EP1530509B1 - Schleifmaschine und verfahren zum schleifen eines werkstücks - Google Patents

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EP1530509B1
EP1530509B1 EP03790645A EP03790645A EP1530509B1 EP 1530509 B1 EP1530509 B1 EP 1530509B1 EP 03790645 A EP03790645 A EP 03790645A EP 03790645 A EP03790645 A EP 03790645A EP 1530509 B1 EP1530509 B1 EP 1530509B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sanding
abrasive
grinding
sanding machine
activating
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03790645A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1530509A1 (de
Inventor
Jürgen Heesemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HEESEMANN, JUERGEN
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1530509A1 publication Critical patent/EP1530509A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1530509B1 publication Critical patent/EP1530509B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/18—Accessories
    • B24B21/22—Accessories for producing a reciprocation of the grinding belt normal to its direction of movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/02—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving a reciprocatingly-moved work-table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/28—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding wood

Definitions

  • the invention relates to a grinding machine with oscillating drive means for displacing abrasives in an oscillating grinding motion.
  • the invention further relates to a method for grinding a workpiece with such a grinding machine by oscillating grinding movements.
  • Such a grinding machine is described, for example, in the embodiment of a belt grinding machine in EP 0 543 947 B1.
  • an abrasive adhering to a plate with oscillating drive means is coupled to a grinding machine frame such that a translatory orbital motion is superimposed on a second movement of the plate relative to the grinding machine frame.
  • the two superimposed movements should prevent the formation of a regular sanding pattern.
  • the two superimposed movements are coupled together.
  • EP 0 155 380 B1 discloses a belt grinding machine which has a sectional pressure beam with a multiplicity of pressure shoes arranged next to one another.
  • the pressure shoes are controlled in dependence on the contour of the workpiece to be machined so that only the actually required for the workpiece pressure shoes are in an effective grinding position and press the abrasive in these Andruck Schemeen on the workpiece.
  • Austrian Patent AT 226105 discloses a non-oscillating belt sander in which a lamellar pressure strip is moved at a reduced speed parallel to an endless sanding belt. Due to the lamellar surface of the pressure belt, which rests on the inside of the endless abrasive belt and is pressed together with this on the workpiece, the pressure on the abrasive belt is not constant over the grinding surface. Rather, the pressure on the sanding belt over the entire length of the workpiece moving away and exercised finely distributed at intervals, so that the quality of the grinding and the grinding performance can be significantly improved.
  • the belt grinder is rigid and does not exert any oscillating grinding motion.
  • the object of the invention is to provide an improved grinding machine, can be reduced with the grinding marks and a uniform grinding pattern can be ensured and is optimally removed in the grinding dust.
  • the activation device has a plurality of so activated activation areas that alternately different areas of the abrasive are activated independently of the oscillating grinding movement.
  • the activation device does not serve to support the grinding of defined contours and to prevent cylindrical grinding of workpiece edges. Rather, by alternately activating different areas of the abrasive, an image of the sanding marks is created, which in this way prevents a vibrating sanding motion from producing a regular sanding pattern.
  • the alternating activation of the various areas ensures that grinding dust can be optimally removed via the non-activated areas.
  • the alternating activation is preferably carried out in a quick change relative to the relative feed speed between the workpiece and the grinding machine.
  • the activation areas are preferably activated asynchronously to the oscillating grinding movement, so that the grain of the grinding belt is not continuously in use and the grinding patterns are mixed by the irregularly activated grinding areas.
  • the activation device is preferably movable transversely to the feed direction of the workpiece to be ground. It is particularly advantageous if the activation areas of the activation device are raised lamellae on a support, which is preferably designed as a movable in the looping plane transversely to the feed direction of the workpiece and forth plate. Due to the reciprocating blades, which rest on the abrasive, the abrasive is pressed onto the workpiece only in the area of the blades. The cross to the Feed direction running back and forth movement of the plate is decoupled from the feed movement and the oscillating grinding movement.
  • the lamellae can also be mounted on an endless conveyor, such as a chain conveyor, wherein the endless conveyor are driven circumferentially in the loop plane transverse to the feed direction of the workpiece.
  • the rotating drive is decoupled from the oscillating grinding movement and preferably counter to the oscillating grinding movement in the grinding plane.
  • the lamellae may, for example, extend diagonally, V-shaped, W-shaped, bent or offset one behind the other relative to the cutting plane. These and other lamella shapes should be selected depending on the design of the grinding machine, the type of oscillating grinding motion and the resulting grinding result.
  • a known per se pressure device is arranged with at least one controllable pressure shoe.
  • This pressure device is used in contrast to the activation device according to the invention to press the abrasive in response to the contour of the workpiece, for example, to prevent excessive grinding of edge regions of the workpiece.
  • the abrasive is, for example, as an abrasive sheet on a holding device stored.
  • the holding device is mounted with the oscillating drive means on a grinding machine frame so that the holding device relative to the grinding machine frame in a parallel to a grinding plane, ie the grinding surface of the abrasive, oscillating grinding movement is added.
  • the activation device is coupled to the grinding machine frame and decoupled from the holding device at least in one direction of the grinding plane. In this way it is ensured that the alternately activation of the different area of the abrasive is independent of the oscillating grinding movement.
