PL179192B1

PL179192B1 - Szlifierka krawedziowa do mechanicznego zaokraglania krawedzi elementów konstrukcyjnych PL PL PL

Info

Publication number: PL179192B1
Application number: PL94315026A
Authority: PL
Inventors: Arne Sandvold
Original assignee: Grobi As
Priority date: 1993-12-14
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 2000-07-31
Also published as: NO178292B; NO934601L; WO1995016546A1; ATE173190T1; US5762542A; EP0734308B1; AU1285295A; EP0734308A1; KR100357748B1; JPH09506556A; CN1071619C; FI962426A0; NO934601D0; PL315026A1; NO178292C; DE69414600D1; DE69414600T2; FI108782B; CN1142208A; FI962426A

Abstract

1. Szlifierka krawedziowa do mechanicznego zaokraglania krawedzi elementów konstrukcyjnych, przepuszczanych przez te szlifierke, zawierajaca rame glówna posiadajaca przechodzace poprzecznie, w stosunku do kierunku przesuwu, walki nosne, na których oparty jest element konstrukcyjny i które stanowia naped przy przemieszczaniu tego elementu w kierunku do przodu, znam ienna tym , ze posiada co najmniej jeden zespól szlifujacy (10) majacy ru- chomy ele m n t scierny, który to zespól szlifujacy (10) zamocowany jest obrotowo na sekcji nosnej (2), dokola osi obrotu (22) przechodzacej zasadni- czo równolegle do osi przesuwu elementu konstru- kcyjnego (19), a która to os obrotu (22) polozona jest na zewnatrz elementu konstrukcyjnego (19) oraz tym, ze profil przekroju poprzecznego elemen- tu sciernego dostosowany jest do polozenia osi ob- rotu (22) 1 promienia krzywizny (r) zaokraglenia krawedzi, a element scierny znajduje sie w poloze- niu, w którym dociskany jest podatnie lub sprezy- scie do tej krawedzi, a takze tym, ze zawiera prowadzace rolki (8, 9) kierujace przesuwem ele- mentu konstrukcyjnego (19). P L 179192 B 1 Fig.1. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest szlifierka krawędziowa do mechanicznego zaokrąglania krawędzi elementów konstrukcyjnych, zwłaszcza takich jak walcowane kształtowniki stalowe i blachy.

179 192

Szlifierka tego typu znana jest z holenderskiego opisu patentowego NL-9002175. Elementy konstrukcyjne poddawane obróbce przesuwane są wzdłuż szlifierki, która posiada ramę główną oraz przechodzące poprzecznie, w stosunku do kierunku przedmiotu obrabianego, wałki nośne, na których oparty jest element konstrukcyjny i za pomocą których element ten przemieszczany jest do przodu.

Obecnie wymaganiem jest, aby w tworzonych konstrukcjach wszystkie krawędzie kształtowników stalowych miały promień krzywizny wynoszący co najmniej 2 mm, a czasami większy, co wynika z warunków przeprowadzania czynności konserwacyjnych i ochrony przeciwkorozyjnej. Jak dotąd obróbka zaokrąglania elementów konstrukcyjnych zwykle była wykonywana ręcznie za pomocą szlifierki kątowej lub tokarki planującej.

Zgodnie z wynalazkiem szlifierka krawędziowa do mechanicznego zaokrąglania krawędzi elementów konstrukcyjnych, przepuszczanych przez tę szlifierkę, zawierająca ramę główną posiadającą przechodzące poprzecznie, w stosunku do kierunku przesuwu, wałki nośne, na których oparty jest element konstrukcyjny i które stanowią napęd przy przemieszczaniu tego elementu w kierunku do przodu, charakteryzuje się tym, że posiada co najmniej jeden zespół szlifujący mający ruchomy element ścierny, który to zespół szlifujący zamocowany jest obrotowo na sekcji nośnej, dokoła osi obrotu przechodzącej zasadniczo równolegle do osi przesuwu elementu konstrukcyjnego, a która to oś obrotu położona jest na zewnątrz elementu konstrukcyjnego oraz tym, że profil przekroju poprzecznego elementu ściernego dostosowany jest do położenia osi obrotu i promienia krzywizny zaokrąglenia krawędzi, a element ścierny znajduje się w położeniu, w którym dociskany jest podatnie lub sprężyście do tej krawędzi, a także tym, że zawiera prowadzące rolki kierujące przesuwem elementu konstrukcyjnego.

