WO2018041618A1 - Bandfinisheinheit und andrückeinrichtung dafür - Google Patents

Abstract

Eine Bandfinisheinheit (100) für eine Bandfinishmaschine umfasst ein Basiselement (120) mit Einrichtungen zur Montage des Basiselements an einem Gestellteil einer Bandfinishmaschine, einen Druckarm (130A), der im Bereich eines Lagerabschnitts (132) an dem Basiselement (120) beweglich gelagert ist und entfernt von dem Lagerabschnitt einen Montageabschnitt (138) zum Befestigen einer auswechselbaren Andrückeinrichtung (150) an dem Druckarm aufweist, und eine an dem Montageabschnitt befestigte auswechselbare Andrückeinrichtung (150) zum Andrücken von Finishband (190) an eine Umfangsfläche (114) eines im Wesentlichen zylindrischen Werkstückabschnitts (116) bei einer Bandfinishbearbeitung, wobei die Andrückeinrichtung eine Trägereinrichtung (160) und mindestens ein biegeelastisches Andrückband (170) umfasst, das in Bandrichtung im Wesentlichen inelastisch ist und an zwei mit Abstand zueinander angeordneten Lagern der Trägereinrichtung derart gelagert ist, dass das Finishband bei einer Finishbearbeitung mittels des Andrückbandes über einen Eingriffswinkel flächig an die Umfangsfläche andrückbar ist. Weiterhin sind Komponenten eines Überwachungssystems (200) zur Überwachung von Betriebszuständen der Bandfinisheinheit vorgesehen. Die Andrückeinrichtung (150) weist mindestens eine mit der Andrückeinrichtung auswechselbare werkzeugseitige Komponente (210) des Überwachungssystems aufweist.

Description

Bandfinisheinheit und Andrückeinrichtung dafür

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft eine Bandfinisheinheit für eine Bandfinishmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 . Weiterhin betrifft die Erfindung eine an der Bandfinisheinheit auswechselbar montierbare Andrückeinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15

Das Finishen ist ein Feinbearbeitungsverfahren, mit dem Umfangsflächen von im Wesentlichen zylindrischen Werkstückabschnitten an Werkstücken, wie z.B. Kurbelwellen, Nockenwellen, Getriebewellen oder anderen Bauteilen für Kraft- und Arbeitsmaschinen, zur Erzeugung einer gewünschten Oberflächenfeinstruktur bearbeitet werden. Beim Finishen wird ein mit körnigem Schneidmittel besetztes Bearbeitungswerkzeug mittels einer Andrückeinrichtung über einen Eingriffswinkel mit einer Andrückkraft an die zu bearbeitende Umfangsfläche angedrückt. Zur Erzeugung der für den Materialabtrag erforderlichen Schnittgeschwindigkeit wird das Werkstück um seine Werkstückachse gedreht. Gleichzeitig wird eine parallel zur Werkstückachse oszillierende Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem an der Umfangsfläche anliegenden Bearbeitungswerkzeug erzeugt. Durch die Kombination der Rotationsbewegung des Werkstückes und der überlagerten Oszillationsbewegung kann ein Kreuzschliffmuster erzeugt werden, wodurch die bearbeiteten Werkstückumfangsflächen z.B. als Laufflächen für Gleitlager oder Wälzlager oder dergleichen besonders geeignet sind. Bei dem zu bearbeiteten Werkstückabschnitt kann es sich beispielsweise um ein Hauptlager oder ein Hublager einer Kurbelwelle oder um ein Nockenwellenlager handeln.

Beim sogenannten Bandfinishen wird als Bearbeitungswerkzeug ein Finishband verwendet, das mit Hilfe einer Andrückeinrichtung an die Werkstückoberfläche angedrückt wird. Ein Finishband hat einen bandförmigen flexiblen Träger, bei dem mit Hilfe eines Bindemittels Schneidkörner auf der dem Werkstück zuzuwendenden Vorderseite aufgebracht sind. Nach Abschluss oder im Verlauf eines Bearbeitungszyklus kann das zur Bearbeitung verwendete Finishband weitergefördert werden, so dass jeweils frisches Schneidmittel zum Materialabtrag zur Verfügung steht. Dadurch können gut reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden.

Das Europäische Patent EP 2 212 058 B1 der Anmelderin offenbart Bandfinisheinheiten, die es erlauben, bei geringem apparativen Aufwand Werkstücke mit Werkstückabschnitten unterschiedlicher Durchmesser zu bearbeiten und dabei unabhängig vom Durchmesser der Werkstückabschnitte eine hohe Oberflächengüte zu erzielen. Eine Klasse der darin beschriebenen Andrückeinrichtungen weist ein biegeelastisches Andrückband auf, das in Bandrichtung im Wesentlichen inelastisch ist und an zwei mit Abstand zueinander angeordneten Lagern einer Trägereinrichtung befestigt ist. Dadurch kann erreicht werden, dass das Finishband bei einer Finishbearbeitung mittels des Andrückbandes über einen relativ großen Eingriffswinkel flächig an die Umfangsfläche angedrückt wird, wodurch eine hohe Abtragleistung möglich ist. Weiterhin wird erreicht, dass dieselbe Andrückeinrichtung zur Bearbeitung von Werkstückabschnitten unterschiedlicher Durchmesser aus einem relativ großen Durchmesserbereich geeignet ist, da sie sich selbsttätig stufenlos an unterschiedliche Durchmesser anpassen kann.

Es gibt inzwischen viele Varianten von Andrückeinrichtungen mit biegeelastischem Andrückband. Die WO 2015/104372 A1 beschreibt derartige Andrückeinrichtungen, bei denen das Andrückband an zwei beidseits des Eingriffswinkels angeordneten Abstützlagern eines mindestens eine Schwenkachse aufweisenden Stützelements abgestützt ist. Ähnliche Andrückeinrichtungen sind auch in der WO 2015/169484 A1 gezeigt (Fig. 1 bis Fig. 3). Die WO 2015/169484 A1 beschreibt u.a. das Problem, dass das Andrückband einer derartigen Andrückeinrichtung reißen oder brechen könnte. Um dadurch bedingte unerwünschte Betriebszustände der Bandfinishvorrichtung zu detektieren wird vorgeschlagen, die Bandfinishvorrichtung mit einer Lageerfassungseinrichtung zur Erfassung einer von der Solllage des Andrückarms abweichenden Istlage des Andrückarms auszustatten. Bei dem Ausführungsbeispiel hat die Lageerfassungseinrichtung ein gestellfestes erstes Sensorelement und ein mit dem Andrückarm verbundenens und dadurch mit dem Andrückarm relativ zum Gestell bewegliches Sensorelement, wobei eine Abstandsänderung der Sensorelemente während des Verschwenkens des Andrückarms erfasst wird. Dadurch wird ein Überwachungssystem zur Überwachung von Betriebszuständen der Bandfinishvorrichtung geschaffen.

AUFGABE UND LÖSUNG

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Bandfinisheinheit bereitzustellen, bei der sich das Überwachungssystem durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und eine zuverlässige Unterscheidung zwischen kritischen und nichtkritischen Betriebszuständen ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Bandfinisheinheit mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird eine Andrückeinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 15 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Die Bandfinisheinheit umfasst Komponenten eines Überwachungssystems, das dazu geeignet ist, Betriebszustände der Bandfinisheinheit zu überwachen. Die auswechselbare Andrückeinrichtung weist mindestens eine mit der Andrückeinrichtung auswechselbare Komponente des Überwachungssystems auf. Diese Komponente wird auch als „werkzeugseitige" Komponente des Überwachungssystems bezeichnet. Das Überwachungssystem zur Überwachung von Betriebszuständen der Bandfinisheinheit umfasst somit mindestens eine funktionale Komponente, die sich an oder in der Andrückeinrichtung befindet und gemeinsam mit dieser ausgewechselt werden kann.

