Die Erfindung betrifft einen Druckbalken für eine Bandschleifmaschine
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Druckbalken für Bandschleifmaschinen werden zum gesteuerten
Andrücken eines endlos umlaufenden Schleifbandes
gegen eine zu bearbeitende Oberfläche eines bewegten
Werkstückes eingesetzt. Damit der auf das Schleifband
ausgeübte Druck möglichst gut an die Oberfläche des zu
bearbeitenden Werkstücks angepaßt ist und insbesondere
im Kantenbereich des Werkstücks ein gutes Schleifergebnis
gewährleistet ist, weisen die Druckbalken heutzutage
eine Vielzahl von längs des Druckbalkens verteilt
angeordneten Andruckgliedern auf, die meist mit einer
elastischen Druckplatte zusammenwirken, die wiederum
mit dem Schleifband in Kontakt steht.
Die einzelnen Andruckglieder können durch eine jeweils
zugeordnete, druckmittelbetätigbare Zylinder-Kolben-Einheit
unabhängig voneinander angesteuert werden.
Aus der DE-A-35 03 088 ist ein Druckbalken dieser Art
bekannt, bei dem die Kolben der einzelnen Zylinder-Kolben-Einheiten
mit Druckluft beaufschlagt werden, um den
Kolben so zu verstellen, daß die Andruckglieder einen
Druck auf die Druckplatte ausüben. Die Rückstellung des
Kolbens erfolgt durch eine im Zylinder vorgesehene
Rückholfeder.
Um die Betriebsfunktion weiter zu verbessern, hat man
in der DE-A-42 32 028 die mechanische Rückstellung
durch eine druckmittelbetätigbare Rückstellung ersetzt.
Bei dieser Ausführung der Zylinder-Kolben-Einheiten begrenzt
der Kolben zwei abgedichtete Bereiche des Zylinders,
in die jeweils eine Druckmittelleitung mündet.
Liegt der Druck an der einen Druckmittelleitung an,
wird das Andruckglied gegen die Druckplatte gepreßt,
und liegt der Druck an der anderen Druckmittelleitung
an, erfolgt die Rückstellung des Kolbens mit zugeordnetem
Andruckglied.
Wenngleich diese Anordnung eine sehr zuverlässige Betriebsfunktion
gewährleistet, ist jedoch ein relativ
großer konstruktiver Aufwand erforderlich, der zudem
auch zusätzlichen Einbauplatz benötigt. Dies wiederum
beschränkt die Anzahl der nebeneinander angeordneten
Andruckglieder über die Arbeitsbreite des Druckbalkens.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den
Druckbalken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend
zu verbessern, daß der konstruktive Aufwand
verringert wird, die Anzahl der Andruckglieder erhöht
werden kann und weiterhin eine sichere Betriebsfunktion
gewährleistet ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches
1.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß steht jede Zylinder-Kolben-Einheit über
wenigstens ein Steuerventil wahlweise mit wenigstens
einer ersten Überdruckleitung oder einer Unterdruckleitung
in Verbindung, um den Kolben durch Überdruck in
die eine Richtung bzw. durch Unterdruck in die andere
Richtung zu verstellen. Hierfür muß lediglich eine
Druckmittelleitung in den Zylinder münden, über die -
je nach Stellung des Steuerventils - der Überdruck bzw.
Unterdruck zur Verstellung des Kolbens zugeführt wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Zylinder-Kolben-Einheit
wahlweise mit einer von wenigstens
zwei Überdruckleitungen oder der Unterdruckleitung
verbunden werden. Durch Verwendung von zwei, drei
oder mehr Überdruckleitungen, die jeweils einen unterschiedlichen
Druck aufweisen, können insbesondere problematische
Bereiche des Werkstücks, wie insbesondere
die Kantenbereiche, mit einem anderen Druck beaufschlagt
werden, als andere Bereiche.
Die jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheiten werden über
wenigstens ein Steuerventil mit dem gewünschten Druckmittelkanal
verbunden. Bei Verwendung von mehreren
Steuerventilen werden diese zweckmäßigerweise in Reihe
geschaltet, um den baulichen Aufwand zu verringern.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden
anhand der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele
und der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen
- Fig.1
- eine schematische Querschnittdarstellung
des Druckbalkens,
- Fig.2
- eine schematische Längsschnittdarstellung
im Bereich der Andruckglieder und der
Druckplatte,
- Fig.3
- ein schematisches Blockschalbild der
Steuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
und
- Fig.4
- ein schematisches Blockschaltbild der
Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Der in Fig.1 dargestellte Druckbalken für eine Bandschleifmaschine
besteht im wesentlichen aus einer Vielzahl
von längs des Druckbalkens verteilt angeordneten
Andruckgliedern 1 sowie druckmittelbetätigbaren Zylinder-Kolben-Einheiten
2, wobei die einzelnen Andruckglieder
1 zur Verstellung eines zugeordneten Kolbens 20
unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Die Andruckglieder 1 und die Zylinder-Kolben-Einheiten
2 sind in einem Träger angeordnet.