Korzystnie, zespół szlifujący ma postać szlifierki taśmowej, a elementem ściernym jest taśma ścierna lub taśma ze ścierniwem piaskowym o profilu przekroju poprzecznego odpowiadającym kształtowi klocka ciernego, w poprzek którego przebiega ta taśma ścierna.

Korzystnie, zespół szlifujący ma postać obracającej się ściernicy mającej profil przekroju poprzecznego odpowiadający kształtowi klocka ciernego.

Korzystnie, z każdej strony elementu konstrukcyjnego zamontowany jest zespół szlifujący dla równoczesnego szlifowania dwóch krawędzi tego elementu konstrukcyjnego.

Korzystnie, szlifierka posiada dodatkową parę zespołów szlifujących, które zamontowane są po obu stronach elementu konstrukcyjnego w miejscu położonym za pierwszym zespołem szlifującym lub za pierwszą parą zespołów szlifujących dla równoczesnego szlifowania dwóch dodatkowych krawędzi elementu konstrukcyjnego mającego kształt litery I lub H.

Korzystnie, każdy zespół szlifujący posiada dysze powietrzne tworzące poduszkę powietrzną pomiędzy klockiem ciernym zespołu szlifującego i taśmą ścierną.

Korzystnie, każdy zespół szlifujący posiada niezależny napęd silnikowy.

Korzystnie, klocek cierny połączony jest z cylindrem ciśnieniowym, sterującym położeniem klocka ciernego w kierunku do dołu lub do góry i regulującym nacisk szlifowania.

Korzystnie, każdy zespół szlifujący obracany jest za pomocą hydraulicznie napędzanego cylindra wahadłowego.

Zaletą przedstawionego rozwiązania jest fakt, co potwierdzają przeprowadzone testy, że zasady na jakich oparte jest działanie szlifierki zapewniają bardzo dobrą jakość zaokrąglania krawędzi kształtowników stalowych i w znacznym stopniu przewyższają jakość osiąganą przy wykorzystaniu do tego celu szlifierek kątowych.

Zaletą rozwiązania jest i to, że element ścierny zużywa się równomiernie w czasie obróbki, co przedłuża jego trwałość użyteczną.

Jak zauważono zespół szlifujący może być w postaci ściernicy napędzanej silnikiem, o zadanej geometrii, ale dowiedziono, że korzystniejsze jest rozwiązanie, gdy zespół szlifujący ma postać szlifierki taśmowej.

Zaletą rozwiązania jest także możliwość zamontowania zespołu szlifującego z każdej strony elementu konstrukcyjnego, dla równoczesnego szlifowania dwóch krawędzi, lub także zwielokrotnienie liczby tak rozmieszczonych par zespołów szlifujących wzdłuż szlifierki, dla

179 192 równoczesnego szlifowania dwóch dalszych krawędzi elementu konstrukcyjnego przy jednym przebiegu.