Durch Bereitstellung (mindestens) einer werkzeugseitigen Komponente bietet das Überwachungssystem die Möglichkeit, die Zustände räumlich sehr nahe an dem besonders kritischen Bereich des Bearbeitungseingriffs zwischen Andrückeinrichtung bzw. Andrückband und Werkstück zu überwachen. Außerdem ist eine formatabhängige Optimierung des Überwachungssystems möglich. Beispielsweise kann ein bestimmter Typ einer Andrückeinrichtung für einen bestimmten Durchmesserbereich der Werkstückabschnitte vorgesehen sein und die werkzeugseitige Komponente kann derart ausgelegt sein, dass sie speziell für diesen Durchmesserbereich besonders zuverlässig reagiert. Eine Andrückeinrichtung, die für einen anderen Durchmesserbereich optimiert ist, kann entsprechend eine anders ausgelegte werkzeugseitige Komponente aufweisen, die für den dann zu überwachenden Durchmesserbereich optimiert ist.

Die Anpassung des Überwachungssystems an unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben kann ausschließlich durch Bereitstellung unterschiedlicher werkzeugseitiger Komponenten der Andrückeinrichtung erfolgen, so dass sämtliche maschinenseitigen Komponenten des Überwachungssystems ohne besondere Anpassung an unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben immer gleich sein können. Der Begriff „maschinenseitige Komponenten" des Überwachungssystems bezeichnet solche Komponenten, die nicht mit der Andrückeinrichtung auswechselbar sind, sondern beispielsweise am Druckarm der Bandfinisheinheit oder an anderen Komponenten der Bandfinisheinheit befestigt sind. Auch andere Einrichtungen des Überwachungssystems, beispielsweise eine Auswerteeinheit zur Auswertung von Signalen des Überwachungssystems, können unabhängig vom Typ der montierten Andrückeinrichtung immer gleich bleiben. Das Überwachungssystem kann allein durch Auswechseln von Andrückeinrichtungen und der darin enthaltenen werkzeugseitigen Komponenten spezifisch an besondere Bearbeitungsaufgaben angepasst werden. Durch die Bereitstellung mindestens einer werkzeugseitigen Komponente des Überwachungssystems an oder in der Andrückeinrichtung befindet sich ein Teilsystem des Überwachungssystems in der Andrückeinrichtung und wird mit dieser ausgewechselt. Ergänzende Teilsysteme können sich am oder im Druckarm oder an anderen maschinenseitigen Bauteilen der Bandfinisheinheit oder an oder in einem Bauteil der Bandfinishmaschine befinden, an dem die Bandfinisheinheit montiert ist.

Vorzugsweise weist das Überwachungssystem eine trennbare Schnittstelle zwischen der Andrückeinrichtung und dem Montageabschnitt des Druckarms auf, an welchem die Andrückeinrichtung im betriebsfertigen Zustand montiert ist. Die Schnittstelle hat mindestens ein der werkzeugseitigen Komponente zugeordnetes werkzeugseitiges Schnittstellenelement und mindestens ein dem Druckarm zugeordnetes maschinenseitiges Schnittstellenelement, wobei die Schnittstellenelemente bei montierter Andrückeinrichtung in Übertragungskontakt stehen.

Vorzugsweise ist die Schnittstelle so ausgelegt, dass die Schnittstelle durch Abnehmen der Andrückeinrichtung vom Druckarm selbsttätig trennbar und durch Montage der Andrückeinrichtung an den Druckarm selbsttätig in eine Übertragungskonfiguration mit Übertragungskontakt zwischen dem werkzeugseitigen Schnittstellenelement und dem maschinenseitigen Schnittstellenelement überführbar ist. Dadurch kann erreicht werden, dass im Bereich der Schnittstelle für einen Bediener keine besonderen Werkzeuge notwendig sind, um bei Montage der Andrückeinrichtung das Überwachungssystem in einen funktionsfähigen Zustand zu bringen. Die Handhabung der Andrückeinrichtung bei der Montage am Druckarm bzw. bei der Demontage vom Druckarm kann prinzipiell analog zur Montage und Demontage herkömmlicher Andrückeinrichtungen ohne werkzeugseitige Komponenten eines Überwachungssystems erfolgen.

Es ist möglich, dass die Schnittstelle als mechanische Schnittstelle ausgelegt ist, wobei das werkzeugseitige Schnittstellenelement und das maschinenseitige Schnittstellenelement korrespondierende Kontaktflächen zur Übertragung einer Kraft und/oder eines Drehmoments zwischen dem werkzeugseitigen Schnittstellenelement und dem maschinenseitigen Schnittstellenelement aufweisen. Solche mechanischen Schnittstellen können besonders langlebig sein und so ausgelegt werden, dass sie auch in rauer Umgebung, beispielsweise bei Vorhandensein von Kühlschmierstoffen während der Bearbeitung, zuverlässig funktionieren.

Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Schnittstelle als elektrische Schnittstelle ausgelegt ist, wobei das werkzeugseitige Schnittstellenelement und das maschinenseitige Schnittstellenelement korrespondierende elektrisch leitende Kontaktelemente zur Übertragung einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms zwischen dem werkzeugseitigen Schnittstellenelement und dem maschinenseitigen Schnittstellenelement aufweisen. Bei dieser Variante können elektrisch betreibbare werkzeugseitige Komponenten, wie zum Beispiel elektrische Sensoren, in der Andrückeinrichtung genutzt werden. Bei Bedarf können elektrische Signale zwischen der Andrückeinrichtung und maschinenseitigen Komponenten, beispielsweise dem Druckarm, übertragen werden.

Es gibt unterschiedliche Konzepte zur Auslegung von werkzeugseitigen Komponenten des Überwachungssystems. Beispielsweise ist es möglich, dass die werkzeugseitige Komponente einen mechanischen Fühler aufweist, welcher in einem Bereich zwischen den Lagern des Trägerelements in einem Freiraum zwischen dem Trägerelement und dem zwischen den Lagern frei aufgehängten Abschnitt des Andrückbandes angeordnet ist. Wenn die montierte Andrückeinrichtung aufgrund eines Bedienerfehlers kein Andrückband enthalten sollte oder bei Riss oder Bruch eines montierten Andrückbandes kann der mechanische Fühler die Umfangsfläche des Werkstücks unter der Andrückkraft des Druckarms kontaktieren und wird dadurch betätigt.

Der mechanische Fühler kann an oder in dem Trägerelement beweglich gelagert sein und bei an dem Druckarm montierter Andrückeinrichtung in Richtung einer dem Andrückband nahen ausgefahrenen Nullstellung vorgespannt sein, wobei in der ausgefahrenen Nullstellung ein Abstand zwischen der der Andrückseite gegenüberliegenden Rückseite des Andrückbandes und dem Fühler besteht. Bei dieser Ausgestaltung wird ein intaktes Andrückband durch die werkzeugseitige Komponente (den Fühler) nicht kontaktiert. Lediglich bei Abwesenheit, Bruch, Riss des Andrückbandes wird der Fühler mechanisch durch Kontakt zur Werkstückoberfläche betätigt.