  • the oscillating drive means preferably have rotatably driven eccentric shafts which extend vertically to the grinding plane between the grinding machine frame and the holding device.
  • At least one of the eccentric shafts should be slidably supported in a direction of the grinding plane to reduce bearing stresses that occur when the grinding machine is heated by differential elongation. With a stiff bearing in the longitudinal direction of the eccentric shaft and in the other directions of the grinding plane a full swing stroke of the holding device is ensured relative to the grinding machine frame.
  • the activation device has flexible conduits for receiving a medium and pressure control means connected to the conduits.
  • lines hoses or chambers may be provided, for example.
  • the pressure control means are provided to medium in the lines, such as air or Hydraulic fluid to pressurize pulsating. In this way, pulsating waves of the medium are enforced in line hoses, which exerts an increased pressure force on the abrasive adjacent to the lines in the area of the antinodes.
  • the various chambers can be controlled individually to alternately press the various areas of the abrasive adjacent the chambers.
  • the grinding machine can be designed as an orbital sander with an abrasive sheet, which is connected to the holding device, for example by clamping or adhesive interchangeable.
  • the abrasive may also be a revolving endless abrasive belt.
  • a particularly uniform grinding pattern can be achieved if several activation devices of the type described above are arranged side by side in the feed direction.
  • the activation devices may be slidably mounted on a common support beam.
  • the support beam is then reciprocated transversely of the direction of advance, while the activation devices in turn are reciprocated relative to the support beam, for example in the longitudinal direction of the support beam.
  • the object is further achieved by a method for grinding a workpiece with a grinding machine described above by alternately activating the abrasive in different areas of the abrasive, wherein the activated areas are controlled independently of the oscillating grinding movement.
  • FIG. 1 shows a grinding machine according to the invention as a view transverse to the feed direction V in cross section.
  • An abrasive 1 in the form of a sanding sheet or sanding belt is interchangeably attached to a holding device 2.
  • the holding device 2 in turn becomes transverse to the grinding plane, i. the grinding surface of the abrasive 1, supported by at least one eccentric shaft 3, which is rotatably driven with an electric motor 4 at variable speeds.
  • the electric motor 4 is in turn fixedly coupled to a grinding machine frame 5.
  • the bearing of at least one of the eccentric shafts 3 provided should be displaceable in a direction of the grinding plane, preferably in the Y direction transversely to the feed direction V, in order to compensate for elongations when the grinding machine is heated and to reduce the bearing load.
  • the eccentric shaft 3 In the extension direction of the eccentric shaft 3 and in the other directions of the loop plane, the eccentric shaft 3 is preferably rigid and not yielding to ensure the full swing of the holding device 2.
  • the abrasive 1 may for example be clamped to the holding device 2, adhered with a Velcro connection or be releasably connected in any other way.
  • the grinding machine may also be designed with an abrasive belt, wherein drive rollers and / or deflection devices for an endless abrasive belt are coupled to the holding device 2.
  • a workpiece 6 is guided in the feed direction V relative to the grinding belt 1 on the grinding machine along.
  • this can also be moved relative to a stationary workpiece 6.
  • an activation device 7 with a plurality of activation regions 8, for example in the form of lamellae, which rest on the abrasive 1 is provided between the holding device 2 and the abrasive 1.
  • the activation device 7 is moved transversely to the feed direction V, for example in the outlined Y direction, independently of the oscillating grinding movement of the abrasive article 1, and is preferably coupled directly to the grinding machine frame 5.
  • Essential to the invention here is that the activation areas 8 of the activation device 7 are activated so that alternately different areas of the abrasive 1 are pressed by the activation areas 8 regardless of the oscillating grinding movement on the workpiece 6.
  • the non-synchronized superimposed movements of the holding device 2 (oscillating grinding movement) and the activating device 7 (reciprocation) ensures that a regular grinding pattern is blurred due to the oscillating grinding movement and the resulting grinding quality can be significantly improved.
  • FIG. 2 shows a section of the grinding machine from FIG. 1 as a perspective view.
  • the abrasive 1 is interchangeable with retaining rails 9, for example, by clamping or adhering to a retaining plate 10 of the holding device 2 is attached.
  • the abrasive 1 is here via activation areas 8 in the form of diagonally extending slats a plate-shaped support 11 of the activation device 7 stretched.
  • the plate-shaped support 11 of the activation device 7 is reciprocated in the Y-arrow direction shown transversely to the feed direction V with a movement device 12.
  • the movement device 12 is in this case preferably coupled directly to the grinding machine frame 5.
  • the plate-shaped carrier 11 is guided laterally and in height in guide elements 13a, 13b.
  • the plate-shaped support 11 is not affected by the oscillating grinding movement and is for this purpose mounted freely displaceable on the holding device 2 in the grinding plane.
  • the activation areas 8 may be, for example, as shown as diagonal, but also V-shaped, W-shaped, curved, offset one behind the other or even irregularly arranged raised slats. Other forms of activation areas 8 are conceivable.
  • the simple oscillating movement of the holding device 2 can optionally be superimposed on at least one further oscillating movement.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a grinding machine with revolving endless abrasive belt 15 and an activation device 7 according to the invention.
