WO2010130531A1 - Schleifvorrichtung für walzen mit stationären führungsschienen und mobiler schleifeinheit - Google Patents

Schleifvorrichtung für walzen mit stationären führungsschienen und mobiler schleifeinheit Download PDF

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WO2010130531A1
WO2010130531A1 PCT/EP2010/055156 EP2010055156W WO2010130531A1 WO 2010130531 A1 WO2010130531 A1 WO 2010130531A1 EP 2010055156 W EP2010055156 W EP 2010055156W WO 2010130531 A1 WO2010130531 A1 WO 2010130531A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
grinding device
guide rails
roller
grinding
cross slide
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/055156
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Honold
Ulrich Priber
Steffen Ihlenfeldt
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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 Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
Priority to CN2010800317242A priority Critical patent/CN102458758A/zh
Priority to EP10714882A priority patent/EP2429760A1/de
Priority to CA2761841A priority patent/CA2761841A1/en
Publication of WO2010130531A1 publication Critical patent/WO2010130531A1/de
Priority to US13/296,954 priority patent/US20120122374A1/en

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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
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/37—Single-purpose machines or devices for grinding rolls, e.g. barrel-shaped rolls
    • 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
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/02—Frames; Beds; Carriages
    • 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
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • 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
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/363—Single-purpose machines or devices for grinding surfaces of revolution in situ

Definitions

  • the invention relates to a grinding device for grinding rolls, in particular for grinding rolls for machines for producing and / or finishing a fibrous web such as a paper, board or tissue web, according to the preamble of claim 1.
  • the rolls used in the paper industry are subject to unavoidable wear.
  • the reprocessing is currently usually carried out by transporting the rollers in a service center and there revision.
  • an alternative concept is both economically desirable and, for example, by restrictions in freight transport necessary.
  • offers a grinding device which is mobile and can be easily transported to a paper mill and operated there.
  • WO 01/49451 A1 For drying cylinders of paper machines for the production of tissue paper, an apparatus and a method for grinding roll surfaces are already known, which are described in WO 01/49451 A1.
  • the drying cylinders of this type of paper machine are on the one hand very large and on the other hand hard to uninstall due to their heatable design, which is why the surface of this so-called Yankee cylinder always has to be processed in situ.
  • WO 01/49451 A1 a grinding device for grinding such a Yankee cylinder is described, wherein the grinding device is displaceable in a direction substantially parallel to the roller and towards the roller and away therefrom.
  • a measuring device associated with the sliding and is displaceable for measuring the roller and relative to at least one reference line is provided, which is provided outside the roller and is moved parallel to the axis of the roller, wherein the relative position determined in a direction of reference line is preferably perpendicular plane becomes.
  • the grinding operation performed by the grinding apparatus ie, the pressing force or the contact pressure, becomes on the basis the measured values obtained from the measuring system. The grinding process is thus force-controlled on the basis of a previous measurement of the surface.
  • a disadvantage of this known grinding device is on the one hand, that the measuring system does not reach the required for the processing of roll surfaces with different references accuracy and the force-controlled grinding is difficult for soft or elastic covers.
  • the above-mentioned Yankee cylinder are made of metal or provided with a ceramic or hard metal coating, but not covered with a soft cover.
  • the most important criteria are the requirements for accuracy and insensitivity to interference and the coverage of a wide range of applications.
  • the grinding device comprises stationary components and mobile components which are separable from one another, and wherein the stationary components comprise guide rails which extend substantially parallel to a roller axis of the roller to be processed and are connected to a substrate.
  • the stationary components move in a frame, which is characterized compared to normal sanding beds by easy installability, low foundation and cost-effectiveness.
  • the stationary components may thus be present in any paper mill that so desires, while the mobile components can be easily separated from the stationary components and the mobile components then moved to other locations for use.
  • the guide rails can be connected directly to the ground, with carriers inserted into the ground or with a frame inserted into the ground, so that foundation can be achieved in accordance with the required accuracies.
  • the roller to be ground is preferably arrangeable on bearing blocks connected to the ground.
  • bearing blocks and / or the guide rails may be provided in the form of spring elements between the ground and the bearing blocks and / or between the substrate and the guide rails a passive insulation against vibration excitation in the form of a damping layer and / or damping elements. This is a simple measure against vibration excitations.
  • the bearing blocks and / or the guide rails can also have devices for active decoupling from the ground in the form of controllable and controllable actuators.
  • This is a complex, but very reliable form of damping. Also mixed forms of active and passive damping are possible.
  • the bearings of the roller in the bearing blocks are both horizontally and vertically adjustable.
  • the mobile components of the grinding device can comprise a longitudinal slide movably guided on the guide rails, which can be moved or displaced along an extension direction of the roll axis of the roll to be processed.
  • the longitudinal slide may have bearings which cooperate with the guide rails.
  • Preferred storage forms are sliding or Roller bearing.
  • a particularly preferred embodiment provides for the formation of a fixed-lot storage with Rollenumlauf Schon, which have a high degree of accuracy and good leadership with little susceptibility to offsets transverse to the direction of movement.
  • a transverse slide is preferably arranged movable or displaceable, wherein a direction of movement of the cross slide is oriented substantially perpendicular to the direction of movement of the longitudinal slide.
  • cross slide relative to the longitudinal slide is horizontally and / or vertically pivotable.
  • a rail-bearing system may be formed, which may be formed in particular with encircling bearings around guide rails, as a backup against lifting forces during processing is possible.
  • the cross slide can be fixed on the longitudinal slide or arranged removably.
  • a fixed arrangement facilitates the assembly effort, since the cross slide does not need to be mounted extra, on the other hand, a removable cross slide contributes to the compactness of the device.
  • a tool in particular a grinding wheel, a belt sander, a creasing device, a superfinishing device or a honing device can be arranged on the cross slide, which ensures a wide range of applications for the grinding device.
  • the operation of the tools is geometry-controlled, as a result, a higher accuracy can be achieved.
  • the grinding device has measuring devices, by means of which a position of the grinding device relative to the roller to be processed can be determined.
  • the measuring devices may preferably have at least two detection devices for a reference object, which may be in the form of scanners, in particular of laser scanners. Scanners of this type allow a simple but very reliable detection of the position of objects.
  • the reference object may be in the form of a tensioned wire, which wire is arranged substantially parallel to the roll axis of the roll to be processed and is in a fixed, invariable geometric relationship with the roll axis.
  • the wire is arranged so that it can be detected by the scanner, which is made possible by a corresponding geometry of the scanner.
  • the scanners can be arranged in pairs on both the longitudinal slide and on the cross slide.
  • the selection can be made according to aspects such as the protection of the scanner during transport, easy accessibility for the operator, etc.
  • the measuring devices can advantageously have at least one inclination sensor, which is arranged on the cross slide and by which an inclination of the cross slide relative to the ground can be detected.
  • the measuring devices have at least one probe, which is arranged on the cross slide and through which a Scanning of the roll surface to be processed and / or a distance measurement of the grinding device of the roll axis is possible.
  • the probe can be designed as an inductive probe or as a laser probe.
  • At least one further probe is provided, which is arranged with respect to the roller axis relative to the first probe on a rear side of the roller through which further probe concentricity errors can be detected at the support points of the roller.
  • the measured values of the scanner, the inclination sensor, the at least one measuring probe of the measuring devices for controlling and regulating the position of the tool (17) by means of adjusting devices (21, 25, 26) are supplied, the adjusting devices can, for example in the form of piezo actuators be executed.
  • the tool can be pivoted by at least one adjusting device with respect to the roll axis in several planes.
  • the tool can be adjusted by at least one adjusting device in the direction of the roll axis. In this way, any position can be approached and any presettable surface shape such as special crowns can be made.
  • 1 is a greatly simplified schematic diagram of the inventively designed grinding device in a plan view from above, 2A-B highly schematic representations of two possible measures for vibration decoupling of the inventively designed grinding device,
  • FIG. 3 is a schematic side view of the grinding device according to the invention with two roll or tool diameters
  • FIG. 6 shows two highly schematic perspective views of the longitudinal and the cross slide of the grinding device according to the invention
  • FIG. 7A-B is a side view and a plan view of a first preferred embodiment of an inventively designed grinding device
  • 8A-B is a side view and a plan view of a second preferred embodiment of an inventively designed grinding device.
  • Fig. 1 is a highly schematic schematic diagram is shown in a top view of a grinding device 1 according to the invention.
  • the grinding device 1 is carried out in its essential components mobile and can be assembled and dismantled within a short time and transported with little effort and is thus particularly suitable for use in paper mills, which have paper machines with such long and heavy rollers that their transport in a service center for grinding not economically or / or due to legal requirements is not possible.
  • These rollers 2 can be processed locally by means of the grinding device 1 according to the invention in a suitable place such as a hall. After the grinding process, the grinding device 1 can be dismantled and transported to another paper mill, so that the expensive and complex installation of a fixed grinding device can be omitted. Only a foundation must remain in the respective paper mill to allow the next grinding cycle, the renewed placement of the grinding device 1.
  • the roller 2 to be ground is constructed at the selected location on bearing blocks 3 with suitable foundations (not visible in FIG. 1).