Der Fühler kann beispielsweise linear beweglich oder schwenkbar am oder im Trägerelement gelagert sein. Bei einer Ausführungsform weist das Trägerelement eine von einer Montagefläche des Trägerelements zu einem Bereich zwischen den Lagern durchgehende Durchgangsbohrung auf, in der ein werkzeugseitiger Bolzen linear beweglich geführt ist. Der Bolzen kann bei geeigneter Ausgestaltung direkt als mechanischer Fühler fungieren. Es ist auch möglich, dass ein von dem Bolzen gesonderter mechanischer Fühler vorgesehen ist, welcher mit dem Bolzen zur Übertragung von Bewegungen gekoppelt ist.

Eine besonders einfache und robuste Konstruktion ergibt sich bei manchen Ausführungsformen dadurch, dass ein dem Andrückband zugewandter Abschnitt des werkzeugseitigen Bolzens in den Freiraum zwischen den Lagern hineinragt und ein dem Druckarm zugewandter Abschnitt des werkzeugseitigen Bolzens bei montierter Andrückeinrichtung einen in dem Montageabschnitt geführten maschinenseitigen Bolzen kontaktiert. Der maschinenseitige Bolzen kann mittels einer Feder in Richtung des werkzeugseitigen Bolzens vorgespannt sein. Zwischen dem werkzeugseitigen Bolzen und dem maschinenseitigen Bolzen wird eine mechanische Schnittstelle gebildet. Der Übertragungskontakt entsteht beim Zusammenbau automatisch. Durch die Anordnung kann ein Druck vom werkzeugseitigen Bolzen in Richtung des maschinenseitigen Bolzens ohne Spiel oder Verzögerung übertragen werden. Zustandsänderungen des maschinenseitigen Bolzens, z.B. eine signifikante Verschiebung oder eine andere Verlagerung bzw. Lageänderung, können direkt oder indirekt in Signale der Überwachungseinrichtung umgewandelt werden.

Gemäß einer Weiterbildung weist das Überwachungssystem eine Sensoranordnung auf, die ein fest mit dem Druckarm verbundenes erstes Sensorelement und ein mit der werkzeugseitigen Komponente gekoppeltes zweites Sensorelement aufweist derart, dass eine Verlagerung der werkzeugseitigen Komponente zu einer Änderung der Position des zweiten Sensorelements gegenüber dem ersten Sensorelement führt. Es wird kein Messsystem zum Messen der relativen Position zwischen dem ersten und dem zweiten Sensorelement benötigt. Vielmehr wird eine einfache Ja/Nein-Abfrage bevorzugt, über die ermittelt wird, ob die relative Position der beiden Sensorelemente einem gewünschten Betriebszustand entspricht oder einem unerwünschten Betriebszustand, so dass ein Fehlersignal erzeugt wird.

Bei einer Ausführungsform weist das erste Sensorelement einen Initiator auf, also ein elektrisches oder elektronisches Bauelement, welches die Funktion eines Sensors mit einer Schaltfunktion kombiniert. Der Schaltvorgang wird ausgelöst, wenn die vom Sensor gemessene physikalische Größe (die von der relativen Position der Sensorelemente abhängt) einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet oder unterschreitet.

Wie im Zusammenhang mit dem mechanischen Fühler schon erwähnt, ist es möglich, die Konstruktion so zu gestalten, dass die werkzeugseitige Komponente bei störungsfreiem Betrieb nicht in einen mechanischen oder elektrischen Kontakt mit dem Andrückband kommt. Es gibt auch Varianten, bei denen das Überwachungssystem eine werkzeugseitige Komponente aufweist, die im montierten Zustand der Andrückeinrichtung in mechanischem oder elektrischem Kontakt mit dem Andrückband steht. Hierdurch können besonders feinfühlig Zustandsänderungen am Andrückband gegebenenfalls auch dann festgestellt werden, wenn diese nicht aufgrund eines Störungsfalls auftreten, sondern lediglich im Vorfeld eines Störfalls oder beim normalen, störungsfreien Betrieb. Gemäß einer Weiterbildung ist als werkzeugseitige Komponente mindestens ein Dehnungsmessstreifen vorgesehen, der vorzugsweise an der der Andrückseite gegenüber liegenden Rückseite des Andrückbandes angeordnet ist. Mit einem Dehnungsmessstreifen können dehnende oder stauchende Verformungen des Andrückbandes unmittelbar erkannt werden. Der Dehnungsmessstreifen kann beispielsweise mittels eines geeigneten Klebers flächig an die Rückseite des Andrückbandes angeklebt sein.

Vorzugsweise ist oder wird ein Dehnungsmessstreifen in einem Befestigungsabschnitt des Andrückbandes befestigt, welcher im Betrieb außerhalb des zylindrisch gekrümmten Bereichs des Andrückbandes zwischen diesem und dem nächstliegenden Lager bzw. der nächstliegenden Lagerfläche angeordnet ist. Das Überwachungssystem kann so ausgelegt sein, dass der elektrische Widerstand des Dehnungsmessstreifens während des Betriebs überwacht wird. Dieser ändert sich signifikant mit Änderungen in der Zugspannung, die auf den Befestigungsabschnitt wirkt. Bei einem Bruch oder Riss des Andrückbandes fällt die Zugspannung ab, was durch eine sprunghafte Änderung des Widerstands des Dehnungsmessstreifens erkennbar wird und zur Auslösung von Sicherheitsmaßnahmen genutzt werden kann.

Es ist auch möglich, dass das Überwachungssystem als werkzeugseitige Komponenten zwei elektrische Kontaktierungselemente aufweist, die an mit gegenseitigem Abstand in Bandrichtung des Andrückbandes liegenden Kontaktbereichen in elektrisch leitendem Kontakt mit dem Andrückband stehen. Die elektrischen Kontaktierungselemente können wiederum elektrisch an eine Auswerteeinrichtung des Überwachungssystems angeschlossen sein, zum Beispiel über eine elektrische Schnittstelle zwischen Andrückeinrichtung und Montageabschnitt. Mithilfe der elektrischen Kontaktierungselemente kann beispielsweise der Stromfluss durch das Andrückband und/oder der elektrische Widerstand des Andrückbandes während des Betriebs überwacht werden. Bei Riss oder Bruch des Andrückbandes wird der Stromkreis unterbrochen, was durch die Auswerteeinrichtung detektiert und zur Auslösung von Sicherheitsmaßnahmen genutzt werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer Bandfinisheinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der

Erfindung in einer Bearbeitungskonfiguration bei der Bandfinishbearbeitung eines Werkstückabschnitts;

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung einer am Montageabschnitt eines

Druckarms montierten Andrückeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel mit werkzeugseitigen und maschinenseitigen Komponenten des Überwachungssystems im Bereich der zwischen der Andrückeinrichtung und dem Montageabschnitt gebildeten mechanischen Schnittstelle;

Fig. 3 zeigt eine Detaildarstellung der Anordnung aus Fig. 1 in einer

Bearbeitungskonfiguration mit intaktem Andrückband;

Fig. 4 zeigt die Anordnung aus Fig. 2 in einer Störfall-Konfiguration mit gerissenem

Andrückband;

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Andrückeinrichtung mit

Dehnungsmessstreifen an der Rückseite des Andrückbandes; und

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Andrückeinrichtung mit elektrischen

Kontaktierungselementen, die die Überwachung des Stromflusses durch das Andrückband während des Betriebs ermöglichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Bandfinisheinheit 100 für eine nicht näher dargestellte Bandfinishmaschine gezeigt. Die Bandfinishmaschine bzw. die Bandfinisheinheit ist zur Bearbeitung eines Werkstücks 1 10 in Form einer Kurbelwelle eingerichtet. Das Werkstück wird von einer nicht gezeigten Dreheinrichtung um seine Hauptachse (Werkstückachse) 1 12 gedreht und gleichzeitig durch eine nicht gezeigte Oszillationseinrichtung in eine axial kurzhubig schwingende Bewegung mit Hüben in der Größenordnung einiger Millimeter parallel zur Werkstückachse versetzt.