Z kolei dzięki zastosowaniu sprężonego powietrza, które tworzy tak zwaną poduszkę powietrzną pomiędzy klockiem ciernym i taśmą ścierną osiąga się zmniejszenie tarcia oraz właściwe chłodzenie taśmy ściernej.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest także możliwość dociskania klocka ciernego do krawędzi elementu konstrukcyjnego, a tym samym regulacji nacisku szlifowania.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia szlifierkę krawędziową, według wynalazku, w widoku perspektywicznym mającą cztery niezależne zespoły szlifujące, fig. 2A przedstawia szlifierkę z fig. 1 schematycznie w rzucie bocznym mającą przednią sekcję szlifującą i tylną sekcję szlifującą, fig. 2B przedstawia szlifierkę z fig. 2A schematycznie w widoku od czoła mającą przednią sekcję szlifującą z lewej strony oraz tylną sekcję szlifującą z prawej strony, fig. 3 A przedstawia schematycznie ruch wahadłowy przedniej sekcji szlifującej, fig. 3B przedstawia schematycznie ruch wahadłowy tylnej sekcji szlifującej, fig. 4 przedstawia schematyczny rzut boczny klocka ciernego w zespole szlifującym, fig. 5 przedstawia klocek cierny z fig. 4 w widoku od czoła, fig. 6A - 6D przedstawiają schematycznie geometrię powierzchni szlifowania i ruchu wahadłowego klocka ciernego, a fig. 7 przedstawia, w przekroju poprzecznym, element konstrukcyjny obrabiany z promieniem zaokrąglenia, którego środek krzywizny leży w osi obrotu zespołu szlifującego.

Figura 1 przedstawia szlifierkę krawędziową 20 w widoku perspektywicznym. Szlifierka ta zbudowana jest na ramie głównej 1 spoczywającej na podłożu. Na ramie głównej 1 zamontowane są trzy wałki nośne 7 stanowiące podporę elementu konstrukcyjnego 19, który przesuwany jest do przodu wzdłuż szlifierki krawędziowej 20. Po każdej stronie przejścia elementu konstrukcyjnego 19 zamontowane są prowadzące rolki 8 pełniące funkcję sterowania bocznego ruchem przejścia elementu konstrukcyjnego 19 przez szlifierkę krawędziową 20.

Szlifierka krawędziowa 20 posiada ponadto prowadzące rolki 9, które mają poziome osie obrotu. Prowadzące rolki 8 i prowadzące rolki 9 umożliwiają kontrolowany ruch elementu konstrukcyjnego przechodzącego przez szlifierkę. Do ramy głównej 1 przymocowane są obrotowo cztery zespoły szlifujące 10, każdy napędzany przez osobny silnik 17, który korzystnie sterowany jest niezależnie od pozostałych i może obracać się w obu kierunkach.

Figura 2A przedstawia szlifierkę krawędziową 20 w rzucie bocznym. W tym przykładzie wykonania szlifierka posiada przednią sekcję szlifującą i tylną sekcję szlifującą. Każdy z tych dwóch sekcji szlifujących ma dwa zespoły szlifujące 10, po jednym z każdej strony elementu konstrukcyjnego 19. W przypadku zamontowania czterech zespołów szlifujących 10 jednocześnie mogą być zaokrąglone cztery krawędzie elementu konstrukcyjnego 19. Każdy zespół szlifujący 10 zawiera dwa koła napędowe 11, wokół których biegnie taśma ścierna 13. Taśma ścierna 13 do drewna lub metalu biegnie także poprzecznie w stosunku do klocka ciernego 12. Klocek cierny 12 może być podnoszony lub opuszczany w celu zmiany nachylenia taśmy ściernej 13 względem krawędzi elementu konstrukcyjnego 19 za pomocą cylindra ciśnieniowego 14. Klocek cierny 12 zamocowany jest obrotowo za pomocą wysięgników 21. Ustawienie jednego koła napędowego 11 może być regulowane przez cylinder hydrauliczny 15 w celu napinania taśmy ściernej 13. Na rysunku strzałka D wskazuje normalny kierunek podawania elementu konstrukcyjnego 19 na stanowisko obróbki. Z kolei strzałki R1 i R2 wskazują odpowiednio kierunek ruchu taśmy 13 ściernej w przedniej i tylnej sekcji szlifującej podczas pracy zespołu szlifującego 10. Jak zaznaczono poprzednio, taśma ścierna 13 może biec w obu kierunkach. Ponadto dodatkowe krawędzie elementu konstrukcyjnego 19 mogą być szlifowane podczas ruchu powrotnego tego elementu, a więc w kierunku przeciwnym oznaczonym strzałką D.