Die Andruckglieder 1 sind entweder starr oder beweglich
mit dem Kolben 20 verbunden. Ferner könnte zwischen
Kolben 20 und Andruckglied 1 auch lediglich eine lose
Kontaktberührung vorgesehen werden.
Die Andruckglieder 1 kommen je nach Stellung des Kolbens
20 auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite mit
einer elastischen Druckplatte in Berührung. Die Druckplatte
4 besteht aus einem mit dem Andruckgliedern 1 in
Kontakt kommenden Stahlband 4a, einem Filz 4b und einem
Gleitbelag 4c, der mit einem Schleifband 5 in Kontakt
kommt.
Zur Führung der Andruckglieder 1 und zur Halterung der
Druckplatte ist der Träger 3 im unteren Bereich mit
Ausnehmungen 3a und 3b versehen.
Die Zylinder-Kolben-Einheiten 2 sind im Träger ausgebildet,
indem der Kolben 20 in einer entsprechenden
Ausnehmung 1c geführt ist.
Um den Kolben 20 mit einem Druckmittel zu beaufschlagen,
mündet in den durch die Ausnehmung 1c gebildeten
Zylinder eine Druckmittelleitung 6. Die Druckmittelleitung
6 steht über wenigstens ein Steuerventil wahlweise
mit wenigstens einer ersten Überdruckleitung oder einer
Unterdruckleitung in Verbindung, um den Kolben 20 durch
Überdruck in die eine Richtung bzw. durch Unterdruck in
die andere Richtung zu verstellen.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 kann die Druckmittelleitung
6 über ein erstes Steuerventil 11 mit einer
ersten Überdruckleitung 7 bzw. über das erste Steuerventil
11 und ein zweites Steuerventil 12 auch mit einer
zweiten Überdruckleitung 8 oder einer Unterdruckleitung
10 verbunden werden.
In der Fig.1 sind der Kolben 20, das Andruckglied 1 und
die Druckplatte 4 zweigeteilt gezeichnet, wobei die
linke Seite die Ruhestellung zeigt, in der die Druckplatte
nicht durch das Andruckglied belastet wird, und
auf der rechten Seite die Arbeitsstellung dargestellt
ist, in der das Andruckglied einen entsprechenden Druck
auf die Druckplatte ausübt.
Die Druckbalkensteuerung wird im folgenden anhand von
Fig.3 näher beschrieben. Bei dem in Fig.3 schematisch
dargestellten Blockschaltbild sind drei Überdruckleitungen
7, 8, 9 sowie eine Unterdruckleitung 10 vorgesehen,
die über Steuerventile 11, 12, 13 mit der Leitung
6 und damit mit der Zylinder-Kolben-Einheit 2 zur
Verstellung des Kolbens 20 verbunden werden können.
Nach Betätigung eines Startventils 14 wird durch eine
Vakuumsaugdüse 15 in einem Ausgleichsbehälter 16 ein
Unterdruck erzeugt, der über die Unterdruckleitung 10
allen Zylinder-Kolben-Einheiten je nach Stellung ihrer
zugeordneten Steuerventile zur Verfügung steht. Das erste,
zweite und dritte Steuerventil 11, 12, 13 sind in
Reihe geschaltet und über Kanäle 17, 18, 19 miteinander
bzw. mit der Unterdruckleitung verbunden.
In der Ruhestellung der Steuerventile 11, 12, 13 sind
diese untereinander und mit der Druckmittelleitung 6
sowie mit der Unterdruckleitung 10 verbunden. Durch die
Betätigung des Startventils 14 wird somit auch ein Unterdruck
in den Kanälen 17, 18, 19 erzeugt, der den
Kolben 20 mit der daran befestigten Druckplatte bis zum
Anschlag am Zylinderboden anhebt.
Nach Anheben der Andrucksglieder 1 durch den Kolben 20
wird die aus den Einzelelementen 4a, 4b, 4c bestehende
elastische Druckplatte 4 bevorzugt durch die Schleifbandspannkraft
zusammen mit dem Schleifband angehoben
und dadurch der Kontakt zwischen Schleifband und Werkstück
unterbrochen.