Die Bandfinishmaschine hat mehrere nebeneinander angeordnete Bandfinisheinheiten, die an einem gemeinsamen Maschinengestell angeordnet sind. Die Bandfinisheinheiten sind jeweils sehr schmal, um gleichzeitig nebeneinanderliegende Werkstückabschnitte zu bearbeiten. Die Bandfinishmaschine hat mehrere Bandfinisheinheiten zur Bearbeitung von Hauptlagern sowie dazwischenliegende Bandfinisheinheiten zur Bearbeitung von Pleuellagern eines Werkstücks 1 10 in Form einer Kurbelwelle.

Die Bandfinisheinheit 100 hat im Wesentlichen die Form einer Bearbeitungszange und ist dafür vorgesehen, die im Wesentlichen zylindrische Umfangsfläche 1 14 des in Fig. 1 im Schnitt sichtbaren Werkstückabschnitts 1 16 zu bearbeiten, bei dem es sich um ein Hauptlager der Kurbelwelle handelt. Bei entsprechender Aufnahme der Bandfinisheinheit können auch Hublager bearbeitet werden. Dazu werden Bandfinisheinheiten vorgesehen, die der Exzenterbewegung der Hublager bei Drehung des Werkstücks um seine Werkstückachse 1 12 folgen können.

Die Bandfinisheinheit 100 hat ein Basiselement 120 mit Einrichtungen zur Montage des Basiselements an einem Gestellteil einer Bandfinishmaschine. Das Basiselement ist gegenüber dem Gestellteil um eine Schwenkachse 122 verschwenkbar. An dem Basiselement sind zwei Druckarme 130A, 130B der Bandfinisheinheit befestigt. Der links erkennbare Druckarm 130B ist fest am Basiselement 120 montiert und ragt im gezeigten Zustand im Wesentlichen senkrecht nach unten ab. Der rechts gezeigte Druckarm 130A ist im Bereich eines Lagerabschnitts 132 an dem Basiselement 120 beweglich gelagert. Im Beispielsfall ist der Druckarm 130A verschwenkbar am Basiselement 120 gelagert, wozu eine Drehlagereinrichtung vorgesehen ist, die dem Druckarm 130A eine Verschwenkung um eine Schwenkachse 135 in Richtung auf den anderen Druckarm 130B (zum Schließen der Bearbeitungszange) oder in Gegenrichtung (zum Öffnen der Bearbeitungszange) ermöglicht. Zum Öffnen und Schließen des schwenkbaren Druckarms 130A ist im Basiselement 120 ein schwenkbar gelagerter Hydraulikzylinder 136 vorgesehen, dessen Kolbenstange mit ihrem freien Ende mit Abstand von der Schwenkachse 135 an einem oberen Endabschnitt des Druckarms 130A angelenkt ist. Der hydraulische Krafterzeuger ermöglicht es, den verschwenkbaren Druckarm 130A mit einer vorbestimmten Kraft nach innen gegen das Werkstück 1 10 zu drücken.

Am unteren freien Ende des verschwenkbaren Druckarms 130A befindet sich entfernt von dem Lagerabschnitt 132 ein Montageabschnitt 138 zum Befestigen einer auswechselbaren Andrückeinrichtung 150 an dem Druckarm bzw. am Montageabschnitt. Der Montageabschnitt erstreckt sich bei geschlossener Bearbeitungszange während der Finishbearbeitung im Wesentlichen parallel zum anderen Druckarm 130B. Die Andrückeinrichtung 150 wird an der dem Werkstück 1 10 bzw. dem anderen Druckarm 130B zugewandten Innenseite des Montageabschnitts 138 an einer ebenen Montagefläche 139 montiert. Details im Bereich des Montageabschnitts und der Andrückeinrichtung sind auch in den Fig. 2 bis 4 gut zu erkennen. Eine nicht im Detail dargestellte Finishband-Fördereinrichtung stellt ein Finishband 190 bereit, das von einer nicht gezeigten Vorratsrolle in Richtung einer Eintrittsseite der Bandfinisheinheit abgezogen und nach der Benutzung (d.h. nach der Bearbeitung des Werkstücks) von einer Austrittsseite der Bandfinisheinheit zu einer Aufwickelrolle für verbrauchtes Finishband geführt wird (siehe Pfeile). Das Finishband umfasst im Beispielsfall einen weitgehend inkompressiblen, dehnungsarmen Polyesterfilm, der an seiner dem Werkstück zuzuwendenden Vorderseite 191 mit körnigem Schneidmittel besetzt ist.

An jedem der Druckarme 130A, 130B ist im Bereich des nach unten ragenden freien Endes auf der dem Werkstück zugewandten Seite eine auswechselbare Andrückeinrichtung 150, 180 befestigt, die jeweils dafür ausgelegt ist, das mit Schneidmittel besetzte Finishband 190 so an die Umfangsfläche 1 14 des Werkstückabschnitts anzudrücken, dass das Finishband an die Umfangsfläche über einen Umschlingungswinkel bzw. Eingriffswinkel mit einer für den Bearbeitungsvorgang vorgesehenen Andrückkraft angedrückt wird. Der Eingriffswinkel kann beispielsweise im Bereich von 10° bis 120° liegen und liegt im Beispielsfall bei ca. 90°. Mithilfe der Andrückeinrichtungen werden im Beispielsfall diametral einander gegenüberliegende Bearbeitungsbereiche des drehenden Werkstücksabschnitts bearbeitet. Dabei ruht das Finishband 190 während der Bearbeitung, so dass die für den Materialabtrag erforderliche Schnittgeschwindigkeit ausschließlich durch die Rotationsbewegung des Werkstücks 1 10 in Kombination mit der überlagerten axialen Oszillationsbewegung erzeugt wird, um an der Werkstückoberfläche ein für die Verwendung als Gleitlagerfläche vorteilhaftes Kreuzschliffmuster zu erzeugen.

Die an dem starren Druckarm 130B befestigte auswechselbare Andrückeinrichtung 180 hat zwei mit Umfangsabstand zueinander angeordnete Andrückelemente 181 , 182 aus einem relativ festen, leicht nachgiebigen Kunststoffmaterial, die das Finishband in zwei zueinander umfangsversetzen, relativ schmalen Andrückbereichen an die Umfangsfläche andrücken.

