rollen in gabelförmigen Enden der kolbenartigen Schäfte der Druckglieder gelagert sind, entstehen selbst bei versetzter Anordnung der Druckglieder in aufeinanderfolgenden Reihen in Durchlaufrichtung des Werkstückes Lücken zwischen den Druckgliedern, in denen das Schleifband nicht beaufschlagt wird und in denen somit auch kein Schleifen eines Werkstückes erfolgen würde. Schließlich ist auch der bekannte Druckbalken kompliziert und teuer in der Herstellung, da eine absolut dichte Führung der kolbenartigen Schäfte der Druckglieder in den Bohrungen des Druckbalkens gewährleistet sein müßte. Aus allen vorstehend genannten Gründen eignet sich die Maschine gemäß der US-A 2 618 913 zwar gegebenenfalls zum Polieren von Werkstücken, nicht jedoch zum Schleifen metallischer Werkstücke im Durchlaufverfahren.
Das gleiche gilt für eine Maschine gemäß der US-A 637 121, die ebenfalls die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform umfassen die Druckglieder einen in einem Träger verschiebbar gelagerten Schaft, der an seinem aus dem Träger herausragenden freien Ende eine Lagergabel für eine Druckrolle trägt. Die Schäfte werden bei dieser Ausführungsform nicht durch ein Druckmittel, sondern durch eine Feder in Richtung auf das Schleifband vorgespannt. Die Druckglieder aufeinanderfolgender Reihen sind derart gegeneinander versetzt, daß - in Vorschubrichtung des Werkstückes betrachtet -eine fast lückenlose Überdeckung der Schleifbandbreite erfolgt. Auch hier ergeben sich in der Praxis minimale Lücken zwischen einander benachbarten Druckgliederspalten, da die Rollen einander benachbarter Druckglieder nicht aneinander schleifen dürfen. Bei dieser Ausführung ist die Übertragung eines zum Metallschleifen erforderlichen Schleifdruckes wegen der Linienberüh rung der Rollen mit dem Schleifband kaum möglich. Ferner kann eine solche Ausführungsform dazu führen, daß ein parallel zur Bandlaufrichtung und zur Vorschubrichtung des Werkstückes gerichteter Grat gerade im Bereich zwischen zwei Spalten von Druckgliedern zu liegen kommt. In diesem Fall wird das über den Grat laufende Band unmittelbar neben dem Grat vollständig gegen die Werkstückoberfläche gedrückt so daß ein scharfer Knick im Band entsteht und das Band möglicherweise an dieser Stelle zerschnitten wird. Auch diese Maschine ist daher nur zum Polieren von Holz und Möbelteilen bestimmt und geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandschleifmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art anzugeben, die auf einfache Weise das vollständige Abschleifen lokaler Erhebungen auch an metallischen Werkstücken im Durchlaufverfahren selbst dann ermöglicht, wenn diese Werkstücke nicht völlig eben sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen bekannten Maschinen weisen bei der erfindungsgemäßen Lösung die Druckglieder keine zur Anlage an dem Schleifband bestimmten Rollen oder Druckschuhe auf, sondern bestehen aus einfachen Bolzen. Dies ermöglicht eine sehr dichte räumliche Anordnung der bolzenförmigen Druckglieder, da sperrige Lagergabeln für die Rollen und diese Rollen selbst entfallen können. Gleichzeitig steht die gesamte Bolzendurchmesserfläche als Druckfläche zum Andrücken des Schleifbandes an das Werkstück zur Verfügung. Einerseits erhält man auf diese Weise eine feine Unterteilung der wirksamen Druckfläche des Druckbalkens und andererseits lassen sich über die flächigen Enden der bolzenförmigen Druckglieder ausreichende Kräfte übertragen, um auch Erhebungen an metallischen Werkstücken zerspanen zu können. Die gegenseitige Versetzung der Bolzen in aufeinanderfolgenden Reihen um jeweils nur einen Bruchteil des Bolzendurchmessers gewährleistet bei einer ausreichenden Anzahl von Bolzenreihen eine einheitliche Schleiflänge über die gesamte Breite des Druckbalkens, so daß keine den Bolzenspalten entsprechende Schleifbahnen entstehen können und keine Gefahr besteht, daß das Schleifband zerschnitten wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß der Verschleiß an den flächigen Bolzenenden auch beim Schleifen von metallischen Werkstücken trotz der dabei erforderlichen höhen Schleifdrücke relativ gering ist. Ein eventueller Verschleiß an den Bolzen ist auch relativ unkritisch, solange er an sämtlichen Bolzen einigermaßen einheitlich ist. Sollten die Bolzen endlich doch verschlissen sein, so können sie zu einem geringen Preis und mit geringem Aufwand durch neue Bolzen ersetzt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird ähnlich wie bei den oben beschriebenen bekannten Lösungen der Druckbalken auf eine Höhe eingestellt, in der das Schleifband durch die Summe der Druckglieder auf einer Höhe unterhalb der Werkstückoberfläche gehalten wird. Wird nun das Werkstück in die Bandschleifmaschine eingeschoben, so drückt es die Druckglieder gegen die elastische Vorspannkraft nach oben, während außerhalb der Außenränder des Werkstückes die Druckglieder in ihrer unteren Stellung verharren oder in innerhalb der Werkstückränder liegende Aussparungen eintauchen können. Dadurch werden zunächst bevorzugt die an den Werkstückrändern stehenden Grate abgeschliffen. Es werden zwar unter Umständen auch die zwischen den Graten liegenden Flächen des Werkstückes angeschliffen, jedoch erfolgt das Schleifen dieser Flächen selbst bei verzogenen Werkstücken im wesentlichen einheitlich, da die einzeln verstellbaren Bolzen des Druckbalkens dem Oberflächenrelief des Werkstückes folgen.
Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Lösung der Träger von einem kastenförmigen Hohlkörper gebildet, in dessen der Werkstückauflage zugekehrten Wand die Bohrungen für die Bolzen ausgebildet sind und in dem sich ein mit einem Druckmittel beaufschlagbarer Schlauch befindet, der an den in den Hohlkörpern hineinragenden Bolzenenden anliegt. Diese Lösung ermöglicht es, einfache handelsübliche Kopfbolzen als Druckglieder zu verwenden, die durch ihren Bolzenkopf am Herausfallen aus dem Träger gehindert werden.
Durch die Verwendung eines Druckschlauches anstelle einer direkten Beaufschlagung der Druckglieder mit einem Druckmittel treten bei der erfindungsgemäßen Lösung keinerlei Dichtungsprobleme auf. Die erfindungsgemäß Lösung ist dadurch äußerst einfach und preiswert in der Herstellung.
Es gibt Fälle, in denen ein Anschleifen der Werkstückoberfläche neben den Graten unter allen Umständen vermieden werden muß, da z.B. die Werkstückoberfläche bereits in irgendeiner Weise vorbehandelt oder vergütet wurde. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der kastenförmige Hohlkörper in eine Mehrzahl von Kammern unterteilt ist, die jeweils eine bestimmte Anzahl von Bolzenspalten umfassen und in denen jeweils ein separat mit einem Druckmittel beaufschlagbarer Schlauch angeordnet ist, und daß jeder Kammer eine Tast- und Steuereinrichtung zugeordnet ist, welche die Werkstückkontur abtastet und den Druck im zugehörigen Schlauch im Sinne einer Druckentlastung für die nicht zu schleifenden Werkstückbereiche steuert. Bei dieser Lösung werden also die Schläuche sämtlicher Kammern mit Druck beaufschlagt, so daß das Schleifband grundsätzlich in seine Schleifstellung vorgespannt ist. Für die nicht zu schleifenden Werkstückflächen werden beim Durchlauf des Werkstückes die in diesem Bereich liegenden Kammern entlüftet. Diese Lösung ermöglicht es, die Schleifzeit durch eine beliebig einstellbare Zeitverzögerung zwischen dem Tastsignal, das von dem Tastorgan beim Erfassen eines Grates ausgelöst wird, und der Belüftung der jeweiligen Kammer einzustellen. Die Einstellung einer solchen Zeitverzögerung ist technisch auf sehr einfache Weise möglich.
Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Bandschleifmaschine parallel zur Durchlaufrichtung des Werkstückes,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Unterseite des erfindungsgemäßen Druckbalkens und
Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch einen Druckbalken mit zur Schleifebene paralleler Schnittebene gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In der Fig. 1 erkennt man einen Werkstückauflagetisch 10 sowie ein oberhalb desselben angeordnetes Schleifaggregat 12. Dieses umfaßt ein endloses umlaufendes Schleifband 14, das über zwei Umlenkrollen 16 beiderseits des Werkstückauflagetisches 10 und eine nicht dargestellte Antriebswalze geführt ist. Zum Andrücken des Schleifbandes 14 an ein auf dem Werkstückauflagetisch 10 durch die Bandschleifmaschine hindurchbewegtes Werkstück 18 dient ein Druckbalken 20, der in nicht dargestellter Weise an dem Gestell der Bandschleifmaschine gehalten und beispielsweise mittels einer Kolbenzylinderanordnung 22 in Richtung des Doppelpfeiles A senkrecht zur Oberfläche des Werkstückauflagetisches 10 verstellbar ist.