  • Deflection and / or drive rollers 14a, 14b for the circulating endless abrasive belt 15 are supported by a holding device 2, which is placed in a vibrating grinding movement relative to the grinding machine frame 5.
  • a holding device 2 which is placed in a vibrating grinding movement relative to the grinding machine frame 5.
  • at least one rotating driven eccentric shaft 3 is in turn arranged between the grinding machine frame 5 and the holding device 2.
  • the activation regions 8 of the activation device 7 rest on the inner surface of the endless abrasive belt 15 such that the abrasive belt 15 is pressed against the pressure areas 8 on a workpiece, not shown, which is moved below the abrasive belt 15 in the feed direction V relative to the grinding machine.
  • FIG. 4 shows another embodiment of an activation device 7 in plan view.
  • an endless conveyor belt 16 is stretched, which carries a plurality of spaced-apart activation areas 8 in the form of contact shoes.
  • the contact surfaces of the contact shoes rest on the abrasive 1 in order to press this in the region of the contact shoes to the workpiece 6 to be ground.
  • the endless conveyor belt 16 is for example a gear wheel deflected and driven in the direction of arrow P endless chain.
  • FIG. 5 shows a detail of a third embodiment of the grinding machine according to the invention with two activating devices 7a, 7b arranged parallel to one another in the side view transversely to the feed direction V.
  • the activation devices 7a, 7b each have a plurality of activation regions 8a, 8b, extend transversely to the feed direction V and are aligned with the cutting plane.
  • It is a support beam 17 is provided, which is either fixedly mounted on the grinding machine frame 5 or slidably mounted in at least one direction parallel to the grinding plane on the holding device 2, so that the movement of the support beam 17 is largely decoupled from the oscillating grinding movement of the holding device 2.
  • one or more flexible conduits 18 or chambers may cooperate with the abrasive 1.
  • the medium located in the lines 18 or line chambers is pulsed with pressure by pressure control means, so that the areas of the abrasive 1 adjacent to the applied chambers or the areas of the flexible lines 18 in the area of the antinodes are pressed against the workpiece 6.
  • the pulse control or the control of the individual chambers the various regions of the abrasive 1 can be alternately pressed against the workpiece 6 independently of the oscillating grinding movement.
  • the activation areas 8a, 8b are mounted rigidly on the support beam 17 with guide elements 19 in the feed direction V.
  • the activation devices 7a, 7b, together with the lines 18, in turn, can be slidably mounted on the supporting beam 17 vertically to the grinding plane and perform an additional reciprocating movement.
  • air or hydraulic fluid can be used as a medium.
  • FIG. 6 shows a section of a fourth embodiment of the grinding machine according to the invention with two activation devices 7a, 7b arranged parallel to one another with an additional pressure device known per se, which has a multiplicity of pressure shoes 20.
  • the pressure shoes 20, which can preferably be controlled individually the activation regions 8 respectively arranged thereon can be displaced vertically to the grinding plane.
  • the pressure shoes 20 are fastened to a support bar 17, which in turn is mounted back and forth transversely to the feed direction V in order to obtain an activation of the activation areas 8 independent of the oscillating grinding movement.
  • FIG. 7 shows the grinder in the embodiment shown in FIG. 6 in front view. It is clear that the activation device 7 extends parallel to the grinding plane transversely to the feed direction V and in the longitudinal direction of the activation device 7 from each other spaced a plurality of pressure shoes 20 are provided a known pressure device.
  • the pressure shoes 20 can be controlled individually, for example, in order to specifically control the pressure force in certain areas, in particular to prevent cylindrical grinding in edge contours of the workpiece 6.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine mit Schwingantriebsmitteln zum Versetzen von Schleifmitteln in eine schwingende Schleifbewegung.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks mit einer solchen Schleifmaschine durch schwingende Schleifbewegungen.
  • Eine derartige Schleifmaschine ist beispielsweise in der Ausführungsform einer Bandschleifmaschine in der EP 0 543 947 B1 beschrieben. Dabei ist ein an einer Platte anhaftendes Schleifmittel mit Schwingantriebsmitteln an einen Schleifmaschinenrahmen derart gekoppelt, dass eine translatorische Orbitalbewegung einer zweiten Bewegung der Platte relativ zum Schleifmaschinenrahmen überlagert wird. Durch die beiden überlagerten Bewegungen soll verhindert werden, dass ein reguläres Schleifmuster entsteht. Die beiden überlagerten Bewegungen sind miteinander gekoppelt.
  • Beispielsweise aus der EP 0 155 380 B1 ist eine Bandschleifmaschine bekannt, die einen Gliederdruckbalken mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen aufweist. Die Druckschuhe werden in Abhängigkeit von der zu bearbeitenden Kontur des Werkstücks so angesteuert, dass nur die für das Werkstück tatsächlich benötigten Druckschuhe in einer wirksamen Schleifstellung sind und das Schleifmittel in diesen Andruckbereichen auf das Werkstück drücken.
  • Weiterhin sind aus der DE 27 57 314 und DE 1 921 566 Schleifmaschinen mit pneumatisch betriebenen Druckbalken bekannt. Die pneumatisch betriebenen Druckbalken werden durch Magnetventile angesteuert, so dass die Reaktionszeit nachteilig relativ lang ist.