Die an dem verschwenkbaren Druckarm 130 angeordnete auswechselbare Andrückeinrichtung 150 hat eine starre Trägereinrichtung 160, die an der dem Montageabschnitt 138 des Druckarms 130 zugewandten Seite eine im Wesentlichen ebene Montagefläche 161 aufweist, die bei montierter Andrückeinrichtung flächig auf einer ebenfalls ebenen Montagefläche 139 des Montageabschnitts 138 abgestützt ist. Im dargestellten betriebsfertig montierten Zustand ist die Andrückeinrichtung 150 mittels Befestigungsschrauben am Montageabschnitt 138 befestigt. Durch Lösen der Schrauben ist die Andrückeinrichtung 150 vom Montageabschnitt abnehmbar und somit auswechselbar. Die Trägereinrichtung 160 hat im Beispielsfall ein massives, plattenförmiges Basiselement 162 aus Werkzeugstahl. Das Basiselement hat an seiner dem Druckarm 130A abgewandten bzw. dem Werkstückabschnitt zuzuwendenden Seite eine im Wesentlichen trapezförmige oder eiförmige oder V-förmige Aussparung 163, die an beiden Seiten durch Lagerabschnitte 164A, 164B seitlich begrenzt wird. Die Lagerabschnitte dienen als Lager für das Andrückband. Die Lagerabschnitte bzw. Lager liegen in einem festen Abstand zueinander. Jeder der Lagerabschnitte hat an seiner dem Druckarm abgewandten freien Stirnseite eine teilzylindrische Außenkontur, die als zylindrisch gekrümmte Auflagefläche bzw. Lagerfläche 166A, 166B für einen zylindrisch gekrümmten Abschnitt des zu befestigenden Andrückbandes 170 dient. An die teilzylindrischen Lagerflächen schließen sich jeweils nach außen ebene Oberflächenabschnitte an, in die jeweils eine seitliche Gewindebohrung zur Aufnahme einer Befestigungsschraube 169A, 169B eingebracht ist.

Die Trägereinrichtung trägt an ihrer der Montagefläche abgewandten bzw. dem Werkstück zuzuwendenden Seite ein einzelnes Andrückband 170. Die freie Länge des Andrückbandes zwischen den Lagern ist größer ist als der lichte Abstand der Lager, so dass sich am unbelasteten Andrückband eine in das Innere des Trägerelementes gerichtete Krümmung derart ausbildet, dass das unbelastete Andrückband eine dem Werkstück zuzuwendende, weitgehend zylindrisch gekrümmte konkave Andrückfläche bietet.

Das Andrückband 170 ist im Beispielsfall ein flaches Band aus Federstahl mit einer typischen Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 3 mm und einer quer zur Bandrichtung (Längsrichtung des Bands) gemessenen Breite, die im Wesentlichen der Breite des Finishbandes 190 entspricht, gegebenenfalls jedoch auch etwas geringer sein kann als die Finishbandbreite. Die Breite liegt in der Regel im Bereich weniger Zentimeter. Das Finishband wird bei seiner Herstellung in die dargestellte M-Form bzw. Sigma-Form vorgebogen. Im mittleren Bereich befindet sich ein konkav gekrümmter Abschnitt 171 , in welchem das Finishband später mithilfe des Andrückbandes an das Werkstück angedrückt wird. An beiden Seiten schließen sich im Wesentlichen geradlinige bzw. ebene Abschnitte 172 an, die dann im Bereich der Endabschnitte des Andrückbandes in gegensinnig zum mittleren Abschnitt 171 gekrümmte Abschnitte übergehen, an die sich nach hinten gerichtete geradlinige Abschnitte anschließen. Die gekrümmten Endabschnitte passen formgenau auf die konvex zylindrisch gekrümmten Lagerflächen 166A, 166B des Basiselements 162. In den ebenen Endabschnitten des Andrückbandes sind Befestigungslöcher vorgesehen, die mit den Gewindebohrungen des Basiselements fluchten, wenn das vorgeformte Andrückband auf das Basiselement 162 aufgesetzt ist. Durch diese Löcher hindurch werden die Befestigungsschrauben 169A, 169B in das Basiselement hineingeschraubt. Zur Befestigung des Andrückbandes 170 am Basiselement 162 ist für jeden Endabschnitt des Andrückbandes eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung des zugeordneten Endabschnitts am jeweiligen Lagerabschnitt 164A, 164B vorgesehen. Jede Befestigungseinrichtung hat ein vom Basiselement 162 gesondertes Befestigungselement 180A, 180B, welches als Klemmbacke dient, um den zugeordneten Endabschnitt des Andrückbandes am jeweiligen Lagerabschnitt festzuklemmen. Jedes der Befestigungselemente hat eine Durchgangsbohrung zum Hindurchführen der Befestigungsschraube 169A, 169B. An dem dem Andrückband zuzuwendenden Ende des Befestigungselements ist ein nach innen gekrümmter klauenformiger Abschnitt vorgesehen, dessen Innenseite derart an die Form der gekrümmten Lagerfläche 166A, 166B des Lagerabschnitts angepasst ist, dass das entsprechend geformte Andrückband durch das Befestigungselement im Bereich der gekrümmten Auflagefläche bzw. Lagerfläche an die Lagerfläche des Lagerabschnitts großflächig angepresst werden kann.

Die Ausgestaltung dieser Elemente kann im Wesentlichen so sein wie bei den Andrückeinrichtungen, die in der DE 20 2013 005 504 U1 beschrieben sind. Deren Offenbarungsgehalt wird insoweit zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht.

Vor der Bearbeitung des Werkstückabschnitts ist die zangenformige Anordnung der Druckarme durch Hinausschwenken des Druckarms 130A geöffnet, so dass die Andrückeinrichtung 150 entfernt vom Werkstück angeordnet ist. Dabei ist das Finishband 190 zwischen dem zu bearbeitenden Werkstückabschnitt und der Andrückeinrichtung hindurchgeführt und liegt normalerweise nur im Bereich der am weitesten nach außen vorstehenden, konvex gekrümmten Stirnseiten der Befestigungselemente 180A, 180B unter Spannung an der Andrückeinrichtung an. Beim Einwärtsschwenken des Druckarms 130A legt sich dann das gespannte Finishband nach und nach an den zu bearbeitenden Werkstückabschnitt flächig an, bis das Andrückband 170 der Andrückeinrichtung mit seiner Vorderseite auf die nach außen gewandte Rückseite des Finishbandes flächig aufgedrückt wird. Unter Einwirkung der von den Druckarmen bereitgestellten Kraft passt sich das Andrückband dann, ggf. unter Änderung seiner Krümmung im mittleren Abschnitt 171 , flexibel dem zu bearbeitenden Durchmesser an und drückt das zwischen Andrückband und Werkstückoberfläche eingeklemmte Finishband großflächig in einem einzigen, zusammenhängenden Andrückbereich an den Werkstückabschnitt an. Diese Bearbeitungskonfiguration ist in Fig. 1 dargestellt.

Die Bandfinisheinheit 100 ist mit Komponenten eines Überwachungssystems 200 zur Überwachung von Betriebszuständen der Bandfinisheinheit ausgestattet. Mithilfe des Überwachungssystems können unerwünschte Betriebszustände unmittelbar erkannt werden, so dass ein Fehlersignal an die Steuereinrichtung 195 der Bandfinishmaschine gesendet werden kann. Diese kann dafür konfiguriert sein, als Reaktion auf den Empfang eines Fehlersignals ein akustisches und/oder optisches Warnsignal abzugeben und/oder den Betrieb der Bandfinishmaschine zu unterbrechen, so dass die Störung beseitigt werden kann. Als potenzielle Störungsursachen kommt insbesondere der Bruch eines Andrückbandes während des Betriebs in Betracht. Auch unwahrscheinliche Fälle wie das Fehlen eines Andrückbandes an einer anmontierten Andrückeinrichtung sollen detektiert werden können, bevor der Fehler zu Problemen im Betrieb oder zu Schäden am Werkstück führen kann.

Das elektromechanisch arbeitende Überwachungssystem 200 hat einige maschinenseitige Komponenten, die am und/oder im verschwenkbaren Druckarm 130 angebracht sind, sowie mindestens eine werkzeugseitige Komponente, die an und/oder in der Andrückeinrichtung 150 angeordnet ist und gemeinsam mit dieser ausgewechselt werden kann.