Jest zrozumiałe, że w jednym z przykładów wykonania szlifierka krawędziowa 20 może składać się tylko z jednej przedniej sekcji szlifującej, a alternatywnie tylko z tylnej sekcji

179 192 szlifującej. W jeszcze innym rozwiązaniu alternatywnym szlifierka krawędziowa 20 może posiadać wyłącznie jeden zespół szlifujący, aczkolwiek w rozwiązaniu optymalnym szlifierka ma trzy takie zespoły. W przypadku zatem, jeśli wszystkie, a więc osiem krawędzi belki o kształcie I ma być poddane oszlifowaniu przy jednym przejściu elementu obrabianego konieczne będzie zastosowanie ośmiu zespołów szlifujących, korzystnie zamontowanych w czterech sekcjach szlifujących.

Każdy zespół szlifujący 10 zamocowany jest na sekcji nośnej 2, która z kolei przymocowana jest do ramy głównej 1 szlifierki.

Figura 2B przedstawia szlifierkę krawędziową 20 w widoku od czoła mającą przednią sekcję szlifującą z lewej strony oraz tylną sekcję szlifującą z prawej strony względem linii środkowej 23 zaznaczonej na rysunku jako linia przerywana. Przez przednią sekcję szlifującą zaokrąglona jest dolna krawędź dolnego ramienia elementu konstrukcyjnego 19, natomiast przez tylną sekcję szlifującą zaokrąglona jest górna krawędź dolnego ramienia tego elementu. Zespół szlifujący 10 może być obrócony dokoła osi obrotu 22 przechodzącej równolegle do kierunku podawania elementu konstrukcyjnego 19, a więc w kierunku wzdłużnym. Ruch obrotowy lub wahadłowy zespołu szlifującego 10 powodowany jest przez cylinder wahadłowy 16, który na rysunku poglądowo zaznaczony został linią przerywaną. Ponadto, zespoły szlifujące 10 mogą być odsuwane od siebie lub przysuwane do siebie za pomocą poprzecznego cylindra 4, który przymocowany jest do odpowiednich części sekcji nośnej 2, która to sekcja nośna 2 przemieszcza się wzdłuż poprzecznych prowadników 3.

Ruch wahadłowy zespołów szlifujących 10 pokazany jest ponadto na fig. 3A w odniesieniu do przedniej sekcji szlifującej oraz na fig. 3B w odniesieniu do tylnej sekcji szlifującej. Należy zauważyć, że oś obrotu 22 zespołu szlifującego 10 leży na zewnątrz w stosunku do elementu konstrukcyjnego 19 i dzięki temu położeniu jak i geometrii powierzchni nośnej klocka ciernego 12 możliwe jest końcowe ukształtowanie zaokrąglonych krawędzi w elemencie konstrukcyjnym 19.

Figura 4 przedstawia rzut boczny klocka ciernego 12 oraz dalsze szczegóły tego elementu szlifierki. Klocek cierny 12 zawiera jedną lub szereg dysz powietrznych 24, do których doprowadzane jest sprężone powietrze z rury zasilającej 25. Doprowadzone pod ciśnieniem powietrze tworzy rodzaj poduszki powietrznej pomiędzy klockiem ciernym 12 i taśmą ścienną 13 oraz jednocześnie stanowi czynnik chłodzący dla tej taśmy.

Figura 5 przedstawia klocek cierny 12 z fig. 4, w widoku od czoła oraz pokazuje sposób zamocowania tego klocka do sekcji nośnej 2. W rezultacie, cylinder ciśnieniowy 14 może zwiększać lub zmniejszać nachylenie taśmy ściernej 13 względem elementu konstrukcyjnego 19.