  • In dem österreichischen Patent AT 226105 ist eine nicht schwingende Bandschleifmaschine offenbart, bei der ein lamellenartiger Druckstreifen mit reduzierter Geschwindigkeit parallel zu einen Endlosschleifband bewegt wird. Durch die lamellenartige Oberfläche des Druckbandes, das auf der Innenseite des Endlosschleifbandes aufliegt und zusammen mit diesem auf das Werkstück gedrückt wird, ist der Druck auf das Schleifband nicht über die Schleiffläche gleichbleibend. Vielmehr wird der Druck auf das Schleifband über die ganze Werkstücklänge fortbewegend und in Abständen fein verteilt ausgeübt, so dass sich die Qualität des Schliffs und auch der Schleifleistung wesentlich verbessern lässt. Die Bandschleifmaschine ist hierbei starr und übt keine schwingende Schleifbewegung aus.
  • Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Schleifmaschine zu schaffen, mit der Schleifspuren reduziert und ein gleichmäßigen Schleifbild gewährleistet werden kann und bei der Schleifstaub optimal abgeführt wird.
  • Die Aufgabe wird mit der gattungsgemäßen Schleifmaschine dadurch gelöst, dass die Aktivierungsvorrichtung eine Vielzahl von derart angesteuerten Aktivierungsbereichen hat, dass wechselweise verschiedene Bereiche des Schleifmittels unabhängig von der schwingenden Schleifbewegung aktiviert werden.
  • Erfindungsgemäß wird somit eine von Schwingschleifern bekannte schwingende Schleifbewegung mit einer schnell wechselnden Aktivierung ausgewählter Schleifbereiche derart kombiniert, dass die schwingende Schleifbewegung unabhängig von der Aktivierung der verschiedenen Bereiche des Schleifmittels ist. Im Unterschied zu den herkömmlichen Druckschuhen dient die erfindungsgemäße Aktivierungsvorrichtung jedoch nicht dazu, das Schleifen definierter Konturen zu unterstützen und ein Rundschleifen von Werkstückkanten zu verhindern. Vielmehr wird durch das wechselweise Aktivieren verschiedener Bereiche des Schleifmittels ein Abbild der Schleifspuren erzeugt, das auf diese Weise verhindert, dass eine schwingende Schleifbewegung ein reguläres Schleifmuster erzeugt. Zudem wird durch die wechselweise Aktivierung der verschiedenen Bereiche gewährleistet, dass Schleifstaub über die nicht aktivierten Bereiche optimal abgeführt werden kann.
  • Die wechselweise Aktivierung erfolgt vorzugsweise im schnellen Wechsel bezogen auf die Relativ-Vorschubgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Schleifmaschine.
  • Die Aktivierungsbereiche werden vorzugsweise asynchron zu der schwingenden Schleifbewegung angesteuert, so dass die Körnung des Schleifbandes nicht kontinuierlich im Einsatz ist und durch die unregelmäßig aktivierten Schleifbereiche die Schleifmuster vermischt werden.
  • Die Aktivierungsvorrichtung ist vorzugsweise quer zur Vorschubrichtung des zu schleifenden Werkstücks bewegbar. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Aktivierungsbereiche der Aktivierungsvorrichtung erhabene Lamellen auf einem Träger sind, der vorzugsweise als eine in der Schleifebene quer zur Vorschubrichtung des Werkstücks hin- und her bewegbare Platte ausgebildet ist. Durch die hin- und herbewegten Lamellen, die auf dem Schleifmittel aufliegen, wird das Schleifmittel nur im Bereich der Lamellen auf das Werkstück aufgedrückt. Die quer zur Vorschubrichtung verlaufende Hin- und Herbewegung der Platte ist dabei von der Vorschubbewegung und der schwingenden Schleifbewegung entkoppelt.
  • Alternativ hierzu können die Lamellen auch auf einem Endlosfördermittel, beispielsweise einem Kettenförderer, montiert sein, wobei die Endlosfördermittel in der Schleifebene quer zur Vorschubrichtung des Werkstücks umlaufend angetrieben sind. Wiederum ist der umlaufende Antrieb von der schwingenden Schleifbewegung entkoppelt und vorzugsweise gegenläufig zur schwingenden Schleifbewegung in der Schleifebene.
  • Die Lamellen können sich relativ zu der Schleifebene beispielsweise diagonal, V-förmig, W-förmig, gebogen oder versetzt hintereinander erstrecken. Diese und andere Lamellenformen sollten in Abhängigkeit von der Bauform der Schleifmaschine, der Art der schwingenden Schleifbewegung und dem resultierenden Schleifergebnis ausgewählt werden.