  • the mobile grinding device 1 which is equally suitable for grinding and measuring the roll surface to be machined, is placed on guide rails 5 and axially moved on the latter along the roller 2, while the metrological devices described in more detail below replace an otherwise required above-mentioned grinding bed.
  • vibration damping such as passive insulation
  • a rigid frame 4 as possible is inserted into the substrate 6, the bearing blocks 3 for the roller 2 and the guide rails 5 carries for the grinding device 1 and is additionally isolated by a damping layer 7 against the ground.
  • actively compensating erection elements 8 it is also possible to use actively compensating erection elements 8.
  • a frame 4 is provided, which, however, is rigidly connected to the substrate 6 in order to achieve a higher basic stiffness.
  • the grinding device 1 then own active compensation elements 8 or actuators, as shown in Fig. 2B.
  • the bearing blocks 3 of the roller 2 must guarantee a usable as a reference position of the roll axis in the vertical and horizontal directions.
  • the bearing blocks 3 can advantageously be adjusted in at least one direction.
  • An adjustment of the position of the bearing blocks 3 can be done via a displaceability of the bearing blocks 3 relative to each other in the axial direction and / or relative to the substrate 6 for rollers 2 different length, with a to the guide rails 5 of the grinding device 1 parallel rail system (not closer in the figures shown) can be used.
  • a continuously adjustable bearing point 9 of the roller 2 must be present in the bearing block 3 for different roller diameters, or there must be at least two discrete bearing points 9a, 9b for two groups of roller diameters.
  • the roll axis is displaceable in both cases in the horizontal direction parallel to the ground 6, as shown schematically in Fig. 3 in a side view.
  • An embodiment with two discrete bearings 9a, 9b is a simpler solution, while a continuous adjustment of the bearing 9 opens more diverse applications.
  • the axes of the roller 2 and of a roller surface processing tool 17 are at the same height. This can be made possible both by an adjustment of the tool height and by an adjustment of the bearings 9a, 9b of the roller 2 in the bearing blocks 3 in the vertical direction.
  • the arrangement of a roller drive not shown in the figures and its structural integration can be done in a known manner as in conventional grinding machines. Due to the fact that the guide rails 5 require a high degree of accuracy in laying in order to ensure the accuracy required in the machining of the roll surface for the grinding process, it is recommended that the guide rails 5 be permanently fastened to the substrate 6. For the connection between guide rails 5 and substrate 6, various possibilities are conceivable, as shown in FIGS. 4A to 4C in each case in lateral, highly schematic views.
  • This variant has the least effort for the preparation of the machine location, but due to the low accuracy to be achieved in the orientation of the guide rails 5 does not result in the desired accuracy in the processing.
  • a further embodiment variant can provide for the screwing on of the guide rails 5 to a carrier 10, which is embedded in the substrate 6. This embodiment is shown in Fig. 4B.
  • the carrier 10 can be processed so that the connecting structure for a guide rail 5 meets the requirements. However, here too, the position of the guide rails 5 would not be defined with sufficient accuracy.
  • the third and preferred embodiment shown in Fig. 4C can be derived.
  • the carrier 10 are connected to each other by the frame 4 already mentioned above, whereby the geometric position of the guide rails 5 is fixed to each other.
  • the recessed into the substrate 6 frame 4 thus serves for the guide rails 5 as a kind of simple machine bed, he defines the geometric position of the guide rails 5 and can also serve to increase the rigidity according to its design.
  • Bearings 11 communicating with the guide rails 5 on a longitudinal slide 15 of the grinding device 1 described in more detail below serve as an interface between the mobile and the stationary components of the grinding device 1.
  • Possible embodiments for the bearings 11 are both slideways and Wälz Entryen, the latter represent the preferred embodiment both from a technical and economic point of view, as they are characterized by a high rigidity and accuracy and a low operating costs.
  • FIG. 5 For the guide rails 5, two different embodiments may also be considered.
  • an open guide system also known as fixed-lot storage, can be designed, as shown in FIG. 5 in a schematic side view.
  • one of the guide rails 5 interacts with a fixed bearing 12a, the other with a floating bearing 12b together.
  • the cooperating with the bearing 12a guide rail 5a in this case has a trapezoidal, tapering in the direction of the grinding device 1 cross section, engage on the side surfaces 13, two bearing rollers 12a, while the floating bearing 12b rests on the second guide rail 5b only.
  • the reference for the measurement of the roller 2 before the processing is a suitable stationary reference object 14 whose position relative to a defined by the roller axis global coordinate system K is known and unchangeable.
  • the reference object 14 is in the form of a tensioned wire 14, but other reference objects 14, such as a measuring rail, are also possible in a defined position.
  • the position of the wire 14 is determined by calibration using at least suitable measuring devices, as explained in more detail below.
  • the wire 14 serves as a reference for the roll axis. Consequently, its position with respect to the roller 2 or the roller axis must be unchangeable.
  • the wire 14 is in the embodiment on both sides by vertically and / or radially adjustable Rolls held rigidly attached to one side and tensioned on the other by a weight of known mass. This arrangement is known in principle and is used in the prior art grinding method described above.
  • the brackets of the wire 14 must be firmly connected to the bearing blocks 3 of the roller 2 and to the foundation 4. However, it is also conceivable to associate the holders with the mobile components of the grinding device 1.
  • the longitudinal slide 15 of the grinding device 1 already mentioned above supports the measuring devices 16 and the tools 17 described below. Both the measuring devices 16 and the tools 17 are preferably arranged on a transverse slide 18, which in turn is arranged on the longitudinal slide 15. As shown in FIG. 6 is highly schematic in two perspective views, a rail-bearing system 19 is also provided as a coupling point between the longitudinal slide 15 and the cross slide 18.
  • the longitudinal slide 15 moves along an extension direction of the roll axis, that is to say along the roll 2, while the transverse slide 18 can be fed onto the roll 2 in the radial direction. The direction of movement of the longitudinal carriage 15 is thus oriented substantially perpendicular to that of the cross slide 18.
  • the cross slide 18 also also pivotally mounted relative to the longitudinal slide 15.
  • a pivotable mounting of the tool 17 relative to the cross slide 18 is possible to achieve this goal. Pivoting limits are set for pivoting, so that, for example, the grinding wheel does not engage the edge on the roller 2, so a pivoting range of approximately ⁇ 10 ° is sufficient.
  • cross slide 18 is a guide of advantage, which is a wrap of
  • the cross slide 18 can be permanently placed on the longitudinal slide 15 or removable for transport.
  • a grinding wheel is shown by way of example as a tool 17.
  • Abrasives such as grindstones of 300 - 900 mm in diameter
  • cross slide 18 can also be prepared for receiving devices for superfinishing or honing - not shown in detail in the exemplary embodiment.
  • a drive for the respective tool 17 may be mounted on the longitudinal slide 15, the cross slide 18 or externally.
  • the longitudinal slide 15 must be designed as massive as possible. This can be done, for example, by mineral casting in free volumes, filling with sand or water, loading of weight plates or the like. respectively.
  • FIGS. 7A to 7B and 8A to 8B two exemplary embodiments of a grinding device 1 designed according to the invention are shown in highly schematic form, in each case in a lateral view and in a plan view.
  • the outer shape and the closed box formation is not limited to the illustrated, essentially a cuboid basic shape having embodiments, this is only a simplification, which allows a clear presentation of essential to the invention features.
  • the grinding devices 1 shown by way of example attempt to represent the order of magnitude of the respective components, since, for example, the freedom of collision of the longitudinal slide 15 with the roll surface has to be taken into account for all workpiece diameters and the freedom of collision of the tools 17 with the longitudinal slide 15.
  • corresponding pockets or recesses 20 may be provided (see, for example, Fig. 8A), yet to realize a compact construction and thus to guarantee a good rigidity of the device with a suitably positioned center of gravity.
  • the drive of the grinding device 1 which is not shown in the figures for the sake of clarity, can fall back on various possible drive concepts with appropriate adaptation of the components.
  • a rack-and-pinion drive is an advantageous embodiment variant due to the long traverse path.
  • other drive concepts such as ball screws or linear direct drives are possible.
  • Such drives and their arrangement on the object to be driven are known in principle, so that it is possible to dispense with a description at this point.
  • To drive the cross-carriage 22 are also any, known in principle drive concepts that provide the required accuracy and motion resolution in the feed movement, applicable.
  • the axial movement (z-feed) and a radial x-delivery including a compensation of guideway deviations and a required for calibration movement axis for pivoting the measuring devices 16th realize.
  • the cross slide 18 is, as well visible, for example, in Fig. 7A, in the form of a correspondingly rigid frame.
  • the drive of the tool 17 can be realized directly by a motor spindle or indirectly by a belt transmission.
  • additional axes of movement for example in the form of piezo actuators 21 or other fine motor axes, can be provided for active alignment of the grinding axis (see below).
  • the y-direction indicates the vertical.
  • two detection devices 22 or scanners 22, for example laser scanners, detect the reference wire 14 and, in conjunction with an inclination sensor 23, allow the position and direction of a local coordinate system K 'on the cross slide 18 to be determined.
  • the scanners 22 can be formed on the cross slide 18 or, as can be seen in FIG. 8A, arranged in the longitudinal slide 15. The selection can be made arbitrarily, for example, according to criteria of operability, the protected arrangement, etc.