Der Druckbalken 20 besteht im wesentlichen aus einem Kastenprofil 24, dessen dem Werkstückauflagetisch 10 zugewandte untere Wand 26 mit einer Vielzahl von matrixförmig in Reihen und Spalten angeordneten Bohrungen 28 versehen ist, in denen jeweils ein Bolzen 30 frei verschieblich steckt. Die Bolzen 30 besitzen jeweils einen Kopf 32, der sie am Herausfallen aus den Bohrungen 28 hindert. Mit ihren freien Enden liegen sie an der Rückseite des Schleifbandes 12 unmittelbar an. Die Bolzenenden können gegebenenfalls mit einem verschleißarmen Belag versehen sein. In der Regel wird man jedoch auf eine solche relativ teure Lösung verzichten, da es preiswerter sein kann, die verschlissenen Bolzen durch neue Bolzen zu ersetzen.
Innerhalb des Kastenprofiles 24 befindet sich ein beispielsweise mit Druckluft gefüllter Druckschlauch 34, der die Bolzen 30 mit ihren Bolzenköpfen 32 gegen die untere Wand 26 des Kastenprofils 24 spannt. Der Druckschlauch 34 kann über einen Anschlußstutzen 36 und ein Ventil 38 mit einer geeigneten Druckluftquelle 40 verbunden sein. Die Druckluftquelle kann dabei so aufgebaut sein, daß es möglich ist, den Druck innerhalb des Druckschlauches 34 konstant zu halten oder entsprechend dem gewünschten Schleifdruck zu variieren.
Im Betrieb wird der Druckbalken 20 relativ zum Werkstückauflagetisch 10 so eingestellt, daß der Abstand des Schleifbandes 14 von der Tischoberfläche geringer als die Stärke des zu bearbeitenden Materials ist. Wird das Werkstück 18 nun in Richtung des Pfeiles A in die Schleifmaschine eingeschoben, so hebt es die Bolzen 30 an. An den Werkstückrändern dagegen bleiben die Bolzen 30 in ihrer unteren Stellung und ziehen das Schleifband 14 über den Werkstückrand nach unten in Richtung auf den Werkstückauflagetisch 10. Dies gilt sowohl für den Bereich der Außenränder des Werkstückes 18 als auch für beliebig ausgeschnittene Konturen innerhalb desselben. Dort, wo die Bolzen 30 das Schleifband 14 an die Werkstückoberfläche andrücken, d.h. vor allem im Bereich der Grate, wird Material abgetragen, so daß die Grate des Werkstückes nach dem Durchlauf desselben durch die Bandschleifmaschine abgeschliffen sind.
Auf diese Weise lassen sich ohne den geringsten Steuerungsaufwand Bleche mit beliebigen Konturen auch dann entgraten, wenn diese Bleche nicht vollständig eben auf dem Werkstückauflagetisch 10 aufliegen. Denn im Gegensatz zu der bekannten Walzenschleifmaschine, bei der die Schleifwalze nur als Ganzes verstellt werden kann, passen sich die als Druckglieder dienenden Bolzen 30 der Werkstückoberseite in einem großen Bereich an. Dabei wird die bei den herkömmlichen Walzenschleifmaschinen bestehende Gefahr vermieden, daß auf der einen Seite das Werstück dünn geschliffen wird, während auf der anderen Seite der eigentlich abzuschleifende Grat immer noch vorhanden ist. Allerdings kann es nach wie vor zwechmäßig sein, bei sehr hohen Graten diese nach wie vor mittels einer Walzenschleifmaschine bis auf einen Restbetrag abzutragben und erst dann das Werkstück durch die erfindungsgemäße Bandschleifmaschine hindurchzuführen.