  • Weiter ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Aktivierungsbereichen der Aktivierungsvorrichtung und dem Schleifmittel eine an sich bekannte Druckeinrichtung mit mindestens einem ansteuerbaren Druckschuh angeordnet ist. Diese Druckeinrichtung dient im Unterschied zu der erfindungsgemäßen Aktivierungsvorrichtung dazu, das Schleifmittel in Abhängigkeit von der Kontur des Werkstücks anzudrücken, beispielsweise um ein übermäßiges Abschleifen von Randbereichen des Werkstücks zu verhindern.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Schleifmaschine ist das Schleifmittel beispielsweise als Schleifblatt an einer Haltevorrichtung gelagert. Die Haltevorrichtung ist mit den Schwingantriebsmitteln an einem Schleifmaschinenrahmen so gelagert, dass die Haltevorrichtung relativ zu dem Schleifmaschinenrahmen in eine parallel zu einer Schleifebene, d.h. der Schleiffläche des Schleifmittels, schwingende Schleifbewegung versetzt wird. Erfindungsgemäß ist die Aktivierungsvorrichtung mit dem Schleifmaschinenrahmen gekoppelt und mindestens in eine Richtung der Schleifebene von der Haltevorrichtung entkoppelt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das wechselweise Aktivieren der verschiedenen Bereiches des Schleifmittels unabhängig von der schwingenden Schleifbewegung ist.
  • Die Schwingantriebsmittel weisen hierbei vorzugsweise rotierbar angetriebene Exzenterwellen auf, die sich vertikal zur Schleifebene zwischen dem Schleifmaschinenrahmen und der Haltevorrichtung erstrecken.
  • Durch die Exzentrizität der angetriebenen Wellen wird eine rotierende Schwingbewegung in der Schleifebene erzeugt. Mindestens eine der Exzenterwellen sollte in eine Richtung der Schleifebene verschieblich gelagert sein, um Lagerbelastungen zu reduzieren, die bei Erwärmung der Schleifmaschine durch unterschiedliche Längendehnungen auftreten. Mit einer steifen Lagerung in Längsrichtung der Exzenterwelle und in die anderen Richtungen der Schleifebene wird ein voller Schwingungshub der Haltevorrichtung relativ zu dem Schleifmaschinenrahmen gewährleistet.
  • In einer anderen Ausführungsform hat die Aktivierungsvorrichtung flexible Leitungen zur Aufnahme eines Mediums und Drucksteuerungsmittel, die mit den Leitungen verbunden sind. Als Leitungen können beispielsweise Schläuche oder Kammern vorgesehen sein. Die Drucksteuerungsmittel sind vorgesehen, um in den Leitungen befindliches Medium, wie z.B. Luft oder Hydraulikflüssigkeit, pulsierend mit Druck zu beaufschlagen. Auf diese Weise werden in Leitungsschläuchen pulsierende Wellen des Mediums erzwungen, die im Bereich der Wellenbäuche zur Aktivierung eine erhöhte Andruckkraft auf das an die Leitungen angrenzende Schleifmittel ausübt. Im Falle von Kammern als flexible Leitungen können die verschiedenen Kammern einzeln angesteuert werden, um wechselweise die an die Kammern angrenzenden verschiedenen Bereiche des Schleifmittels anzudrücken.
  • Die Schleifmaschine kann als Schwingschleifer mit einem Schleifblatt ausgeführt sein, das mit der Haltevorrichtung beispielsweise klemmend oder haftend auswechselbar verbunden ist. Das Schleifmittel kann aber auch ein umlaufendes endloses Schleifband sein.
  • Ein besonders gleichmäßiges Schleifbild kann erzielt werden, wenn mehrere Aktivierungsvorrichtungen der oben beschriebenen Art in Vorschubrichtung nebeneinander angeordnet sind. Die Aktivierungsvorrichtungen können verschiebbar an einem gemeinsamen Tragbalken gelagert sein. Der Tragbalken wird dann quer zur Vorschubrichtung hin- und herbewegt, während die Aktivierungsvorrichtungen ihrerseits relativ zu dem Tragbalken, beispielsweise in Längsrichtung des Tragbalkens, hin- und herbewegt werden.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks mit einer oben beschriebenen Schleifmaschine gelöst durch wechselweises Aktivieren des Schleifmittels in verschiedenen Bereichen des Schleifmittels, wobei die aktivierten Bereiche unabhängig von der schwingenden Schleifbewegung angesteuert werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 -
    Perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine;
    Figur 2 -
    perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Schleifmaschine mit einer Haltevorrichtung für Schleifmittel und einer Aktivierungsvorrichtung;
    Figur 3 -
    perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit Endlos-Schleifband;
    Figur 4 -
    Draufsicht auf eine Aktivierungsvorrichtung mit einem Lamellen tragenden Endlosförderband;
    Figur 5 -
    Seitenquerschnittsansicht eines Ausschnitts einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit zwei parallel nebeneinander angeordneten Aktivierungsvorrichtungen;
    Figur 6 -
    Seitenquerschnittsansicht eines Ausschnitts einer Schleifmaschine mit zusätzlichen Andruckvorrichtungen;
    Figur 7 -
    Vorderansicht auf die sich quer zur Vorschubrichtung erstreckende Schleifmaschine mit zusätzlichen Andruckvorrichtungen aus Figur 6.