  • the measuring devices 16 as described comprise two scanners 22 and a tilt sensor 23, which are arranged on the cross slide 18 of the grinding device 1. This makes it possible to determine the position and orientation of the local coordinate system K 'on the longitudinal slide 15, in which the position of the measuring devices 16 and the tool 17 are known. From the discrepancies found between the global coordinate systems K and the local coordinate system K ', the set values for the infeed motion are adjusted during the processing of the roller 2.
  • probes 24 are suitable for surface scanning.
  • inductive probes 24 which have a high accuracy (about 0.1 microns) and are suitable for all surfaces in question, already commonly in use.
  • a disadvantage is their limited dynamics, which is why it may be necessary to limit the roller speed when measuring.
  • a complete, gapless measurement then takes a correspondingly long time.
  • laser measuring systems are applicable, which today also allow the measurement of reflective surfaces. These work without contact and meanwhile also achieve accuracies of approx. 0.2 ⁇ m.
  • Mechanical systems for starting the probe 24 can be omitted here, because the probe 24 does not have to be retracted during grinding, unlike an inductive probe 24th
  • the measured value of the system with the results of the referencing and the fixed known positions of the measuring devices 16 provide a measuring point on the roll surface, expressed in a radius to the roll axis.
  • measuring points can be set along a helical line either with continuous axial movement of the longitudinal carriage 15 along the roller 2, or multiple revolutions can be used for measuring point recovery in a stepwise movement.
  • a permanently available signal for the current angular position the roller 2 is required.
  • An additional task in the processing of rollers 2 consists in the detection of concentricity errors in the region of the pin on which the roller 2 is mounted. If all concentricity errors are eliminated on the grinding wheel side, theoretically fluctuations can still occur on the rear side which are caused by the bearing points of the roller 2 in the journal. For such investigations, a further measuring system (can be installed on the back of the roll) or the direct measurement of the pin can be provided (not shown in the figures).
  • the feed takes place on the basis of the referencing.
  • the roller 2 is fired at the beginning of a grinding step.
  • the support value defined in this way determines the sanding profile.
  • polishing After reaching the desired contour (concentricity / profile / crowning) by grinding, further processing steps such as polishing can be carried out.
  • work is generally force-controlled. This is especially true for additional components such as superfinishing devices.
  • the known dynamic drives are suitable in principle.
  • the required high accuracy requires that the geometric conditions on the longitudinal slide 15 are known exactly. This is especially true for the location of the zero points of the measuring devices 16 and the orientation of the grinding axis in the local coordinate system K '. The determination of these values may be made in advance, but the exact determination of the position of the reference wire 14, which requires an external determination of the roll diameter at two axial positions to be determined, is required in each case before each new grinding operation. This also applies to the case that the wire fasteners were not actually changed, since, for example, when inserting the roller 2 in the bearing blocks 3 changes can be made to the geometry, which can then affect the grinding accuracy.
  • the traverse path of an adjusting device 25 is designated by s, which can regulate the inclination of the cross slide 18 based on the values determined by the inclination sensor 23. This is desirable because the position of the axes of roller 2 and tool 17 are preferably at the same level.
  • the radial feed movement in the x-direction for the tool 17, which is controlled by the probe 24, is effected by a further adjusting device 26 (see FIGS. 7B and 8B).
  • a setting of the tool 17 is possible by the piezo actuators 21, so that generates special profiles and crowns can be.
  • the entire process is controlled programmatically, monitored and evaluated.
  • the regulation of the drives, the evaluation of the various sensors and safety precautions can be taken by a known in principle conventional NC control or a motion control.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Eine Schleifvorrichtung (1) zur Oberflächenbearbeitung von Walzen (2), insbesondere von Walzen (2) für bahnherstellende, -veredelnde und/oder -verarbeitende Maschinen wie Papier-, Karton- oder Tissue-Maschinen, umfasst stationäre Komponenten und mobile Komponenten, die voneinander trennbar sind, und wobei die stationären Komponenten Führungsschienen (5) umfassen, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Walzenachse der zu bearbeitenden Walze (2) erstrecken und mit einem Untergrund (6) verbunden sind. Somit können die stationären Komponenten wie z.B. die Führungsschienen (5) am Einsatzort der Walzen verbleiben, während die mobilen bzw. transportablen Komponenten sich leicht von den stationären Komponenten trennen lassen und dann an andere Standorte gebracht werden können.

Description

Schleifvorrichtung für Walzen
Die Erfindung betrifft eine Schleifvorrichtung zum Schleifen von Walzen, insbesondere zum Schleifen von Walzen für Maschinen zur Herstellung und/oder Veredelung einer Faserstoffbahn wie beispielsweise einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die in der Papierindustrie verwendeten Walzen unterliegen einem unvermeidbaren Verschleiß. Die Wiederaufarbeitung erfolgt derzeit üblicherweise durch Transport der Walzen in ein Service Center und dortige Überarbeitung. Da jedoch die Abmessungen und das Gewicht dieser Walzen immer mehr zunehmen - über 100 t Gewicht und 12 m Länge sind keine Seltenheit mehr - ist ein alternatives Konzept sowohl wirtschaftlich wünschenswert als auch beispielsweise durch Restriktionen im Güterverkehr notwendig. Hierzu bietet sich eine Schleifvorrichtung an, welche mobil ist und in einfacher Weise in eine Papierfabrik transportiert und dort betrieben werden kann.
Für Trockenzylinder von Papiermaschinen zur Herstellung von Tissuepapier sind bereits eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schleifen von Walzenoberflächen bekannt, welche in der WO 01/49451 A1 beschrieben sind. Die Trockenzylinder dieser Art von Papiermaschinen sind einerseits sehr groß und andererseits durch ihre beheizbare Auslegung schwer zu deinstallieren, weshalb die Oberfläche dieser sog. Yankee-Zylinder stets in situ bearbeitet werden muss. In der WO 01/49451 A1 ist eine Schleifvorrichtung zum Schleifen eines derartigen Yankee-Zylinders beschrieben, wobei die Schleifvorrichtung in einer zur Walze im Wesentlichen parallelen Richtung sowie zur Walze hin und von dieser weg verschiebbar ist. Weiterhin ist ein der Schleifvorrichtung zugeordnetes und mit dieser verschiebbares Meßsystem zur Vermessung der Walze und relativ zu mindestens einer Bezugslinie vorgesehen, welche außerhalb der Walze vorgesehen ist und parallel zur Achse der Walze verstellt wird, wobei die relative Position in einer zur Bezugslinie vorzugsweise lotrechten Ebene bestimmt wird. Der von der Schleifvorrichtung ausgeführte Schleifvorgang, d.h. die Anpresskraft oder der Berührungsdruck, wird auf der Basis der von dem Messsystem erhaltenen Messwerte geregelt. Der Schleifvorgang erfolgt somit kraftgesteuert auf der Basis einer vorherigen Vermessung der Oberfläche.
Nachteilig an dieser bekannten Schleifvorrichtung ist dabei einerseits, dass das Meßsystem nicht die für die Bearbeitung von Walzenoberflächen mit verschiedenen Bezügen geforderte Genauigkeit erreicht und das kraftgesteuerte Schleifen bei weichen bzw. elastischen Bezügen schwierig ist. Die weiter oben erwähnten Yankee- Zylinder sind aus Metall bzw. mit einer Keramik- oder Hartmetallbeschichtung versehen, jedoch nicht mit einem weichen Bezug belegt.
Zudem ist die Eignung der gemäß der WO 01/49451 A1 verwendeten Bandschleiftechnologie für die Bearbeitung weicher Walzenbezüge nicht im gewünschten Maß gegeben.
Weiterhin steht die bei der aus der WO 01/49451 A1 bekannten Vorrichtung verwendete Führung auf dem Schaberbalken nicht zur Verfügung; diese wäre für geometriegeführtes Schleifen auch nicht geeignet.
Herkömmliche Schleifmaschinen, wie sie beispielsweise aus der EP 1 584 396 A bekannt sind, weisen den Nachteil auf, gänzlich fixiert an einen Ort zu sein. Dies liegt insbesondere in der Ausbildung der Schleifbetten für diese Schleifmaschinen. Derartige Schleifbetten umfassen dabei gewöhnlich einen Betonquader großer Abmessungen und Masse, welcher in einer geeigneten Ausnehmung im Untergrund beispielsweise einer Halle angeordnet und auf Federn zur Schwingungsentkoppelung gelagert ist. Ein solches Schleifbett kann mehrere hundert Tonnen wiegen und ist somit nur äußerst aufwändig herzustellen. Zudem widerspricht ein derartiges Schleifbett jeglicher Forderung nach Mobilität. Schleifmaschinen mit einem derartigen Schleifbett werden ausschließlich für den stationären Gebrauch gebaut und können nicht transportiert werden. Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Schleifvorrichtung für Walzen anzugeben, welche mobil ist, ohne aufwendiges und schweres Schleifmaschinenbett auskommt und zum Einsatz bei beliebigen Walzenoberflächen geeignet ist.