Figura 6A - 6D przedstawia schematycznie geometrię powierzchni szlifowania klocka ciernego 12, wzdłuż którego przebiega taśma ścierna 13. Rysunek ilustruje w jaki sposób klocek cierny 12 wykonuje ruch wahadłowy od jednej strony zewnętrznej do drugiej, przykładowo zataczając łuk odpowiadający obrotowo o 60°. Należy zauważyć przy tym, że elementy zapewniające ruch wahadłowy klocka ciernego 12, a więc wysięgnik 21 oraz cylinder ciśnieniowy 14 (pokazane na fig. 4 i 5) zapewniają jednocześnie sprężystość powrotną temu klockowi. Odkształcenie sprężyste na rysunku oznaczone zostało literą A (fig. 6B, 6C i 6D). Z kolei cylinder hydrauliczny 15 zapewnia właściwe napięcie taśmy ściernej 13, przy czym ciśnienie wytworzone w cylindrze ciśnieniowym 14 i cylindrze hydraulicznym 15 muszą być skoordynowane tak, że kiedy cylinder ciśnieniowy 14 naciska na klocek cierny 12 w kierunku do góry, to cylinder hydrauliczny 15 musi przemieścić się odpowiednio, aby utrzymać napięcie taśmy ściernej 13.

Należy zauważyć, że wykonanie klocka ciernego 12, a zwłaszcza jego zarysu w przekroju poprzecznym ma decydujące znaczenie dla uzyskania dobrych rezultatów szlifowania. Przeprowadzone testy wykazały, że ważne jest, aby klocek cierny 12 dociskał mocno taśmę ścierną 13 w kierunku krawędzi, która ma być szlifowana i aby taśma ścierna 13 była przysuwana do krawędzi przedmiotu obrabianego przy obróbce. Uzyskuje się to dzięki temu, że klocek cierny 12 jest sprężynujący i że ma możliwość podążania za nierównymi lub

179 192 zakrzywionymi powierzchniami elementu konstrukcyjnego 19. Ponadto, jak podkreślono, korzystnie przy obróbce powinno być zapewnione chłodzenie, w przeciwnym przypadku taśma ścierna 13 w wyniku silnego nagrzania rozerwana zostanie w miejscu połączenia. Fig. 6A 6D mogą także, w zasadzie, przedstawiać ukształtowanie powierzchni ściernicy obrotowej jako rozwiązanie alternatywne w stosunku do szlifierki z pasem ściernym.

W celu uzyskania zadowalających rezultatów szlifowania ważny jest jeszcze dalszy aspekt, a mianowicie geometria ruchu klocka ciernego 12, który to aspekt wpływa dodatkowo na konstrukcję tego klocka sprawiając, że klocek cierny musi być wykonany z pewnym zakrzywieniem. I tak, gdy ma być uzyskany promień zaokrąglenia, na przykład, wynoszący 2 mm to środek obrotu klocka ciernego 12 powinien znaleźć się w odległości r, jak to pokazano na fig. 7. Jednak z punktu widzenia konstrukcji, niekorzystne jest to, że punkt obrotu znajduje się w miejscu występowania przedmiotu obrabianego. Przeprowadzone testy pokazały, że jest to praktycznie możliwe w prostych warunkach, jednak w warunkach pracy i obsługi rozwiązanie takie jest zdecydowanie niedogodne. Ponadto, zużywanie się i rozdzieranie elementu ściernego będzie efektem kumulacji sprawiając, że element ścierny będzie musiał być wymieniany z większą częstotliwością. W przypadku szlifierek taśmowych wadzie tej można zapobiec przez niewielkie przechylenie zespołu szlifującego, a pizez to i taśmy ściernej w stosunku do krawędzi elementu konstrukcyjnego 19. Fig. 6A - 6D pokazują zatem jak w rozwiązaniu według wynalazku rozwiązany został ten problem. Klocek cierny 12 porusza się dokoła osi obrotu 22, a jeśli chodzi o sam kształt klocka ciernego należy rozpatrzyć dwa parametry, a mianowicie promień krzywizny r oraz kąt a. Kąt a a także promień krzywizny ustanawiają pewien związek wzajemnej zależności od odległości pomiędzy krawędzią elementu konstrukcyjnego 19 i osią obrotu 22. Zaleca się, aby kąt a wynosił od 10° do 20°, a korzystnie 14°, jak dowiodły tego próby przeprowadzone na prototypie. W rezultacie, odpowiedni promień krzywizny r wynosić będzie 27 mm, a odchylenie kątowe ruchu wahadłowego z każdej strony wyniesie 30°, to jest 60° w całości. Na koniec należy podkreślić, że omawiana sprężystość powrotna A jest tu ważnym parametrem, który zapewnia dodatkowe przesuwanie przedmiotu obrabianego, gdy materiał krawędzi tego przedmiotu zostaje zeszlifowywany (fig. 7).