  • Die Figur 1 lässt eine erfindungsgemäße Schleifmaschine als Ansicht quer zur Vorschubrichtung V im Querschnitt erkennen. Ein Schleifmittel 1 in Form eines Schleifblatts oder Schleifbandes ist auswechselbar an eine Haltevorrichtung 2 angebracht. Die Haltevorrichtung 2 wird ihrerseits quer zu der Schleifebene, d.h. der Schleiffläche des Schleifmittels 1, von mindestens einer Exzenterwelle 3 getragen, die mit einem Elektromotor 4 mit variablen Drehzahlen rotierbar angetrieben ist. Durch die Exzenterwelle 3 wird eine kreisende Schleifbewegung des Schleifmittels 1 in der Schleifebene erzwungen. Der Elektromotor 4 ist seinerseits fest mit einem Schleifmaschinenrahmen 5 gekoppelt. Die Lagerung mindestens einer der vorgesehenen Exzenterwellen 3 sollte in eine Richtung der Schleifebene, vorzugsweise in Y-Richtung quer zur Vorschubrichtung V, verschieblich sein, um Längendehnungen bei Erwärmung der Schleifmaschine auszugleichen und die Lagerbelastung zu reduzieren. In Erstreckungsrichtung der Exzenterwelle 3 sowie in den anderen Richtungen der Schleifebene ist die Exzenterwelle 3 vorzugsweise steif und nicht nachgiebig gelagert, um den vollen Schwingungshub der Haltevorrichtung 2 zu gewährleisten.
  • Das Schleifmittel 1 kann beispielsweise an die Haltevorrichtung 2 geklemmt, mit einer Klettverbindung angeheftet oder auf sonstige Weise lösbar verbunden sein. Ebenso kann die Schleifmaschine auch mit Schleifband ausgeführt sein, wobei Antriebsrollen und/oder Umlenkvorrichtungen für ein Endlos-Schleifband mit der Haltevorrichtung 2 gekoppelt sind.
  • Ein Werkstück 6 wird in Vorschubrichtung V relativ zu dem Schleifband 1 an der Schleifmaschine entlang geführt. Für die Ausführungsform einer Handschleifmaschine kann diese auch relativ zu einem feststehenden Werkstück 6 bewegt werden.
  • Erfindungsgemäß ist zwischen der Haltevorrichtung 2 und dem Schleifmittel 1 eine Aktivierungsvorrichtung 7 mit einer Vielzahl von Aktivierungsbereichen 8 beispielsweise in Form von Lamellen vorgesehen, die auf dem Schleifmittel 1 aufliegen. Die Aktivierungsvorrichtung 7 wird unabhängig von der schwingenden Schleifbewegung des Schleifmittels 1 beispielsweise in der skizzierten Y-Richtung quer zur Vorschubrichtung V bewegt und ist vorzugsweise direkt mit dem Schleifmaschinenrahmen 5 gekoppelt. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass die Aktivierungsbereiche 8 der Aktivierungsvorrichtung 7 so aktiviert werden, dass wechselweise verschiedene Bereiche des Schleifmittels 1 durch die Aktivierungsbereiche 8 unabhängig von der schwingenden Schleifbewegung auf das Werkstück 6 gedrückt werden. Durch die nicht miteinander synchronisierten überlagerten Bewegungen der Haltevorrichtung 2 (schwingende Schleifbewegung) und der Aktivierungsvorrichtung 7 (Hin- und Herbewegung) wird sichergestellt, dass ein regelmäßiges Schleifmuster aufgrund der schwingenden Schleifbewegung verwischt wird und die resultierende Schleifqualität dadurch erheblich verbessert werden kann.
  • Dieses Resultat wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass der Aktivierungsvorrichtung 7 nicht die schwingenden Bewegungen des Schleifbandes 1 ausführt, sondern davon weitgehend entkoppelt ist.
  • Die Figur 2 lässt einen Ausschnitt der Schleifmaschine aus Figur 1 als perspektivische Ansicht erkennen.
  • Es wird deutlich, dass das Schleifmittel 1 mit Halteschienen 9 auswechselbar, beispielsweise klemmend oder haftend an eine Halteplatte 10 der Haltevorrichtung 2 angebracht ist. Das Schleifmittel 1 wird hierbei über Aktivierungsbereiche 8 in Form von diagonal verlaufenden Lamellen eines plattenförmigen Trägers 11 der Aktivierungsvorrichtung 7 gespannt. Der plattenförmige Träger 11 der Aktivierungsvorrichtung 7 wird in der dargestellten Y-Pfeilrichtung quer zur Vorschubrichtung V mit einer Bewegungsvorrichtung 12 hin- und herbewegt. Die Bewegungsvorrichtung 12 ist hierbei vorzugsweise direkt mit dem Schleifmaschinenrahmen 5 gekoppelt. Der plattenförmige Träger 11 wird in Führungselementen 13a, 13b seitlich und in der Höhe geführt.
  • Während das Schleifmittel 1 mit der Haltevorrichtung 2 in eine rotierende schwingende Schleifbewegung versetzt wird, erfolgt eine davon unabhängige Hin- und Herbewegung der Aktivierungsvorrichtung 7 in Y-Richtung. Der plattenförmige Träger 11 wird von der schwingenden Schleifbewegung nicht beeinflusst und ist hierfür in der Schleifebene frei verschieblich an der Haltevorrichtung 2 gelagert.