Dabei sind als wichtigste Kriterien die Anforderungen an die Genauigkeit und die Unempfindlichkeit gegenüber Störungen sowie die Abdeckung eines breit gefächerten Anwendungsfeldes zu nennen.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Schleifvorrichtung stationäre Komponenten und mobile Komponenten umfasst, die voneinander trennbar sind, und wobei die stationären Komponenten Führungsschienen umfassen, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Walzenachse der zu bearbeitenden Walze erstrecken und mit einem Untergrund verbunden sind.
Die stationären Komponenten bewegen sich dabei in einem Rahmen, welcher sich im Vergleich zu normalen Schleifbetten durch eine einfache Installierbarkeit, geringe Fundamentierung und Kostengünstigkeit auszeichnet. Die stationären Komponenten können somit in jeder Papierfabrik, welche dies wünscht, vorhanden sein, während die mobilen Komponenten von den stationären Komponenten in einfacher Weise trennbar und die mobilen Komponenten dann an andere Standorte verbracht werden können, um dort zum Einsatz zu kommen.
Somit sind Papierfabriken weder zum Aufbau einer eigenen, sehr aufwendigen stationären Schleifvorrichtung gezwungen, noch müssen schwere und lange Walzen unter enormem Aufwand in Service-Center verschickt werden. Auch der Erwerb der mobilen Komponenten entfällt, da diese nach Bedarf in Form einer Serviceleistung geordert, benutzt und wieder abtransportiert werden. Der Kostenfaktor für feste Installationen ist somit gering.
Weitere vorteilhafte Aspekte und Ausgestaltungsvarianten gehen aus den Unteransprüchen hervor. Vorteilhafterweise können die Führungsschienen direkt mit dem Untergrund, mit in den Untergrund eingelegten Trägern oder mit einem in den Untergrund eingelegten Rahmen verbunden sein, so dass eine entsprechend den geforderten Genauigkeiten Fundamentierung erzielt werden kann.
Die zu schleifende Walze ist bevorzugt auf mit dem Untergrund verbundenen Lagerböcken anordnenbar.
Zur Entkoppelung der Lagerböcke und/oder den Führungsschienen kann zwischen dem Untergrund und den Lagerböcken und/oder zwischen dem Untergrund und den Führungsschienen eine passive Isolation gegen Schwingungsanregung in Form einer Dämpfungsschicht und/oder Dämpfungselementen in Form von Federelementen vorgesehen sein. Dies ist eine einfache Maßnahme gegen Schwingungsanregungen.
Besonders bevorzugt können die Lagerböcke und/oder die Führungsschienen auch Vorrichtungen zur aktiven Entkoppelung vom Untergrund in Form von Steuer- und regelbaren Aktoren aufweisen. Dies ist eine zwar aufwendige, jedoch sehr zuverlässige Form der Dämpfung. Auch Mischformen aus aktiver und passiver Dämpfung sind möglich.
Um die Bearbeitung sowohl großer als auch kleiner Walzendurchmesser zu ermöglichen und die Position des Werkzeugs zur Oberflächenbearbeitung relativ zur Walzenachse korrekt einstellen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Lagerstellen der Walze in den Lagerböcken sowohl horizontal als auch vertikal verstellbar sind.
Vorteilhafterweise können die mobilen Komponenten der Schleifvorrichtung einen auf den Führungsschienen beweglich geführten Längsschlitten umfassen, der entlang einer Erstreckungshchtung der Walzenachse der zu bearbeitenden Walze verfahrbar oder verschieblich angeordnet ist.
Bevorzugt kann der Längsschlitten Lager aufweisen, welche mit den Führungsschienen zusammenwirken. Bevorzugte Lagerformen sind dabei Gleit- oder Wälzlager. Eine besonders bevorzugte Ausführung sieht dabei die Ausbildung einer Fest-Los-Lagerung mit Rollenumlaufschuhen vor, welche ein hohes Maß an Genauigkeit und guter Führung bei wenig Anfälligkeit für Versätze quer zur Bewegungsrichtung aufweisen.
Auf dem Längsschlitten ist vorzugsweise ein Querschlitten verfahrbar oder verschieblich angeordnet, wobei eine Bewegungsrichtung des Querschlittens im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Längsschlittens orientiert ist. Dadurch sind die gewünschten Freiheitsgrade in der Bewegung relativ zur Walze direkt und in einfacher Weise ansteuerbar.
Um spezielle Bombierungen oder andere Oberflächenstrukturen in die Walzenfläche einbringen zu können, ist es weiterhin von Vorteil, wenn der Querschlitten gegenüber dem Längsschlitten horizontal und/oder vertikal schwenkbar ist.
Auch zwischen dem Längsschlitten und dem Querschlitten kann ein Schienen-Lager- System ausgebildet sein, welches insbesondere mit Umgriff von Lagern um Führungsschienen ausgebildet sein kann, da hierdurch auch eine Sicherung gegen abhebende Kräfte während der Bearbeitung möglich ist.
Der Querschlitten kann auf dem Längsschlitten fixiert oder abnehmbar angeordnet sein. Eine fixierte Anordnung erleichtert den Montageaufwand, da der Querschlitten nicht extra montiert werden muss, andererseits trägt ein abnehmbarer Querschlitten zur Kompaktheit der Vorrichtung bei.
Vorteilhafterweise kann an dem Querschlitten ein Werkzeug, insbesondere eine Schleifscheibe, ein Bandschleifer, eine Rilliervorrichtung, eine Superfinishingvorrichtung oder eine Honvorrichtung anordnenbar sein, was ein breites Anwendungsspektrum für die Schleifvorrichtung sicherstellt.
Besonders bevorzugt erfolgt der Betrieb der Werkzeuge geometriegesteuert, da hierdurch eine höhere Genauigkeit erreichbar ist. Gemäß einem besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung weist die Schleifvorrichtung Messeinrichtungen auf, durch welche eine Position der Schleifvorrichtung relativ zu der zu bearbeitenden Walze bestimmbar ist.
Vorzugsweise können die Messeinrichtungen zumindest zwei Erfassungsvorrichtungen für ein Referenzobjekt aufweisen, welche in Form von Scannern, insbesondere von Laserscannern, ausgebildet sein können. Scanner dieser Art erlauben eine einfach, aber sehr zuverlässige Erfassung der Position von Objekten.
Besonders bevorzugt kann das Referenzobjekt in Form eines gespannten Drahtes ausgebildet sein, welcher Draht im Wesentlichen parallel zu der Walzenachse der zu bearbeitenden Walze angeordnet ist und zu der Walzenachse in einer festgelegten, unveränderlichen geometrischen Beziehung steht. Diese Referenzierung erlaubt eine genaue Lokalisierung der räumlichen Position der wesentlichen Bestandteile der Vorrichtung zueinander, so dass eventuelle Ungenauigkeiten in der mechanischen Fundamentierung ausgleichbar sind.
Bevorzugt ist der Draht so angeordnet ist, dass er durch die Scanner erfassbar ist, was durch eine entsprechende Geometrie der Scanner ermöglicht wird.
Die Scanner können dabei jeweils paarweise sowohl an dem Längsschlitten als auch an dem Querschlitten angeordnet sein. Die Auswahl kann dabei jeweils nach Gesichtspunkten wie dem Schutz der Scanner während des Transports, einfache Zugänglichkeit für das Bedienpersonal etc. erfolgen.
Weiterhin können die Messeinrichtungen vorteilhafterweise zumindest einen Neigungssensor aufweisen, welcher an dem Querschlitten angeordnet ist und durch welchen eine Neigung des Querschlittens relativ zum Untergrund erfassbar ist.
Ebenso ist von Vorteil, wenn die Messeinrichtungen zumindest einen Messtaster aufweisen, welcher an dem Querschlitten angeordnet ist und durch welchen eine Abtastung der zu bearbeitenden Walzenoberfläche und/oder eine Entfernungsmessung der Schleifvorrichtung von der Walzenachse möglich ist. Der Messtaster kann als induktiver Messtaster oder als Lasertaster ausgeführt sein.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante, bei welcher zumindest ein weiterer Messtaster vorgesehen ist, welcher in Bezug auf die Walzenachse gegenüber dem ersten Messtaster an einer Rückseite der Walze angeordnet ist, durch welchen weiteren Messtaster Rundlauffehler an den Auflagestellen der Walze erfassbar sind.
Bevorzugt können die Messwerte der Scanner, des Neigungssensors, des zumindest einen Messtasters der Messeinrichtungen zur Steuerung und Regelung der Position des Werkzeuges (17) mittels Stellvorrichtungen (21 , 25, 26) zugeführt werden, Die Stellvorrichtungen können dabei beispielsweise in Form von Piezo-Aktoren ausgeführt sein.
Vorteilhafterweise kann das Werkzeug durch zumindest eine Stellvorrichtung in Bezug auf die Walzenachse in mehreren Ebenen schwenkbar sein.
