DE19833881C1

DE19833881C1 - Bandschleifmaschine

Info

Publication number: DE19833881C1
Application number: DE19833881A
Authority: DE
Inventors: Juergen Heesemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: EP0976495B1; CA2278912A1; CN1173802C; ES2196686T3; PT976495E; US6290570B1; JP2000042892A; EP0976495A1; DE29910147U1; DK0976495T3; CN1246401A; DE59905417D1; JP4949544B2; ATE239585T1; CA2278912C

Abstract

Bei einer Bandschleifmaschine mit einem endlos um Umlenkrollen (2) geführten Schleifband (1), einem Druckschuh (3) zum Drücken des Schleifbandes (1) gegen ein Werkstück (8) mittels einer Andruckvorrichtung (4) und einer Andrucksteuerung, mit der eine Andruckkraft einstellbar ist, wird die Gleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit der Schleifergebnisse verbessert durch eine die Verstellung des Druckschuhs (3) sensierende Detektoranordnung (6, 7) und eine Auswerteeinrichtung zur Beeinflussung der Andrucksteuerung in Abhängigkeit von der sensierten Verstellung des Druckschuhs (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bandschleifmaschine mit einem endlos um Umlenkrollen geführten Schleifband, einem Druckschuh zum Drücken des Schleifbandes gegen ein Werkstück mittels einer An druckvorrichtung und eine Andrucksteuerung, mit der eine An druckkraft einstellbar ist.

Eine derartige Bandschleifmaschine ist beispielsweise durch die EP 0 155 380 B1 bekannt. Die dort beschriebene Bandschleifma schine weist einen Gliederdruckbalken mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen auf, die mittels einer die Kontur des Werkstückes detektierenden Detektionseinrichtung wirksam oder unwirksam steuerbar sind, so daß nur die für das Werkstück tatsächlich benötigten Druckschuhe in eine wirksame Schleifstellung gesteuert werden, wenn das Werkstück mittels einer Fördereinrichtung unter dem Druckbalken hindurchgefördert wird. Die dabei vorgesehene Einstellung der Andruckkraft der wirksam geschalteten Druckschuhe hat insbesondere die Funktion, diejenigen Druckschuhe, die mit einem Randstück des Werkstückes nur eine geringe Kontaktfläche haben, mit einer geringeren An druckkraft auf das Werkstück zu drücken, um ein ungewolltes Rundschleifen der Kanten des Werkstückes zu verhindern. Die Steuerung der Andruckkraft erfolgt dabei vorzugsweise mit einem Elektromagneten, dessen Andruckkraft von der durch seine Spulen windungen fließenden elektrischen Strom abhängt. Allerdings sind auch andere Andruckvorrichtungen möglich, die beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch wirken.

Die Realisierung dieses bekannten Prinzips der Steuerung einer Bandschleifmaschine erfolgt dadurch, daß beispielsweise die Kon tur des Werkstücks detektiert wird und für den Mittenbereich des Werkstücks eine Andruckkraft durch die Andrucksteuerung vorgege ben wird, die bei einer elektromagnetischen Ansteuerung einem vorgegebenen Strom durch den Elektromagneten des Druckschuhs hervorruft. Analoges gilt für die denkbare Realisierung mit pneumatischen oder hydraulischen Antrieben.

Umfangreiche Untersuchungen und Erfahrungen des Erfinders mit den Bandschleifmaschinen der genannten Art haben die Erkenntnis gebracht, daß auch die bereits sehr hochentwickelten Band schleifmaschinen der bekannten Art noch verbesserbar sind.

Ausgehend von der generellen Problemstellung, bekannte Band schleifmaschinen zur Optimierung des Schleifergebnisses zu ver bessern, ist erfindungsgemäß die Bandschleifmaschine der ein gangs erwähnten Art gekennzeichnet durch eine die Verstellung des Druckschuhs sensierende Detektoranordnung und eine Auswerte einrichtung zur Beeinflussung der Andrucksteuerung in Abhängig keit von der sensierten Verstellung des Druckschuhs.

Mit der Erfindung ist eine Anzahl ganz unterschiedlicher Verbes serungen an den bekannten Bandschleifmaschinen möglich.