179 192

Fig.2A.

179 192

Fig.5.

-u Fig.6B.

Fig.4.

Fig.6C.

Fig.6D.

179 192

Fig.1.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Szlifierka krawędziowa do mechanicznego zaokrąglania krawędzi elementów konstrukcyjnych, przepuszczanych przez tę szlifierkę, zawierająca ramę główną posiadającą przechodzące poprzecznie, w stosunku do kierunku przesuwu, wałki nośne, na których oparty jest element konstrukcyjny i które stanowią napęd przy przemieszczaniu tego elementu w kierunku do przodu, znamienna tym, że posiada co najmniej jeden zespół szlifujący (10) mający ruchomy element ścierny, który to zespół szlifujący (10) zamocowany jest obrotowo na sekcji nośnej (2), dokoła osi obrotu (22) przechodzącej zasadniczo równolegle do osi przesuwu elementu konstrukcyjnego (19), a która to oś obrotu (22) położona jest na zewnątrz elementu konstrukcyjnego (19) oraz tym, że profil przekroju poprzecznego elementu ściernego dostosowany jest do położenia osi obrotu (22) i promienia krzywizny (r) zaokrąglenia krawędzi, a element ścierny znajduje się w położeniu, w którym dociskany jest podatnie lub sprężyście do tej krawędzi, a także tym, że zawiera prowadzące rolki (8, 9) kierujące przesuwem elementu konstrukcyjnego (19).

2. Szlifierka według zastrz. 1, znamienna tym, że zespół szlifujący (10) ma postać szlifierki taśmowej, a elementem ściernym jest taśma ścierna (13) lub taśma ze ścierniwem piaskowym o profilu przekroju poprzecznego odpowiadającym kształtowi klocka ciernego (12), w poprzek którego przebiega taśma ścierna (13).

3. Szlifierka według zastrz. 1, znamienna tym, że zespół szlifujący (10) ma postać obracającej się ściernicy mającej profil przekroju poprzecznego odpowiadający kształtowi klocka ciernego (12).

4. Szlifierka według zastrz. 1, znamienna tym, że z każdej strony elementu konstrukcyjnego (19) zamontowany jest zespół szlifujący (10) dla równoczesnego szlifowania dwóch krawędzi tego elementu konstrukcyjnego.

5. Szlifierka według zastrz. 4, znamienna tym, że posiada dodatkową parę zespołów szlifujących (10), które zamontowane są po obu stronach elementu konstrukcyjnego (19) w miejscu położonym za pierwszym zespołem szlifującym (10) lub za pierwszą parą zespołów szlifujących (10) dla równoczesnego szlifowania dwóch dodatkowych krawędzi elementu konstrukcyjnego (19) mającego kształt litery I lub H.

6. Szlifierka według zastrz. 2, znamienna tym, że każdy zespół szlifujący (10) posiada dysze powietrzne (24) tworzące poduszkę powietrzną pomiędzy klockiem ciernym (12) zespołu szlifującego (10) i taśmą ścierną (13).

7. Szlifierka według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że każdy zespół szlifujący (10) posiada niezależny napęd silnikowy.

8. Szlifierka według zastrz. 6, znamienna tym, że klocek cierny (12) połączony jest z cylindrem ciśnieniowym (14), sterującym położeniem klocka ciernego (12) w kierunku do dołu lub do góry i regulującym nacisk szlifowania.

9. Szlifierka według zastrz. 7, znamienna tym, że każdy zespół szlifujący (10) obracany jest za pomocą hydraulicznie napędzanego cylindra wahadłowego (16).