Zudem kann das Werkzeug durch zumindest eine Stellvorrichtung in Richtung auf die Walzenachse verstellbar sein. Auf diese Weise kann jede beliebige Position angefahren und eine beliebige voreinstellbare Oberflächenform wie beispielsweise besondere Bombierungen angefertigt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfachte Prinzipskizze der erfindungsgemäß ausgestalteten Schleifvorrichtung in einer Aufsicht von oben, Fig. 2A-B stark schematisierte Darstellungen zweier möglicher Maßnahmen zur Schwingungsentkoppelung der erfindungsgemäß ausgebildeten Schleifvorrichtung,
Fig. 3 eine schematisiert seitliche Ansicht der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung mit zwei Walzen- bzw. Werkzeugdurchmessern,
Fig. 4A-C stark schematisierte seitliche Darstellungen dreier möglicher Fundamentierungen für eine erfindungsgemäße Schleifvorrichtung,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für einer Lagerung der erfindungsgemäß ausgebildeten Schleifvorrichtung,
Fig. 6 zwei stark schematisierte perspektivische Darstellungen des Längs- und des Querschlittens der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung,
Fig. 7A-B eine seitliche Darstellung und eine Aufsicht auf ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Schleifvorrichtung, und
Fig. 8A-B eine seitliche Darstellung und eine Aufsicht auf ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Schleifvorrichtung.
In Fig. 1 ist eine stark schematisierte Prinzipskizze in einer Aufsicht von oben auf eine Schleifvorrichtung 1 gemäß der Erfindung dargestellt.
Die Schleifvorrichtung 1 ist dabei in ihren wesentlichen Komponenten mobil ausgeführt und kann innerhalb kurzer Zeit auf- und abgebaut sowie mit geringem Aufwand transportiert werden und ist damit insbesondere zur Verwendung in Papierfabriken geeignet, welche über Papiermaschinen mit so langen und schweren Walzen verfügen, dass deren Transport in ein Service Center zum Schleifen nicht wirtschaftlich oder/oder aufgrund von gesetzlichen Vorgaben nicht möglich ist. Diese Walzen 2 können mittels der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung 1 vor Ort an einem dafür geeigneten Platz wie beispielsweise einer Halle bearbeitet werden. Nach dem Schleifvorgang kann die Schleifvorrichtung 1 abgebaut und zu einer anderen Papierfabrik transportiert werden, so dass die teure und aufwendige Aufstellung einer fixen Schleifvorrichtung entfallen kann. Lediglich eine Fundamentierung muss in der jeweiligen Papierfabrik verbleiben, um beim nächsten Schleifzyklus das erneute Aufsetzen der Schleifvorrichtung 1 zu ermöglichen.
Die zu schleifende Walze 2 wird am gewählten Platz auf Lagerböcken 3 mit geeigneten Fundamenten (in Fig. 1 nicht sichtbar) aufgebaut. Die mobile Schleifvorrichtung 1 , welche gleichermaßen zum Schleifen und Vermessen der zu bearbeitenden Walzenoberfläche geeignet ist, wird auf Führungsschienen 5 aufgesetzt und auf diesen entlang der Walze 2 axial bewegt, während die weiter unten näher beschriebenen messtechnischen Einrichtungen ein ansonsten erforderliches oben bereits erwähntes Schleifbett ersetzen.
Um bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung 1 die notwendige Steifigkeit beim Schleifprozess erreichen zu können und um störende Umwelteinflüsse in Form von Schwingungsanregung kompensieren zu können, ist somit eine möglichst starre Verbindung zwischen den Lagerböcken 3 der Walze 2 und den Führungsschienen 5 für die Schleifvorrichtung 1 notwendig. Weiterhin muss trotz des Weglassens eines herkömmlichen Schleifbettes eine grundlegende geometrische Beziehung zwischen der Schleifvorrichtung 1 und der Walze 2 geschaffen und aufrechterhalten werden.
Zur Schwingungsdämpfung sind verschiedene Konzepte möglich, so kann beispielsweise eine passive Isolierung eingesetzt werden, welche stark schematisiert in Fig. 2A dargestellt ist, indem ein möglichst starrer Rahmen 4 in den Untergrund 6 eingelegt wird, der die Lagerböcke 3 für die Walze 2 und die Führungsschienen 5 für die Schleifvorrichtung 1 trägt und zusätzlich durch eine Dämpfungsschicht 7 gegen den Untergrund isoliert ist. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, aktiv kompensierende Aufstellelemente 8 einzusetzen. Auch hier ist ein Rahmen 4 vorgesehen, welcher jedoch starr mit dem Untergrund 6 verbunden ist, um eine höhere Grundsteifigkeit zu erzielen. Zur Kompensation von Weganregungen aus dem Untergrund 6 weist die Schleifvorrichtung 1 dann eigene aktive Kompensationselemente 8 oder Aktoren auf, wie aus Fig. 2B ersichtlich.
Die Lagerböcke 3 der Walze 2 müssen eine als Referenz nutzbare Position der Walzenachse in vertikaler und horizontaler Richtung garantieren. Je nach Größe der zu bearbeitenden Walze 2 bzw. bei schwankenden Abmessungen derselben sind die Lagerböcke 3 vorteilhafterweise in zumindest einer Richtung verstellbar. Eine Anpassung der Position der Lagerböcke 3 kann über eine Verschiebbarkeit der Lagerböcke 3 relativ zueinander in axialer Richtung und/oder relativ zum Untergrund 6 für Walzen 2 unterschiedlicher Länge erfolgen, wobei ein zu den Führungsschienen 5 der Schleifvorrichtung 1 paralleles Schienensystem (in den Figuren nicht näher dargestellt) Verwendung finden kann. Weiterhin muss eine kontinuierlich verstellbare Lagerstelle 9 der Walze 2 im Lagerbock 3 für unterschiedliche Walzendurchmesser vorhanden sein, oder es müssen zumindest zwei diskrete Lagerstellen 9a, 9b für zwei Gruppen von Walzendurchmessern vorhanden sein. Die Walzenachse ist in beiden Fällen in horizontaler Richtung parallel zum Untergrund 6 verschieblich, wie in Fig. 3 schematisch in einer seitlichen Ansicht dargestellt. Eine Ausführungsform mit zwei diskreten Lagerstellen 9a, 9b ist eine einfachere Lösung, während eine stufenlose Verstellung der Lagerstelle 9 vielfältigere Einsatzbereiche eröffnet.
Weiters ist sicherzustellen, dass sich die Achsen der Walze 2 und eines die Walzenoberfläche bearbeitenden Werkzeugs 17 auf gleicher Höhe befinden. Dies kann sowohl durch eine Verstellmöglichkeit der Werkzeughöhe als auch durch eine Verstellmöglichkeit der Lagerstellen 9a, 9b der Walze 2 in den Lagerböcken 3 in vertikaler Richtung ermöglicht werden. Die Anordnung eines in den Figuren nicht weiter dargestellten Walzenantriebes und dessen konstruktive Integration kann in bekannter Weise wie bei herkömmlichen Schleifmaschinen erfolgen. Bedingt dadurch, dass die Führungsschienen 5 ein hohes Maß an Genauigkeit bei der Verlegung fordern, um die für den Schleifprozess benötigte Genauigkeit in der Bearbeitung der Walzenoberfläche zu gewährleisten, ist es empfehlenswert, die Führungsschienen 5 dauerhaft auf dem Untergrund 6 zu befestigen. Für die Verbindung zwischen Führungsschienen 5 und Untergrund 6 sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, wie in den Fig. 4A bis 4C jeweils in seitlichen, stark schematisierten Ansichten dargestellt.
Grundsätzlich möglich ist eine direkte Verschraubung der Führungsschienen 5 auf dem Untergrund 6, wie in Fig. 4A schematisch dargestellt. Diese Variante weist den geringsten Aufwand zur Vorbereitung des Maschinenstandortes auf, hat aber durch die geringe zu erreichende Genauigkeit in der Ausrichtung der Führungsschienen 5 nicht die gewünschte Genauigkeit bei der Bearbeitung zur Folge. Eine weitere Ausführungsvariante kann das Aufschrauben der Führungsschienen 5 auf jeweils einen Träger 10, der in den Untergrund 6 eingelassen ist, vorsehen. Diese Ausführungsform ist aus Fig. 4B ersichtlich. Der Träger 10 kann dabei so bearbeitet sein, dass die Anschlusskonstruktion für eine Führungsschiene 5 den Anforderungen genügt. Allerdings wäre auch hier die Lage der Führungsschienen 5 zueinander nicht ausreichend genau definiert. Als Konsequenz daraus und aus den oben beschriebenen allgemeinen Betrachtungen zum Untergrund 6 kann die in Fig. 4C dargestellte dritte und bevorzugte Ausführungsform abgeleitet werden. Die Träger 10 sind dabei durch den weiter oben bereits erwähnten Rahmen 4 miteinander verbunden, wodurch die geometrische Lage der Führungsschienen 5 zueinander festgelegt ist.
Der in den Untergrund 6 eingelassene Rahmen 4 dient somit für die Führungsschienen 5 als eine Art einfaches Maschinenbett, er definiert die geometrische Lage der Führungsschienen 5 und kann entsprechend seiner Auslegung auch zur Erhöhung der Steifigkeit dienen.
Mit den Führungsschienen 5 kommunizierende Lager 11 an einem weiter unten näher beschriebenen Längsschlitten 15 der Schleifvorrichtung 1 dienen als Schnittstelle zwischen den mobilen und den stationären Komponenten der Schleifvorrichtung 1. Mögliche Ausführungsvarianten für die Lager 11 sind sowohl Gleitführungen als auch Wälzführungen, wobei letztere sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht die bevorzugte Ausführungsform darstellen, da sie sich durch eine hohe Steifigkeit und Genauigkeit sowie einen geringen Betriebsaufwand auszeichnen.