Im Basiselement 162 der Trägereinrichtung 160 ist eine im Wesentlichen zylindrische Durchgangsbohrung 165 vorgesehen, die senkrecht zur Montagefläche 161 von dieser in Richtung der Aussparung 163 durch das Basiselement hindurchführt und in der Aussparung außermittig zwischen den Lagerabschnitten 164A, 164B mündet. In diese Durchgangsbohrung ist ein werkzeugseitiger Bolzen 210 eingesetzt, der in der Durchgangsbohrung axial verschiebbar weitgehend spielfrei geführt ist. Der zur Bolzenachse rotationssymmetrische Bolzen 210 hat an seinem der Montagefläche 161 zugewandten Ende eine Durchmessererweiterung 212, die die Einführtiefe des Bolzens nach Art eines Anschlags so begrenzt, dass das gegenüberliegende, kalottenförmig gerundete Ende des Bolzens in einem geringen Abstand A von einigen Millimetern gegenüber der gekrümmten Rückseite des Andrückbandes 170 liegt. Bei intaktem Andrückband gibt es also keinen Berührungskontakt zwischen dem Bolzen 210 und dem Andrückband. Der Bolzen 210 wird bei der Montage der Andrückeinrichtung nach Hineinstecken des Bolzens in die Durchgangsöffnung mithilfe eines Sicherungsrings 215 gegen Herausfallen aus der Durchgangsbohrung gesichert. Der Bolzen 210 ist die einzige werkzeugseitige Komponente des Überwachungssystems.

Im Montageabschnitt 138 des Druckarms 130A ist eine von der Montagefläche 139 zur gegenüberliegenden Außenseite durchgehende Durchgangsbohrung 137 eingebracht, die bei an dem Montageabschnitt montierter Andrückeinrichtung mit der Durchgangsbohrung 165 im Basiselement 162 fluchtet. In diese Durchgangsbohrung ist ein maschinenseitiger Bolzen 220 eingesetzt, der auf Seite der Andrückeinrichtung einen zylindrischen Führungsabschnitt 222 aufweist, an den sich ein im Durchmesser dünnerer Außenabschnitt 224 anschließt, dessen freies Ende über die Außenseite des Montageabschnitts hinausragt. Der Außendurchmesser des Führungsabschnitts 222 ist dem Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 137 so angepasst, dass der werkzeugseitige 220 Bolzen mithilfe des Führungsabschnitts linear beweglich in der Durchgangsbohrung 137 geführt ist. Auf den dünneren Außenabschnitt ist eine Schraubendruckfeder 230 aufgeschoben, die sich im montierten Zustand einerseits am dickeren Führungsabschnitt 222 und andererseits am Fußabschnitt eines winkelförmigen Halters 240 abstützt, der nach Einbau des werkzeugseitigen Bolzens und der Schraubendruckfeder mittels zweier Schrauben im Bereich der Durchgangsöffnung auf die Außenseite des Montageabschnitts aufgeschraubt wird. Auf den nach außen hinausragenden Teil des Außenabschnitts 224 wird danach ein hülsenförmiges Element 252 in einer vorbestimmten axialen Position aufgeschraubt.

Das winkelförmige Halteelement 240 trägt einen an die Steuereinrichtung 195 angeschlossenen Initiator 254, dessen sensitive Seite in geringem Abstand gegenüber dem hülsenförmigen Element 252 angeordnet ist, wenn sich die Anordnung aus werkzeugseitigem Bolzen 210 und maschinenseitigem Bolzen 220 in der in Fig. 2 gezeigten Nullstellung befindet, die sich nach der Montage der Andrückeinrichtung am Montageabschnitt automatisch einstellt. Dabei wird die Stirnfläche 224 des maschinenseitigen Bolzens 220 mittels der Druckfeder 230 an die zugewandte Stirnfläche 214 des werkzeugseitigen Bolzens 210 gedrückt. Dessen Bewegung in Richtung Andrückband 170 wird durch Anschlag des verdickten Abschnitts 212 an der Montageseite der Trägereinrichtung in der gezeigten Weise begrenzt.

Der elektrisch betriebene Initiator 254 fungiert als ein fest mit dem Druckarm 130A verbundenes erstes Sensorelement einer Sensoranordnung 250 des Überwachungssystems 200. Das hülsenförmigen Element 252 am Bolzen 220 fungiert als damit zusammenwirkendes zweites Sensorelement der Sensoranordnung, das sich mit dem werkzeugseitigen Bolzen 210 bewegen kann. Der werkzeugseitige Bolzen 210 fungiert als mechanischer Fühler 210 des Überwachungssystems.

Wird auf die halbkugelige freie Stirnseite des werkzeugseitigen Bolzens 210 eine Kraft in Richtung des Montageabschnitts 138 ausgeübt, die ausreicht, um die Druckfeder 230 zusammenzudrücken, verlagert sich die Anordnung aus werkzeugseitigem Bolzen 210 und maschinenseitigem Bolzen 220 nach außen. Ist der Hub dieser Auswärtsbewegung groß genug, so entfernt sich das zweite Sensorelement 252 so weit vom ersten Sensorelement 254, dass der Initiator 254 ein Fehlersignal generiert, welches zur angeschlossenen Auswerteeinrichtung übertragen wird.

Das Überwachungssystem 200 hat am Übergang zwischen dem Montageabschnitt 138 des Druckarms 130A und der Andrückeinrichtung 150 eine mechanische Schnittstelle MS, die allein durch Abnehmen der Andrückeinrichtung 150 vom Druckarm aufgetrennt bzw. gelöst und durch Montage der Andrückeinrichtung an den Druckarm selbsttätig in die in Fig. 2 gezeigte Übertragungskonfiguration mit Übertragungskontakt zwischen dem werkzeugseitigen Schnittstellenelement (am werkzeugseitigen Bolzen 210) und dem maschinenseitigen Schnittstellenelement (am maschinenseitigen Bolzen 220) überführbar ist. Diese Schnittstellenelemente stehen an den Stirnseiten 214, 224 in Berührungskontakt miteinander. Dieser mechanische Übertragungskontakt wird beim Zusammenbau selbsttätig hergestellt und kann Druck von der Werkzeugseite zur Seite des Druckarms übertragen. Beim Abnehmen der Andrückeinrichtung wird der Übertragungskontakt automatisch aufgelöst.

Die Komponenten des Überwachungssystems können an existierende Bandfinisheinheiten der gezeigten Art ohne großen Aufwand nachgerüstet werden, da lediglich an der Andrückeinrichtung 150 und im Montageabschnitt eine Durchgangsbohrung eingebracht und die entsprechenden Komponenten angebaut werden müssen.