  • Die Aktivierungsbereiche 8 können beispielsweise wie dargestellt als diagonale, aber auch V-förmige, W-förmige, gebogene, versetzt hintereinander angeordnete oder auch irregulär angeordnete erhabene Lamellen sein. Weitere Formen der Aktivierungsbereiche 8 sind denkbar.
  • Wesentlich ist der resultierende Effekt, dass durch die schnell hin- und herbewegte Aktivierungsvorrichtung 7 immer nur bestimmte Bereiche des Schleifmittels 1 an das Werkstück 6 gedrückt werden, während das Schleifmittel 1 durch die Haltevorrichtung 2 in eine schnelle Schleifschwingung versetzt wird. Durch die schwingende Schleifbewegung würde ein gleichmäßiges Muster auf dem Werkstück 6 erzeugt werden. Dadurch, dass nunmehr immer nur bestimmte Bereiche des Schleifmittels 1 aktiviert werden, kommt es unterhalb des Schleifbandes zu einer Verwischung der ansonsten gleichmäßigen Schleifspuren und zudem zu einer besseren Staubführung.
  • Der einfachen schwingenden Bewegung der Haltevorrichtung 2 kann optional mindestens eine weitere Schwingbewegung überlagert sein.
  • Die Figur 3 lässt eine perspektivische Ansicht einer Schleifmaschine mit umlaufendem Endlos-Schleifband 15 und einer erfindungsgemäßen Aktivierungsvorrichtung 7 erkennen. Umlenk- und/oder Antriebsrollen 14a, 14b für das umlaufende Endlos-Schleifband 15 sind von einer Haltevorrichtung 2 getragen, die relativ zu dem Schleifmaschinenrahmen 5 in eine schwingende Schleifbewegung versetzt wird. Hierzu ist wiederum mindestens eine rotierend angetriebene Exzenterwelle 3 zwischen dem Schleifmaschinenrahmen 5 und der Haltevorrichtung 2 angeordnet.
  • Die Aktivierungsbereiche 8 der Aktivierungsvorrichtung 7 liegen auf der Innenfläche des Endlos-Schleifbandes 15 derart auf, dass das Schleifband 15 an den Andruckbereichen 8 auf ein nicht dargestelltes Werkstück aufgedrückt wird, das unterhalb des Schleifbandes 15 in Vorschubrichtung V relativ zu der Schleifmaschine bewegt wird.
  • Die Figur 4 lässt eine andere Ausführungsform einer Aktivierungsvorrichtung 7 in der Draufsicht erkennen. Parallel zur Schleifebene quer zur Vorschubrichtung V ist ein Endlos-Förderband 16 gespannt, das eine Vielzahl voneinander beabstandete Aktivierungsbereiche 8 in Form von Kontaktschuhen trägt. Die Kontaktflächen der Kontaktschuhe liegen auf dem Schleifmittel 1 auf, um dieses im Bereich der Kontaktschuhe an das zu schleifende Werkstück 6 zu drücken. Das Endlos-Förderband 16 ist beispielsweise eine mit Zahnrädern umgelenkte und in Pfeilrichtung P angetriebene Endloskette.
  • Die Figur 5 lässt einen Ausschnitt einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit zwei parallel nebeneinander angeordneten Aktivierungsvorrichtungen 7a, 7b in der Seitenansicht quer zur Vorschubrichtung V erkennen. Die Aktivierungsvorrichtungen 7a, 7b haben jeweils eine Vielzahl von Aktivierungsbereichen 8a, 8b, erstrecken sich quer zur Vorschubrichtung V und sind auf die Schleifebene ausgerichtet. Es ist ein Tragbalken 17 vorgesehen, der entweder fest an dem Schleifmaschinenrahmen 5 montiert oder in mindestens eine Richtung parallel zur Schleifebene verschiebbar an der Haltevorrichtung 2 gelagert ist, so dass die Bewegung des Tragbalkens 17 weitgehend von der schwingenden Schleifbewegung der Haltevorrichtung 2 entkoppelt ist.
  • Anstelle einer mechanischen Aktivierungsvorrichtung können auch, wie in der Figur 5 skizziert ist, eine oder mehrere flexible Leitungen 18 oder Kammern mit dem Schleifmittel 1 zusammenwirken. Das in den Leitungen 18 oder Leitungskammern befindliche Medium wird durch Drucksteuerungsmittel pulsierend mit Druck beaufschlagt, so dass sich die an die beaufschlagten Kammern angrenzenden Bereiche des Schleifmittels 1 oder die Bereiche der flexiblen Leitungen 18 im Bereich der Wellenbäuche an das Werkstück 6 angedrückt werden. Durch Auswahl der Pulssteuerung oder der Ansteuerung der einzelnen Kammern können die verschiedenen Bereiche des Schleifmittels 1 wechselweise unabhängig von der schwingenden Schleifbewegung an das Werkstück 6 gedrückt werden.
  • Die Aktivierungsbereiche 8a, 8b sind mit Führungselementen 19 in Vorschubrichtung V starr an dem Tragbalken 17 gelagert. Die Aktivierungsvorrichtungen 7a, 7b können zusammen mit den Leitungen 18 ihrerseits wieder vertikal zur Schleifebene verschiebbar an dem Tragbalken 17 gelagert sein und eine zusätzliche Hin- und Herbewegung ausführen.