Für die Führungsschienen 5 können ebenfalls zwei unterschiedliche Ausführungsformen in Betracht gezogen werden. Einerseits kann unter Verwendung von Rollenumlaufschuhen 12 ein offenes Führungssystem, auch bekannt als Fest- Los-Lagerung, konzipiert werden, wie in Fig. 5 in einer schematischen seitlichen Ansicht dargestellt. Hierbei wirkt eine der Führungsschienen 5 mit einem Festlager 12a, die andere mit einem Loslager 12b zusammen. Die mit dem Festlager 12a zusammenwirkende Führungsschiene 5a weist dabei einen trapezförmigen, sich in Richtung auf die Schleifvorrichtung 1 verjüngenden Querschnitt auf, an dessen Seitenflächen 13 zwei Lagerrollen 12a angreifen, während das Loslager 12b auf der zweiten Führungsschiene 5b lediglich aufliegt.
Der Vorteil eines derartigen offenen Führungssystems ist die Möglichkeit, die mobile Schleifvorrichtung 1 in einfacher Weise ohne Montageaufwand auf die Führungsschienen 5 aufsetzen zu können. Weiterhin ist die Empfindlichkeit gegenüber geometrischen Fehlern quer zur Bewegungsrichtung durch die Loslagerseite gering. Die dargestellte offene Führung ist auch in Hinblick auf die nicht oder nur in geringfügigem Ausmaß auftretenden abhebenden Kräfte denkbar, ein Umgriff ist nicht zwingend notwendig.
Andererseits ist jedoch auch die Verwendung von zu einem geschlossenen System mit Umgriff führenden Lagern 11 denkbar und möglich. Dadurch ist auch eine Abstützung gegen stärkere abhebende Kräfte möglich. Hinsichtlich der Eignung als Schnittstelle zwischen stationären und mobilen Komponenten der Schleifvorrichtung 1 weist diese Ausführungsform allerdings den Nachteil auf, dass die geschlossenen Lager 11 nicht abgehoben werden können. Sie könnten beispielsweise montiert an eine Grundplatte permanent auf den Führungsschienen 5 aufgesetzt bleiben. Hierzu müssen Lager 11 und Grundplatte an jedem Einsatzort separat vorhanden sein. Dies ist zumindest ein Kostenfaktor, jedoch bestehen zudem durch die Überbestimmtheit des Systems hohe Anforderungen an die Parallelität der Führungsschienen 5, was erhöhte Anforderungen an die Rahmenstruktur 4 zur Folge hat.
Das Fehlen eines klassischen Maschinenbettes zur Aufnahme aller Komponenten der Schleifvorrichtung 1 hat zwangsläufig auch eine geringere geometrische Genauigkeit der Führungsschienen 5 zur Folge. Dies lässt sich durch die Verwendung eines entsprechenden direkten Messverfahrens kompensieren. Neben den sich direkt abbildenden Fehlern in horizontaler Richtung führen auch Abweichungen der vertikalen Position zwischen der zu bearbeitenden Walze 2 und einem Werkzeug 17 zu Differenzen in der Eingriffstiefe und damit zu Bearbeitungsfehlern. In Abhängigkeit von der Fundamentierung der Schleifvorrichtung 1 und somit der erreichbaren geometrischen Genauigkeit der Führungsschienen 5 ergeben sich Relativbewegung zwischen Werkzeug 17 und Walze 2 in horizontaler Richtung. Auch vertikale Fehler müssen kompensiert werden, sobald sie einen relevanten Einfluss auf die Arbeitsgenauigkeit erreichen. Die Empfindlichkeit gegenüber Fehlern in vertikaler Richtung nimmt mit kleiner werdendem Achsabstand zwischen Walze 2 und Werkzeug 17 zu.
Als Referenz für die Vermessung der Walze 2 vor der Bearbeitung dient ein geeignetes stationäres Referenzobjekt 14, dessen Position relativ zu einem durch die Walzenachse definierten globalen Koordinatensystem K bekannt und unveränderlich ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Referenzobjekt 14 in Form eines gespannten Drahtes 14 ausgebildet, es sind jedoch auch andere Referenzobjekte 14 wie beispielsweise eine Messschiene in definierter Position möglich. Die Position des Drahtes 14 wird durch eine Kalibrierung mit Hilfe zumindest geeigneter Messeinrichtungen ermittelt, wie weiter unten näher erläutert.
Der Draht 14 dient als Referenz für die Walzenachse. Folglich muss seine Position in Bezug auf die Walze 2 bzw. die Walzenachse unveränderlich sein. Der Draht 14 wird im Ausführungsbeispiel auf beiden Seiten durch vertikal und/oder radial verstellbare Rollen gehalten, auf einer Seite starr befestigt und auf der anderen durch ein Gewicht bekannter Masse gespannt. Diese Anordnung ist im Prinzip bekannt und wird bei dem weiter oben beschriebenen Schleifverfahren gemäß dem Stand der Technik verwendet. Die Halterungen des Drahtes 14 müssen fest mit den Lagerböcken 3 der Walze 2 bzw. mit dem Fundament 4 verbunden sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Halterungen den mobilen Komponenten der Schleifvorrichtung 1 zuzuordnen.
Der bereits weiter oben erwähnte Längsschlitten 15 der Schleifvorrichtung 1 ist Träger der weiter unten beschriebenen Messeinrichtungen 16 und der Werkzeuge 17. Sowohl die Messeinrichtungen 16 als auch die Werkzeuge 17 sind dabei bevorzugt auf einem Querschlitten 18 angeordnet, welcher seinerseits auf dem Längsschlitten 15 angeordnet ist. Wie aus Fig. 6 stark schematisiert in zwei perspektivischen Ansichten ersichtlich, ist als Koppelstelle zwischen dem Längsschlitten 15 und dem Querschlitten 18 ebenfalls ein Schienen-Lager-System 19 vorgesehen. Der Längsschlitten 15 bewegt sich entlang einer Erstreckungshchtung der Walzenachse, also längs zur Walze 2, während der Querschlitten 18 in radialer Richtung auf die Walze 2 zustellbar ist. Die Bewegungsrichtung des Längsschlittens 15 ist somit im Wesentlichen rechtwinkelig zu derjenigen des Querschlittens 18 orientiert.
Um spezielle Bombierungen oder Oberflächenformen bei der Walzenbearbeitung herstellen zu können, ist der Querschlitten 18 zudem auch verschwenkbar gegenüber dem Längsschlitten 15 gelagert. Auch eine verschwenkbare Lagerung des Werkzeugs 17 gegenüber dem Querschlitten 18 ist zur Erreichung dieses Ziels möglich. Dem Verschwenken sind schleiftechnische Grenzen gesetzt, damit beispielsweise nicht die Schleifscheibe mit der Kante an der Walze 2 angreift, somit ist ein Verschwenkbereich von ca. ± 10° ausreichend.
Für den Querschlitten 18 ist eine Führung von Vorteil, welche einen Umgriff von
Lagern um Führungsschienen erlaubt (in der Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht weiter dargestellt), da der Querschlitten 18 wegen seines vergleichsweise geringeren Gewichtes gegen abhebende Kräfte zu schützen ist. Der Querschlitten 18 kann dabei permanent auf dem Längsschlitten 15 aufgesetzt oder zum Transport abnehmbar sein.
In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Werkzeug 17 beispielhaft eine Schleifscheibe dargestellt. Hierbei können die derzeit verwendeten
Schleifmittel wie beispielsweise Schleifsteine von 300 - 900 mm Durchmesser in
Verwendung kommen. Diese haben den Vorzug bekannter ausreichender technologischer Eigenschaften. Die große Spannweite der Durchmesser erfordert jedoch einen großen Verstellbereich des Querschlittens 18. Weiterhin sind keramisch gebundene Scheiben (CBN oder Diamant) verwendbar. Diese haben nur geringe
Verschleißbereiche (5 mm), somit wäre für den Vorschub ein deutlich geringerer
Bereich ausreichend.
Außerdem kann - im Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellt - der Querschlitten 18 auch zur Aufnahme von Vorrichtungen zum Superfinish oder Honen vorbereitet sein. Ein Antrieb für das jeweilige Werkzeug 17 kann auf dem Längsschlitten 15, dem Querschlitten 18 oder auch extern angebracht sein.
Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere zur Erhöhung der Stabilität und zur Verringerung der Anregbarkeit für Schwingungen, muss der Längsschlitten 15 möglichst massereich ausgeführt sein. Dies kann beispielsweise durch Mineralguss in freien Volumina, Füllung mit Sand oder Wasser, Einlegen von Beschwerungsplatten o.a. erfolgen.
In den Fig. 7A bis 7B und 8A bis 8B sind zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schleifvorrichtung 1 stark schematisiert jeweils in einer seitlichen Ansicht und in einer Aufsicht dargestellt. Hierbei ist insbesondere zu bemerken, dass die äußere Form und die geschlossene Kastenausbildung nicht auf die dargestellten, im wesentlichen eine quaderartige Grundform aufweisenden Ausführungsbeispiele begrenzt ist, dies ist lediglich eine Vereinfachung, die eine übersichtliche Darstellung der erfindungswesentlichen Merkmale erlaubt. Es können andere Formen, welche z.B. durch abgerundete Kanten die Betriebssicherheit für das Bedienpersonal erhöhen, wie auch andere Konstruktionen wie beispielsweise Gitterstrukturen gewählt werden, wenn dadurch beispielsweise die Handhabung, die Anordnung der an dem Längsschlitten 15 montierten Werkzeuge 17 oder die Einbringung von Beschwerungsplatten vereinfacht wird.