Die Funktionsweise des Überwachungssystems 200 im Falle eines Bruchs des Andrückbandes kann anhand von Fig. 3 und 4 leicht verstanden werden. Fig. 3 zeigt die Bandfinisheinheit im Finishbetrieb mit intaktem Andrückband. In diesem Fall befinden sich alle Komponenten des Überwachungssystems in der anhand von Fig. 2 erläuterten Nullstellung, in welcher die dem Band zugewandte Spitze des werkzeugseitigen Bolzens 210 einen geringen Abstand von der Rückseite des Andrückbandes hat und sich das zweite Sensorelement 252 im Nahbereich des Initiators 254 (erstes Sensorelement) befindet. Bricht das Andrückband, während der Druckarm mittels der hydraulischen Krafterzeugungseinrichtung in Schließrichtung mit einer Kraft beaufschlagt wird (Fig. 4), so rückt die Andrückeinrichtung 150 näher an das Werkstück heran bzw. der bearbeitete Werkstückabschnitt taucht in die Ausnehmung 163 der Trägereinrichtung ein. Dabei kontaktiert die Außenfläche des Werkstücks die zugewandte Stirnseite des werkzeugseitigen Bolzens 210 und drückt diesen gegen die Kraft der Druckfeder 230 in Richtung des Montageabschnitts 138. Die dadurch verursachte lineare Verschiebung der Anordnung aus dem werkzeugseitigen Bolzen 210 und maschinenseitigen Bolzen 220 führt zu einer Verlagerung des zweiten Sensorelements 252 gegenüber dem ersten Sensorelement 254 in der Weise, dass dort der voreingestellte Schwellenwert einer kontaktlos erfassten physikalischen Größe überschritten oder unterschritten wird, wodurch ein Fehlersignal generiert wird, das an die Auswerteeinrichtung übermittelt wird. Die Steuereinrichtung 195 kann so konfiguriert sein, dass bei Empfang eines Fehlersignals ein akustisches und/oder optisches Warnsignal abgegeben wird und dass alternativ oder zusätzlich der Druckarm 130A druckentlastet wird und/oder die Antriebe für die Werkstückbewegungen abgeschaltet werden. Anhand der Fig. 5 und 6 werden Ausführungsbeispiele von Andrückeinrichtungen mit Andrückband beschrieben, die mindestens eine mit der Andrückeinrichtung auswechselbare, elektrisch betriebene werkzeugseitige Komponente des Überwachungssystems aufweisen. Zwischen der Andrückeinrichtung und dem zugeordneten Montageabschnitt am Druckarm sind Komponenten einer elektrischen Schnittstelle ES vorgesehen.

Bei der Andrückeinrichtung 550 in Fig. 5 sind zwei werkzeugseitige Komponenten des Überwachungssystems in Form von Dehnungsmessstreifen 510A, 51 OB vorgesehen. Jeder der Dehnungsmessstreifen ist an der der Andrückseite abgewandten Rückseite des Andrückbandes 570 mittels eines Klebers großflächig befestigt. Die Dehnungsmessstreifen sind jeweils in einem weitgehend geradlinigen bzw. ebenen Abschnitt des Andrückbandes befestigt, der sich zwischen dem mittleren konkav gekrümmten Abschnitt und den gegensinnig gekrümmten Endabschnitten im Bereich der Lagerabschnitte der Trägereinrichtung 560 befindet. Die elektrischen Anschlüsse der Dehnungsmessstreifen sind über elektrische Leitungen und Kontaktplatten 590A, 590B mit elektrischen Kontaktelementen im Bereich der Montagefläche der Trägereinrichtung verbunden. An der korrespondierenden Montagefläche am Montageabschnitt 138 des Druckarms befinden sich korrespondierende elektrische Kontaktflächen, beispielsweise nach dem Prinzip Steckbuchse/Stecker. Hierdurch wird eine trennbare elektrische Schnittstelle ES realisiert.

Jeder der Dehnmessstreifen 510A, 51 OB ist in einen Widerstandsmesskreis der Auswerteeinrichtung eingebunden, so dass während des Betriebs der Vorrichtung der Widerstand des Dehnmessstreifens kontinuierlich überwacht werden kann. Im Finishbetrieb der Bandfinisheinheit stellt sich unter der Einwirkung der Kraft des Druckarms beim Anlegen des intakten Andrückbandes an das Werkstück eine gewisse Zugspannung in den mit Dehnmessstreifen versehenen Abschnitten des Andrückbandes ein, welche einem bestimmten Widerstandsbereich der Dehnmessstreifen entspricht. Kommt es zu einem Bruch des Andrückbandes, so fällt die Zugspannung abrupt ab, was sich in einem Sprung im Widerstandssignal bemerkbar macht. Dieser wird als Fehlersignal interpretiert, so dass Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.

Die konstituierenden Komponenten der Andrückeinrichtung 650 in Fig. 6 können gleiche oder ähnliche Gestalt haben wie die korrespondierenden Komponenten der bisher beschriebenen Andrückeinrichtungen. Eine Besonderheit der Andrückeinrichtung 650 besteht darin, dass das metallische Andrückband gegenüber dem Druckarm elektrisch isoliert ist. Das Basiselement 662 der Trägereinrichtung 660 besteht nicht aus einem Stahl Werkstoff, sondern aus einem elektrisch nicht leitfähigen Kunststoffmaterial geeigneter Härte. Die als Klemmbacken dienenden Befestigungselemente 680A, 680B, mit denen die Endabschnitte des metallischen Andrückbandes 670 an den Lagerabschnitten 664A, 664B festgeklemmt werden, bestehen aus einem elektrisch leitfähigen metallischen Werkstoff. Dort, wo die Befestigungsschrauben für die Befestigungselemente in die Lagerabschnitte eingebracht werden, sind an deren jeweiligen Außenseiten flache Aussparungen eingebracht, in die flache metallische Kontaktplatten 690A, 690B eingelegt sind, die eine Durchgangsbohrung zum Hindurchführen der Befestigungsschrauben ins Innere der Lagerabschnitte haben. Beim Festschrauben der Befestigungselemente 680A, 680B an die Lagerabschnitte treten die Kontaktplatten 690A, 690B und die Klemmbacken 680A, 680B in großflächigen elektrisch leitenden Kontakt mit dem dazwischen eingeklemmten, elektrisch leitfähigen Andrückband. Die Kontaktplatten 690A, 690B sind über elektrische Leitungen im Inneren des Basisabschnitts mit elektrischen Kontaktelementen an der Montagefläche verbunden. An der korrespondierenden Montagefläche des Montageabschnitts des Druckarms 130A sind korrespondierende elektrische Kontaktelemente vorgesehen, so dass bei Montage der Andrückeinrichtung 650 am Druckarm eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Enden des Andrückbandes 670 und der Auswerteeinrichtung des Überwachungssystems hergestellt wird. Die miteinander kontaktierbaren Kontaktelemente von Andrückeinrichtung 650 und Druckarm 130A bilden eine elektrischen Schnittstelle ES. Zur Aktivierung des Überwachungssystems wird eine elektrische Spannung zwischen den gegenüberliegenden Enden des Andrückbandes 670 aufgebaut, so dass ein elektrischer Strom in Bandrichtung (Längsrichtung) durch das Andrückband fließt. Im Falle eines Risses des Andrückbandes wird dieser Stromkreis unterbrochen, wodurch ein Fehlersignal erzeugt wird, welches einen Bandbruch anzeigt. Daraufhin können Maßnahmen zur Fehlerbehebung eingeleitet werden.