  • Als Medium kann beispielsweise Luft oder Hydraulikflüssigkeit verwendet werden.
  • Die Figur 6 lässt einen Ausschnitt einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit zwei parallel nebeneinander angeordneten Aktivierungsvorrichtungen 7a, 7b mit einer zusätzlichen an sich bekannten Andruckeinrichtung erkennen, die eine Vielzahl von Druckschuhen 20 hat. Mit den vorzugsweise einzeln ansteuerbaren Druckschuhen 20 können die daran jeweils angeordneten Aktivierungsbereiche 8 vertikal zur Schleifebene verlagert werden.
  • Die Druckschuhe 20 sind an einem Tragbalken 17 befestigt, der seinerseits quer zur Vorschubrichtung V hin- und herbewegbar gelagert ist, um eine von der schwingenden Schleifbewegung unabhängige Aktivierung der Aktivierungsbereiche 8 zu erwirken.
  • Die Figur 7 lässt die Schleifmaschine in der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform in der Vorderansicht erkennen. Es wird deutlich, dass sich die Aktivierungsvorrichtung 7 parallel zur Schleifebene quer zur Vorschubrichtung V erstreckt und in Längsrichtung der Aktivierungsvorrichtung 7 voneinander beabstandet eine Vielzahl von Druckschuhen 20 einer an sich bekannten Andruckeinrichtung vorgesehen sind. Die Druckschuhe 20 können beispielsweise einzeln angesteuert werden, um die Andruckkraft in bestimmten Bereichen gezielt zu steuern, insbesondere um ein Rundschleifen in Randkonturen des Werkstücks 6 zu verhindern.

Claims (16)

  1. Schleifmaschine mit Schwingantriebsmitteln (3, 4) zum Versetzen von Schleifmittel (1) in eine schwingende Schleifbewegung, gekennzeichnet durch eine Aktivierungsvorrichtung (7) mit einer Vielzahl von derart angesteuerten Aktivierungsbereichen (8), dass wechselweise verschiedene Bereiche des Schleifmittels (1) unabhängig von der schwingenden Schleifbewegung aktiviert werden.
  2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsbereiche (8) asynchron zu der schwingenden Schleifbewegung in Einsatz gebracht werden.
  3. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsvorrichtung (7) quer zur Vorschubrichtung (V) des zu schleifenden Werkstücks (6) bewegbar ist.
  4. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsbereiche (8) der Aktivierungsvorrichtung (7) auf einem Träger (11) angeordnete erhabene Lamellen sind.
  5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) eine in der Schleifebene quer zur Vorschubrichtung (V) des Werkstücks (6) hin- und her bewegbare Platte ist.
  6. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) quer zur Vorschubrichtung (V) des Werkstücks (6) umlaufende Endlosfördermittel hat.
  7. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aktivierungsbereiche (8) in Form von erhabenen Lamellen auf der Schleifebene diagonal, V-förmig, W-förmig, gebogen oder versetzt hintereinander erstrecken.
  8. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Aktivierungsbereichen (8) der Aktivierungsvorrichtung (7) und dem Schleifmittel (1) eine Andruckeinrichtung mit mindestens einem ansteuerbaren Druckschuh angeordnet ist.
  9. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schleifmittel (1) an einer Haltevorrichtung (2) und die Haltevorrichtung (2) mit den Schwingantriebsmitteln (3, 4) an einem Schleifmaschinenrahmen (5) gelagert ist, um die Haltevorrichtung (2) relativ zu dem Schleifmaschinenrahmen (5) in eine parallel zu der Schleifebene, die durch die Schleiffläche des Schleifmittels (1) bestimmt ist, schwingende Schleifbewegung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsvorrichtung (7) mit dem Schleifmaschinenrahmen (5) gekoppelt und mindestens in eine Richtung der Schleifebene von der Haltevorrichtung (2) entkoppelt ist.
  10. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Aktivierungsvorrichtungen (7) in Vorschubrichtung (V) hintereinander angeordnet sind.
  11. Schleifmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingantriebsmittel (3, 4) rotierbar angetriebene Exzenterwellen (3a, 3b) haben, die sich vertikal zur Schleifebene zwischen dem Schleifmaschinenrahmen (5) und der Haltevorrichtung (2) erstrecken.
  12. Schleifmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Exzenterwellen (3a, 3b) in eine Richtung der Schleifebene verschieblich gelagert ist.
  13. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel (1) ein mit der Haltevorrichtung (2) auswechselbar verbundenes Schleifblatt ist.
  14. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsvorrichtung (7) flexible Leitungen (18) zur Aufnahme eines Mediums haben und Drucksteuerungsmittel mit den Leitungen (18) verbunden sind, wobei die Drucksteuerungsmittel in den Leitungen (18) befindliches Medium pulsierend mit Druck beaufschlagen.
  15. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel (1) ein umlaufendes endloses Schleifband ist.
  16. Verfahren zum Schleifen eines Werkstücks mit einer Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche durch schwingende Schleifbewegungen, gekennzeichnet durch wechselweises Aktivieren verschiedener Aktivierungsbereiche (8) des Schleifmittels (1) unabhängig von der schwingenden Schleifbewegung.
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