Die beispielhaft dargestellten Schleifvorrichtungen 1 versuchen jedoch, die Größenordnung der jeweiligen Komponenten darzustellen, da beispielsweise die Kollisionsfreiheit des Längsschlittens 15 mit der Walzenoberfläche für alle Werkstückdurchmesser sowie die Kollisionsfreiheit der Werkzeuge 17 mit dem Längsschlitten 15 beachtet werden müssen. Hier können entsprechende Taschen oder Ausnehmungen 20 vorgesehen sein (siehe z.B. Fig. 8A), um dennoch einen kompakten Aufbau zu realisieren und somit eine gute Steifigkeit der Vorrichtung mit einem geeignet positionierten Schwerpunkt zu garantieren.
Der Antrieb der Schleifvorrichtung 1 , welcher in den Figuren zur Wahrung der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist, kann mit entsprechender Anpassung der Komponenten auf diverse mögliche Antriebskonzepte zurückgreifen. Für den Längsvorschub entlang der zu bearbeitenden Walze 2 ist auf Grund des langen Verfahrweges ein Zahnstange-Ritzel-Antrieb eine vorteilhafte Ausführungsvariante. Aber auch andere Antriebskonzepte wie Kugelgewindetriebe oder lineare Direktantriebe sind möglich. Derartige Antriebe und ihre Anordnung an dem anzutreibenden Gegenstand sind im Prinzip bekannt, so dass auf eine Beschreibung an dieser Stelle verzichtet werden kann. Zum Antrieb des Querzeugschlittens 18 sind ebenfalls beliebige, im Prinzip bekannte Antriebskonzepte, die die geforderte Genauigkeit und Bewegungsauflösung in der Zustellbewegung erbringen, anwendbar.
Für die Positionierung des Querschlittens 18 sowie für die Nachführung im Betrieb werden geregelte Bewegungsachsen benötigt, die eine axiale Bewegung (z- Vorschub) und eine radiale x-Zustellung einschließlich eines Ausgleichs von Führungsbahnabweichungen sowie für eine zur Kalibrierung erforderliche Bewegungsachse für das Schwenken der Messeinrichtungen 16 realisieren. Der Querschlitten 18 ist, wie beispielsweise in Fig. 7A gut ersichtlich, in Form eines entsprechend steifen Gestells ausgebildet. Der Antrieb des Werkzeugs 17 kann direkt durch eine Motorspindel oder indirekt durch eine Übertragung mittels Riemen realisiert werden. Für die Feinjustage des Werkzeugs 17 können für eine aktive Ausrichtung der Schleifachse zusätzliche Bewegungsachsen beispielsweise in Form von Piezo-Aktoren 21 oder anderen feinmotorischen Achsen vorgesehen sein (siehe unten).
In den Figuren 7A, 7B, 8A und 8B wird folgende Nomenklatur für die Koordinatensysteme K und K' verwendet: im globalen Koordinatensystem K zeigt die z-Richtung entlang der Walzenachse, die x-Richtung fällt mit der radialen
Zustellachse des Werkzeugs 17 zusammen, die y-Richtung gibt die Vertikale an.
Entsprechend sind dieselben Richtungen mit u (entspricht x), v (entspricht y) und w
(entspricht z) im lokalen Koordinatensystem K' bezeichnet. Weiterhin sind die Bezeichnungen xι, yϊ, zι für eine in der Aufsicht linke Erfassungsvorrichtung 22 und xr, yr, zr für eine in der Aufsicht rechte Erfassungsvorrichtung 22 vorhanden.
Die im Ausführungsbeispiel zwei Erfassungsvorrichtungen 22 oder Scanner 22, beispielsweise Laserscanner, erfassen den Referenzdraht 14 und gestatten, in Verbindung mit einem Neigungssensor 23 die Lage und Richtung eines lokalen Koordinatensystems K' auf dem Querschlitten 18 zu bestimmen. Die Scanner 22 können dabei, wie in Fig. 7A dargestellt, auf dem Querschlitten 18 ausgebildet sein, oder, wie aus Fig. 8A ersichtlich, im Längsschlitten 15 angeordnet sein. Die Auswahl kann beliebig beispielsweise nach Kriterien der Bedienbarkeit, der geschützten Anordnung etc. erfolgen.
Für die Oberflächenabtastung der Walze 2 mittels eines Messtasters 24 ist eine Verstellmöglichkeit des Messtasters 24 zur Einhaltung des Messbereiches je nach aktueller Größe des Werkzeugs 17 (im Ausführungsbeispiel der Schleifscheibe) erforderlich. Dies kann in diskreten Schritten realisiert werden, da während des Messvorgangs keine Änderung erforderlich ist. Die räumliche Lage der Messeinrichtungen 16 in Bezug auf das lokale System (K') muss entweder bekannt sein oder sich aus der aktuellen Lage der Bewegungsachsen bestimmen lassen. Eine diesbezügliche Vermessung des Längsschlittens 15 der Schleifvorrichtung 1 ist zwingend erforderlich.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Messeinrichtungen 16 wie beschrieben zwei Scanner 22 und einen Neigungssensor 23, welche auf dem Querschlitten 18 der Schleifvorrichtung 1 angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, die Lage und Orientierung des lokalen Koordinatensystems K' auf dem Längsschlitten 15 zu ermitteln, in welchem die Position der Messeinrichtungen 16 und des Werkzeugs 17 bekannt sind. Aus den festgestellten Abweichungen zwischen den globalen Koordinatensystemen K und dem lokalen Koordinatensystem K' werden beim Bearbeiten der Walze 2 die Sollwerte für die Zustellbewegung angepasst.
Für die Oberflächenabtastung kommen herkömmlich bereits bekannte Messtaster 24 in Frage. Dazu sind induktive Messtaster 24, welche eine hohe Genauigkeit (ca. 0,1 μm) aufweisen und für alle fraglichen Oberflächen geeignet sind, bereits üblicherweise in Verwendung. Ein Nachteil ist ihre begrenzte Dynamik, weshalb unter Umständen die Walzendrehzahl beim Messen begrenzt werden muss. Eine vollständige, lückenlose Vermessung dauert dann entsprechend lange. Alternativ sind Lasermesssysteme anwendbar, die heutzutage auch die Vermessung spiegelnder Oberflächen erlauben. Diese arbeiten berührungslos und erreichen inzwischen ebenfalls Genauigkeiten von ca. 0,2 μm. Mechanische Systeme zum Anfahren des Messtasters 24 können hierbei entfallen, weil der Messtaster 24 beim Schleifen nicht zurückgefahren werden muss, anders als ein induktiver Messtaster 24.
Der Messwert des Systems mit den Ergebnissen der Referenzierung und die fixen bekannten Positionen der Messeinrichtungen 16 liefern einen Messpunkt auf der Walzenoberfläche, ausgedrückt in einem Radius zur Walzenachse. Bei rotierender Walze 2 können entweder bei kontinuierlicher axialer Bewegung des Längsschlittens 15 entlang der Walze 2 längs einer Schraubenlinie Messpunkte gesetzt werden oder bei schrittweiser Bewegung mehrfache Umdrehungen zur Messpunktgewinnung verwendet werden. Ein permanent verfügbares Signal zur aktuellen Winkelstellung der Walze 2 wird vorausgesetzt. Nach vollständiger Vermessung der Walzenoberfläche werden die Ergebnisse zu einer 3D-topografischen Oberflächenbeschreibung zusammengefasst.
Eine zusätzliche Aufgabenstellung bei der Bearbeitung von Walzen 2 besteht in der Erkennung von Rundlauffehlern im Bereich des Zapfens, auf dem die Walze 2 gelagert ist. Wenn schleifscheibenseitig alle Rundlauffehler beseitigt sind, können theoretisch auf der Rückseite noch Schwankungen auftreten, die durch die Auflagestellen der Walze 2 in den Zapfen verursacht sind. Für derartige Untersuchungen kann ein weiteres Messsystem (auf der Walzenrückseite installierbar) oder das direkte Vermessen des Zapfens vorgesehen werden (in den Figuren nicht weiter dargestellt).
Bei dem für die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung 1 präferierten geometrisch geführten Schleifverfahren erfolgt im Unterschied zum weiter oben beschriebenen kraftgesteuerten Schleifverfahren gemäß dem Stand der Technik die Zustellung auf der Basis der Referenzierung. Dazu wird zu Beginn eines Schleifschrittes die Walze 2 angefunkt. Der so definierte Stützwert bestimmt das Schleifprofil.
Nach Erreichen der gewünschten Kontur (Rundlauf/Profil/Bombierung) durch die Schleifbearbeitung können weitere Bearbeitungsschritte wie Polieren erfolgen. Hier wird generell kraftgesteuert gearbeitet. Dies gilt speziell für Zusatzkomponenten wie Superfinish-Vorrichtungen. Die bekannten dynamischen Antriebe sind dafür prinzipiell geeignet.