Zur Entlastung des Schleifbandes kann das Stahlband 4a
oder das Andruckglied 1 als Dauermagnet ausgebildet
sein. Dadurch werden Andruckglied und Druckplatte gemeinsam
durch den Kolben angehoben. Denkbar ist auch
eine anderweitige Befestigungsform (mechanisch) zwischen
Andruckglied und Druckplatte.
Durch Ansteuerung des Ventils 11 wird der zugehörige
Ventilkolben 11a angehoben und der Kanal 19 geschlossen.
Gleichzeitig wird die erste Überdruckleitung 7, in
der eine erste einstellbare Druckmittelgröße ansteht,
durch die Druckmittelleitung 6 mit der Zylinder-Kolben-Einheit
2 verbunden. Dadurch wird der Kolben 20 mit der
Druckplatte 1 in bekannter Weise gegen die elastische
Druckplatte 4 gedrückt.
Nach Abschalten des ersten Steuerventils 11 wird die
erste Überdruckleitung 7 abgesperrt und durch Öffnen
des Kanals 19 steht wiederum der die Rückstellkraft erzeugende
Unterdruck am Kolben 20 an, so daß dieser angehoben
wird.
Durch Betätigung des zweiten Steuerventils 12 wird der
Kanal 18 geschlossen und eine Verbindung mit der zweiten
Überdruckleitung 8 hergestellt, in der eine einstellbare
zweite Druckmittelgröße ansteht, die wiederum
eine entsprechende Betätigung des Kolbens 20 mit seinem
zugehörigen Andruckglied 1 bewirkt. Nach Abschalten des
zweiten Steuerventils wird wiederum eine Verbindung zur
Unterdruckleitung 10 hergestellt, die ein Anheben des
Andruckgliedes bewirkt.
Durch Ansteuerung des dritten Steuerventils 13 ist in
analoger Weise auch eine Verbindung mit der dritten
Überdruckleitung 9 möglich. Zweckmäßigerweise befinden
sich in den Überdruckleitungen 7, 8, 9 Druckmittelgrößen
mit unterschiedlichem Druck. Dadurch lassen sich
beispielsweise die linken und rechten Kantenbereiche
sowie der dazwischenliegende Bereich eines Werkstücks
mit unterschiedlichem Druck beaufschlagen, um ein möglichst
gleichmäßiges Abschleifen des Werkstücks zu ermöglichen.
Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung auch
eine, zwei oder mehr als drei Überdruckleitungen vorgesehen
werden. Es ist zumindest erforderlich, daß neben
einer ersten Überdruckleitung zumindest auch eine Unterdruckleitung
vorhanden ist, um die Verstellung des
Kolbens über die in den Zylinder mündende Druckmittelleitung
6 zu ermöglichen.
Der Ausgleichsbehälter 16 hält durch sein relativ
großes Volumen im Vergleich zu dem Volumen der Zylinder-Kolben-Einheiten
den durch die Vakuum-Saugdüse 15
erzeugten Unterdruck nahezu konstant, selbst dann, wenn
das aus dem Zylinder entweichende Druckmittel expandiert.
Durch einen Druckschalter 21 wird das Startventil
14 zur Erzeugung eines konstanten Unterdrucks geschaltet.
In dem in Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeder
Zylinder-Kolben-Einheit 2 für jede vorhandene Druckleitung
ein entsprechendes Steuerventil zugeordnet.
Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung statt
der Vielzahl der Steuerventile auch ein entsprechendes
Mehrwegeventil 22 verwendet werden, wie es in Fig.4
schematisch dargestellt ist.
Zweckmäßigerweise werden für die Steuerventile allgemein
erhältliche Magnetventile verwendet. Im Rahmen der
Erfindung sind jedoch auch andere Ventile denkbar, die
beispielsweise piezoelektrische Aktoren aufweisen.
Durch die Verwendung der einfach wirkenden Kolben kann
der konstruktive Aufwand des Druckbalkens gegenüber dem
Stand der Technik gemäß der DE-A-42 32 028 erheblich
reduziert werden. Dadurch kennen auf die gleiche Länge
des Druckbalkens gewünschtenfalls zusätzliche Andruckglieder
vorgesehen werden, um dadurch eine feinfühligere
Anpassung der aktivierten Druckbalkenandruckbreite
an die abgetastete Werkstückbreite zu ermöglichen.
Zudem laßt sich der Druckbalken hierdurch wesentlich
einfacher und preiswerter herstellen. Durch die in
Reihe geschalteten Steuerventile, die jeweils einer
Druckleitung zugeordnet sind, läßt sich auf besonders
einfache Art und Weise eine Vielzahl von Druckmittelgrößen
verwenden.