Um über die gesamte Breite des Druckbalkens ein einheitliches Schleifbild zu erhalten und das Auftreten von Schleifbahnen mit dazwischen liegenden scharfen Rändern zu vermeiden, sind die Bolzen 30 in in Durchlaufrichtung A aufeinanderfolgenden Bolzenreihen gemäß Fig. 2 angeordnet. Wie man in Fig. 2 erkennt, sind die Bolzen 30 in aufeinanderfolgenden Bolzenreihen jeweils nur um einen Bruchteil des Bolzendurchmessers in Reihenlängsrichtung gegeneinander versetzt. Bei einem gegebenen Bolzendurchmesser und einem gegebenen Abstand der Bolzen 30 innerhalb jeder Reihe läßt sich das Versetzungsmaß a zweier in Durchlaufrichtung A aufeinanderfolgender Bolzen und die Anzahl der Bolzenreihen so bestimmen, daß sich - über die Breite des Druckbalkens 20 hin betrachtet - an jeder Stelle mindestens annähernd die gleiche Eingriffszeit der Bolzen mit dem Werkstück erzielen läßt. Das bedeutet, daß die Summe der Beträge e₁ und die Summe der Beträge e₂ entlang zweier Schnittebenen E₁ und E₂, die parallel zur Durchlaufrichtung A und senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2 gerichtet sind, mindestens annähernd gleich sein müssen. In der Praxis wird die Schleifänge - quer zur Durchlaufrichtung A betrachtet - zwischen einem unteren und einem oberen Grenzwert periodisch variieren. Die Differenz zwischen diesen beiden Werten läßt sich mit zunehmender Anzahl von Bolzenreihen kleiner machen. Jedoch ist die sinnvolle Anzahl der Bolzenreihen durch verschiedene Faktoren begrenzt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist der Hohlraum des Kastenprofils 24' in mehrere Kammern 42 unterteilt, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils zwei Spalten von Bolzen 30 umfassen und durch Trennwände 44 voneinander getrennt sind. In jeder Kammer 42 befindet sich ein eigener Druckschlauch 46, der über ein Ventil 48 entlüftet bzw. mit Druckluft gefüllt werden kann.
In Durchlaufrichtung A vor dem Druckbalken 20 sind bei dieser Ausführungsform an sich bekannte Tastorgane 50 angeordnet, welche ein ankommendes Werkstück abtasten und entsprechende Tastsignale an eine Steuervorrichtung 52 liefern. Diese wiederum steuert die Ventile 48 der einzelnen Kammern 42 in der Weise, daß die Schläuche 46 belüftet werden, wenn die unter den entsprechenden Kammern 42 durchlaufen den Werkstückbereiche nicht geschliffen werden sollen.

Claims

1. Bandschleifmaschine, umfassend eine Werkstückauflage (10) und mindestens ein Schleifaggregat (12) mit einem umlaufenden endlosen Schleifband (14) und einem zum Andrücken desselben an die Werkstückoberfläche (18) bestimmten Druckbalken (20), der einen im wesentlichen parallel zur Werkstückauflage (10) gerichteten Träger (24) mit Bohrungen (28) aufweist, in denen Druckglieder (30, 32) senkrecht zur Werkstückauflage (10) frei beweglich gehalten und in Richtung auf die Werkstückauflage (10) elastisch auslenkbar vorgespannt sind, wobei die Bewegung der Druckglieder (30, 32) in Richtung auf die Werkstückauflage (10) durch einen Anschlag begrenzt ist und wobei die matrixförmig in mehreren Reihen und Spalten angeordneten Druckglieder (30, 32) in einander benachbarten Reihen jeweils in Reihenrichtung gegeneinander versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die bolzenförmigen Druckglieder (30) mit ihren dem Schleifband (14) zugewandten freien Bolzenenden unmittelbar an der Rückseite des Schleifbandes (14) anliegen, daß die Druckglieder (30, 32) einer Reihe jeweils nur um einen Bruchteil eines Bolzendurchmessers gegenüber den Druckgliedern (30, 32) der jeweils benachbarten Reihe versetzt sind und daß bei gegebenem Bolzendurchmesser und gegenseitigem Bolzenabstand der Betrag (a) der Versetzung und die Anzahl der Druckgliederreihen derart gewählt sind, daß - in jeder zur Durchlaufrichtung A des Werkstückes (18) parallelen und zur Schleifebene senkrechten Ebene (E₁, E₂)betrachtet - die Schleiflänge mindestens annähernd gleich ist.

2. Bandschleifmaschine mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (24) von einem kastenförmigen Hohlkörper gebildet ist, in dessen der Werkstückauflage (10) zugekehrten Wand (26) die Bohrungen für die bolzenförmigen Druckglieder (30, 32) ausgebildet sind und in dem sich ein mit einem Druckmittel beaufschlagbarer Schlauch (34) befindet, der an den in den Hohlkörper hineinragenden Druckgliederenden (32) anliegt.

3. Bandschleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kastenförmige Hohlkörper (24') in eine Mehrzahl von Kammern (42) unterteilt ist, die jeweils eine bestimmte Anzahl von Druckgliederspalten umfassen und in denen jeweils ein separat mit einem Druckmittel beaufschlagbarer Schlauch (46) angeordnet ist, und daß jeder Kammer (42) eine Tast- und Steuereinrichtung (50, 52) zugeordnet ist, welche die Werkstückkontur abtastet und den Druck in dem zugehörigen Schlauch (46) im Sinne einer Druckentlastung für die nicht zu schleifenden Werkstückbereiche steuert.