Die geforderte hohe Genauigkeit setzt voraus, dass die geometrischen Verhältnisse auf dem Längsschlitten 15 exakt bekannt sind. Das gilt speziell für die Lage der Nullpunkte der Messeinrichtungen 16 und die Ausrichtung der Schleifachse im lokalen Koordinatensystem K'. Die Bestimmung dieser Werte kann vorab erfolgen, jedoch ist die genaue Ermittlung der Lage des Referenzdrahtes 14, wozu eine externe Bestimmung des Walzendurchmessers an zwei festzulegenden axialen Positionen erforderlich ist, in jedem Fall vor jedem neuen Schleifvorgang erforderlich. Das gilt auch für den Fall, dass die Drahtbefestigungen eigentlich nicht verändert wurden, da beispielsweise beim Einlegen der Walze 2 in die Lagerböcke 3 Veränderungen an der Geometrie erfolgen können, welche sich anschließend auf die Schleifgenauigkeit auswirken können.
Betrachtet man insbesondere die Fig. 7A und 8A, sind die diversen Verstellmöglichkeiten der einzelnen Komponenten erkennbar. Mit s ist der Verfahrweg einer Stellvorrichtung 25 bezeichnet, welche gestützt auf die durch den Neigungssensor 23 ermittelten Werte die Neigung des Querschlittens 18 regeln kann. Dies ist wünschenswert, da die Lage der Achsen von Walze 2 und Werkzeug 17 vorzugsweise auf gleicher Höhe liegen.
Die radiale Zustellbewegung in x-Richtung für das Werkzeug 17, welche durch den Messtaster 24 geregelt ist, erfolgt durch eine weitere Stellvorrichtung 26 (siehe Fig. 7B und 8B). Hierzu erfolgt ein steter Abgleich der Messwerte rw und Ud (Entfernung des Messtasters 24 von der Walzenoberfläche) im Vergleich zu sw (Walzenradius) Eine Anstellung des Werkzeugs 17 ist durch die Piezo-Aktoren 21 möglich, so dass spezielle Profile und Bombierungen erzeugt werden können.
Der gesamte Ablauf wird programmgesteuert geführt, überwacht und ausgewertet. Die Regelung der Antriebe, die Auswertung der verschiedenen Sensoren und Sicherheitsvorkehrungen können durch eine im Prinzip bekannte konventionelle NC- Steuerung oder eine Motion-Steuerung übernommen werden.
In Bezug auf die erzielenden Genauigkeiten, welche bei herkömmlichen stationären Schleifvorrichtungen ausschließlich durch die geometrische Genauigkeit des Schleifbettes bestimmt sind, ist zu erwarten, dass durch die messtechnische Unterstützung mittels Referenzierung und Abtastung eine ebenso hohe Genauigkeit in der Bearbeitung der Walzen 2 erzielbar ist, obwohl die Fundamentierung leicht und einfach herstellbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Schleifvorrichtung (1 ) zur Oberflächenbearbeitung von Walzen (2), insbesondere von Walzen (2) für bahnherstellende, -veredelnde und/oder - verarbeitende Maschinen wie Papier-, Karton- oder Tissue-Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifvorrichtung (1 ) stationäre Komponenten und mobile Komponenten umfasst, die voneinander trennbar sind, und wobei die stationären Komponenten Führungsschienen (5) umfassen, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Walzenachse der zu bearbeitenden Walze (2) erstrecken und mit einem Untergrund (6) verbunden sind.
2. Schleifvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Führungsschienen (5) direkt mit dem Untergrund (6) verbunden sind.
3. Schleifvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Führungsschienen (5) mit in den Untergrund eingelegten Trägern (10) verbunden sind.
4. Schleifvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Führungsschienen (5) mit einem in den Untergrund eingelegten Rahmen (4) verbunden sind.
5. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu schleifende Walze (2) auf mit dem Untergrund (6) verbundenen Lagerböcken (3) anordnenbar ist.
6. Schleifvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Untergrund (6) und den Lagerböcken (3) und/oder zwischen dem Untergrund (6) und den Führungsschienen (5) eine passive Isolation gegen Schwingungsanregung vom Untergrund (6) in Form einer Dämpfungsschicht (7) und/oder Dämpfungselementen in Form von Federelementen vorgesehen ist.
7. Schleifvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerböcke (3) und/oder die Führungsschienen (5) Vorrichtungen zur aktiven Entkoppelung vom Untergrund (6) in Form von Steuer- und regelbaren Aktoren (8) aufweisen.
8. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerstellen (9a, 9b) der Walze (2) in den Lagerböcken (3) horizontal und/oder vertikal verstellbar sind.
9. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mobilen Komponenten der Schleifvorrichtung (1 ) einen auf den Führungsschienen (5) beweglich geführten Längsschlitten (15) umfassen, der entlang einer Erstreckungsrichtung (z) der Walzenachse der zu bearbeitenden Walze (2) verfahrbar oder verschieblich angeordnet ist.
10. Schleifvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
Längsschlitten (15) Lager (11 ) aufweist, welche mit den Führungsschienen (5) zusammenwirken.
11. Schleifvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (11 ) als Gleit- oder Wälzlager unter Ausbildung einer Fest-Los-Lagerung mit Rollenumlaufschuhen (12, 12a, 12b) ausgebildet sind.
12. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Längsschlitten (15) ein Querschlitten (18) verfahrbar oder verschieblich angeordnet ist, wobei eine Bewegungsrichtung (x) des Querschlittens (18) im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung
(z) des Längsschlittens (15) orientiert ist.
13. Schleifvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der
Querschlitten (18) gegenüber dem Längsschlitten (15) horizontal und/oder vertikal schwenkbar ist.
14. Schleifvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Längsschlitten (15) und dem Querschlitten (18) ein Schienen- Lager-System (19) insbesondere mit Umgriff von Lagern um Führungsschienen ausgebildet ist.
15. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschlitten (18) auf dem Längsschlitten (15) fixiert oder abnehmbar angeordnet ist.
16. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Querschlitten (18) ein Werkzeug (17), insbesondere eine Schleifscheibe, ein Bandschleifer, eine Rilliervorrichtung, eine Superfinishingvorrichtung oder eine Honvorrichtung anordnenbar ist.
17. Schleifvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das
Werkzeug (17) geometriegesteuert betreibbar ist.
18. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifvorrichtung (1 ) Messeinrichtungen (16) aufweist, durch welche eine Position der Schleifvorrichtung (1 ) relativ zu der zu bearbeitenden Walze (2) bestimmbar ist.
19. Schleifvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen (16) zumindest zwei Erfassungsvorrichtungen (22) für ein
Referenzobjekt (14) umfassen.
20. Schleifvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die
Erfassungsvorrichtungen (22) in Form von Scannern (22), insbesondere von Laserscannern, ausgebildet sind.
21. Schleifvorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzobjekt (14) in Form eines gespannten Drahtes (14) ausgebildet ist, welcher Draht (14) im Wesentlichen parallel zu der Walzenachse der zu bearbeitenden Walze (2) angeordnet ist und zu der Walzenachse in einer festgelegten, unveränderlichen geometrischen Beziehung steht.
22. Schleifvorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Draht (14) so angeordnet ist, dass er durch die Scanner (22) erfassbar ist.
23. Schleifvorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Scanner (22) an dem Längsschlitten (15) oder an dem Querschlitten (18) angeordnet sind.
24. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen (16) zumindest einen
Neigungssensor (23) umfassen, welcher an dem Querschlitten (18) angeordnet ist und durch welchen eine Neigung des Querschlittens (18) relativ zum Untergrund (6) erfassbar ist.
25. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen (16) zumindest einen Messtaster
(24) aufweisen, welcher an dem Querschlitten (18) angeordnet ist und durch welchen eine Abtastung der zu bearbeitenden Walzenoberfläche und/oder eine Entfernungsmessung der Schleifvorrichtung (1 ) von der Walzenachse möglich ist.
26. Schleifvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Messtaster vorgesehen ist, welcher in Bezug auf die Walzenachse gegenüber dem ersten Messtaster (24) an einer Rückseite der Walze (2) angeordnet ist, durch welchen weiteren Messtaster Rundlauffehler an den Auflagestellen der Walze (2) erfassbar sind.
27. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte der Scanner (22), des Neigungssensors (23), des zumindest einen Messtasters (24) der Messeinrichtungen (16) zur Steuerung und Regelung der Position des Werkzeuges (17) mittels Stellvorrichtungen (21 , 25, 26), welche insbesondere in Form von Piezo-Aktoren ausgeführt sind, zuführbar sind.
28. Schleifvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das
Werkzeug (17) durch zumindest eine Stellvorrichtung (21 ) in Bezug auf die Walzenachse in einer durch die Richtungen (x) und (z) vorgegebenen Ebene schwenkbar ist.
29. Schleifvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (17) durch zumindest eine Stellvorrichtung (25) in Bezug auf die Walzenachse in einer durch die Richtungen (x) und (y) vorgegebenen Ebene schwenkbar ist.
30. Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (17) durch zumindest eine Stellvorrichtung (26) in Richtung (x) in Bezug auf die Walzenachse verstellbar ist.
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