Claims

Patentansprüche

1 . Bandfinisheinheit (100) für eine Bandfinishmaschine umfassend:

ein Basiselement (120) mit Einrichtungen zur Montage des Basiselements an einem Gestellteil einer Bandfinishmaschine;

einen Druckarm (130A), der im Bereich eines Lagerabschnitts (132) an dem Basiselement (120) beweglich gelagert ist und entfernt von dem Lagerabschnitt einen Montageabschnitt (138) zum Befestigen einer auswechselbaren Andrückeinrichtung (150) an dem Druckarm aufweist, eine an dem Montageabschnitt befestigte auswechselbare Andrückeinrichtung (150) zum Andrücken von Finishband (190) an eine Umfangsfläche (1 14) eines im Wesentlichen zylindrischen Werkstückabschnitts (1 16) bei einer Bandfinishbearbeitung, wobei die Andrückeinrichtung eine Trägereinrichtung (160) und mindestens ein biegeelastisches Andrückband (170) umfasst, das in Bandrichtung im Wesentlichen inelastisch ist und an zwei mit Abstand zueinander angeordneten Lagern der Trägereinrichtung derart gelagert ist, dass das Finishband bei einer Finishbearbeitung mittels des Andrückbandes über einen Eingriffswinkel flächig an die Umfangsfläche andrückbar ist; und

Komponenten eines Überwachungssystems (200) zur Überwachung von Betriebszuständen der

Bandfinisheinheit,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Andrückeinrichtung (150) mindestens eine mit der Andrückeinrichtung auswechselbare werkzeugseitige Komponente (210, 510A, 51 OB, 670) des Überwachungssystems aufweist.

2. Bandfinisheinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

das Überwachungssystem (200) eine trennbare Schnittstelle (MS, ES) zwischen der Andrückeinrichtung (150, 550, 650) und dem Montageabschnitt (138) des Druckarms (130A) aufweist, wobei die Schnittstelle ein der werkzeugseitigen Komponente zugeordnetes werkzeugseitiges Schnittstellenelement und ein dem Druckarm zugeordnetes maschinenseitiges Schnittstellenelement aufweist, wobei die Schnittstellenelemente bei montierter Andrückeinrichtung in Übertragungskontakt zueinander stehen.

3. Bandfinisheinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

die Schnittstelle durch Abnehmen der Andrückeinrichtung (150, 550, 650) vom Druckarm (130A) selbsttätig trennbar und durch Montage der Andrückeinrichtung (150, 550, 650) an dem Druckarm (130A) selbsttätig in eine Übertragungskonfiguration mit Übertragungskontakt zwischen dem werkzeugseitigen Schnittstellenelement und dem maschinenseitigen Schnittstellenelement überführbar ist.

4. Bandfinisheinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle als mechanische Schnittstelle (MS) ausgelegt ist, wobei das werkzeugseitige Schnittstellenelement (210) und das maschinenseitiges Schnittstellenelement (220) korrespondierende Kontaktflächen (214, 224) zur Übertragung einer Kraft und/oder eines Drehmoments zwischen dem werkzeugseitigen Schnittstellenelement und dem maschinenseitigen Schnittstellenelement aufweisen.

5. Bandfinisheinheit nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass

die Schnittstelle als elektrische Schnittstelle (ES) ausgelegt ist, wobei das werkzeugseitige Schnittstellenelement und das maschinenseitiges Schnittstellenelement korrespondierende elektrisch leitende Kontaktelemente zur Übertragung einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms zwischen dem werkzeugseitigen Schnittstellenelement und dem maschinenseitigen Schnittstellenelement aufweisen.

6. Bandfinisheinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die werkzeugseitige Komponente einen mechanischen Fühler (210) aufweist, welcher in einem Bereich zwischen den Lagern des Trägerelements in einem Freiraum (163) zwischen dem Trägerelement und dem zwischen den Lagern frei aufgehängten Andrückband (170) an dem Trägerelement angeordnet ist.

7. Bandfinisheinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass

der Fühler (210) an oder in dem Trägerelement (160) beweglich gelagert und bei an dem Druckarm (130A) montierter Andrückeinrichtung (150) in Richtung einer dem Andrückband (170) nahen ausgefahrenen Nullstellung vorgespannt ist, wobei in der ausgefahrenen Nullstellung ein Abstand (A) zwischen dem Andrückband (170) und dem Fühler besteht.

8. Bandfinisheinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

das Trägerelement (160) eine von einer Montagefläche (161 ) des Trägerelements (160) zu einem Bereich zwischen den Lagern durchgehende Durchgangsbohrung (165) aufweist, in der ein werkzeugseitiger Bolzen (210) linear beweglich geführt ist, wobei vorzugsweise der werkzeugseitige Bolzen als mechanischer Fühler fungiert.

9. Bandfinisheinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

ein dem Andrückband (170) zugewandter Abschnitt des werkzeugseitigen Bolzens (210) in den Freiraum (163) zwischen den Lagern hineinragt und ein dem Druckarm (130A) zugewandter Abschnitt des werkzeugseitige Bolzens bei montierter Andrückeinrichtung einen in dem Montageabschnitt (138) geführten maschinenseitigen Bolzen (220) kontaktiert, wobei vorzugsweise der maschinenseitige Bolzen (220) mittels einer Feder (230) in Richtung des werkzeugseitigen Bolzens (210) vorgespannt ist.

10. Bandfinisheinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass

das Überwachungssystem eine Sensoranordnung (250) aufweist, die ein fest mit dem Druckarm (130A) verbundenes erstes Sensorelement (254) und ein mit der werkzeugseitigen Komponente gekoppeltes zweites Sensorelement (252) aufweist derart, dass eine Verlagerung der werkzeugseitigen Komponente (210) zu einer Änderung der Position des zweiten Sensorelements gegenüber den ersten Sensorelement führt.

1 1 . Bandfinisheinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

das erste Sensorelement einen Initiator (254) aufweist

12. Bandfinisheinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass

das Überwachungssystem eine werkzeugseitige Komponente (510A, 51 OB) aufweist, die im Bereich zwischen den Lagern in Kontakt mit dem Andrückband (570) steht.

13. Bandfinisheinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass

die werkzeugseitige Komponente einen Dehnungsmessstreifen (510A, 51 OB) aufweist, der vorzugsweise an der der Andrückseite gegenüber liegenden Rückseite des Andrückbandes (570) angeordnet ist.

14. Bandfinisheinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass

das Überwachungssystem zwei elektrische Kontaktierungselemente (690A, 690B) aufweist, die an mit gegenseitigem Abstand in Bandrichtung des Andrückbandes liegenden Kontaktbereichen in elektrisch leitendem Kontakt mit dem Andrückband (670) stehen.

15. Andrückeinrichtung (150) zum Andrücken von Finishband an eine Umfangsfläche (1 14) eines im Wesentlichen zylindrischen Werkstückabschnitts (1 16) bei einer Bandfinishbearbeitung derart, dass das Finishband an die Umfangsfläche über einen Eingriffswinkel mit einer Andrückkraft angedrückt wird,

wobei die Andrückeinrichtung eine Trägereinrichtung (160, 560, 660) und mindestens ein biegeelastisches Andrückband (170, 570, 670) umfasst, das in Bandrichtung im Wesentlichen inelastisch ist und an zwei mit Abstand zueinander angeordneten Lagern der Trägereinrichtung derart gelagert ist, dass das Finishband bei einer Finishbearbeitung mittels des Andrückbandes über einen Eingriffswinkel flächig an die Umfangsfläche andrückbar ist,

wobei die Andrückeinrichtung auswechselbar an einem Montageabschnitt eines Druckarms einer Bandfinishmaschine montierbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Andrückeinrichtung (150) mindestens eine mit der Andrückeinrichtung auswechselbare werkzeugseitige Komponente (210, 510A, 51 OB, 670) eines Überwachungssystems (200) zur Überwachung von Betriebszuständen einer mit der Andrückeinrichtung ausgestatteten Bandfinisheinheit aufweist.

16. Andrückeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass

die Andrückeinrichtung derart konfiguriert ist, dass durch Montage der Andrückeinrichtung an dem Montageabschnitt des Druckarms eine Bandfinisheinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 gebildet wird.