Ein erster Effekt besteht darin, daß die Steuerung der Andruck kraft durch die Andruckeinrichtung den Druckschuh zwar mit einer vorgegebenen Andruckkraft in Richtung auf das Werkstück drückt, dies jedoch über das zwischengeschaltete, endlos umlaufende Schleifband. Bei einem dünneren Werkstück wird der Druckschuh ersichtlich stärker verstellt als für ein dickeres Werkstück. Da das Schleifband zwischen Umlenkrollen endlos geführt ist, be wirkt die stärkere Auslenkung des Schleifbandes auch eine höhere Gegenkraft durch die notwendige Bandspannung des Schleifbandes, und zwar nicht nur aufgrund der Gegenkraft einer federnden Lage rung einer Umlenkrolle des Schleifbandes, die die Auslenkung ermöglicht, sondern auch aufgrund der größeren Winkel, den das Schleifband zwischen dem Rand des Druckschuhs und der benachbar ten Umlenkrolle einnimmt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann daher in die Auswerteeinrichtung eine Ände rung der Gegenkraft des Schleifbandes in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schleifbandes eingegeben sein, so daß durch die Messung der Auslenkung durch die Messung der Verstellung des Druckschuhs die höhere Gegenkraft durch eine entsprechend höhere Andruckkraft kompensiert werden kann. Hieraus resultiert, daß die Oberfläche eines dünneren Werkstückes mit der gleichen An druckkraft - und somit mit dem gleichen Schleifergebnis - ge schliffen wird wie die Oberfläche eines dickeren Werkstückes.

Die vorliegende Erfindung erlaubt ferner eine Kompensation von Nicht-Linearitäten der Weg-Kraft-Kennlinie der Andruckvorrich tung. Die bei einer mittleren Auslenkung eines Elektromagneten als Andruckvorrichtung durch einen vorgegebenen Erregerstrom erzeugte Andruckkraft erfährt Änderungen bei einer geringeren oder vergrößerten Auslenkung, also Verstellung des Druckschuhs. Durch die erfindungsgemäße Detektion der Verstellung des Druck schuhs ist es möglich, die Andruckkraft entsprechend zu ändern, wenn in die Auswerteeinrichtung die Weg-Kraft-Kennlinie der An druckeinrichtung eingebbar ist, was vorab manuell, aber auch im Betrieb durch Messung der Andruckkraft geschehen kann.

Besondere vorteilhafte Anwendungsfälle für die vorliegende Er findung ergeben sich bei Bandschleifmaschinen, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, einen auf dasselbe Schleifband einwirkenden Druckbalken bildenden Druckschuhen, eine Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks relativ zum Druckbalken und eine Detektionseinrichtung für die Kontur des Werkstückes und eine Steuerung zum Wirksam- und Unwirksamschal ten der Druckschuhe in Abhängigkeit von dem Signal der Detek tionseinrichtung aufweisen.

Neben der in diesem Fall vorteilhaften möglichen Verringerung der Andruckkraft im Randbereich des Werkstücks kann es erfin dungsgemäß sinnvoll sein, die Verstellung von Druckschuhen, ins besondere im Randbereich eines Werkstücks, durch eine detektier te Verstellung wenigstens eines Druckschuhs in einem anderen Bereich des Werkstückes, vorzugsweise in einem mittleren Be reich, zu begrenzen. Dadurch wird sichergestellt, daß auf gar keinen Fall in empfindlichen Bereichen eine höhere Schleifein wirkung erfolgt.

Die Erfindung erlaubt ferner, solche Druckschuhe, die zum Schleifen des Werkstücks an sich nicht benötigt werden, weil sie gerade außerhalb der Kontur des Werkstückes liegen, auch zumin dest teilweise zu verstellen, um zu erreichen, daß das Schleif band nicht an dem Druckschuh, der am Rand des Werkstücks gerade noch wirksam ist, eine relativ hohe Krümmung - und damit eine relativ hohe Gegenkraft - ausbildet, die zu einer ungewollten Verringerung der Andruckkraft in diesem Bereich führen würde. Durch die Verstellung des zum Schleifen an sich nicht mehr benö tigten benachbarten Druckschuhs in Richtung auf das Werkstück findet der zum Schleifen benötigte Rand-Druckschuh praktisch den gleichen im wesentlichen linearen Verlauf des Schleifbandes vor wie die weiter innenliegenden Druckschuhe.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 - eine schematische Anordnung eines elektromagne tisch betätigten Druckschuhs, der auf ein umlau fendes Schleifband wirkt, mit einer geringen Ver stellung des Druckschuhs (dickes Werkstück);

Fig. 2 - eine Darstellung gemäß Fig. 1 mit einer großen Verstellung des Druckschuhs (dünnes Werkstück);

Fig. 3 - eine schematische Darstellung der Verstellung von Druckschuhen gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 4 - eine schematische Darstellung der Druckschuhe am Randbereich eines Werkstücks gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 - eine schematische Darstellung der Verstellung von Druckschuhen am Randbereich eines Werkstücks ge mäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 läßt ein Schleifband 1 erkennen, das endlos um Umlenk rollen 2 geführt ist, von denen in Fig. 1 zwei dargestellt sind. Zwischen den Umlenkrollen ist ein Druckschuh 3 angeordnet, der mit Hilfe eines Elektromagneten 4 als Andruckvorrichtung gegen das Schleifband 1 zwischen den Umlenkrollen 2 drückbar ist. Der Druckschuh 3 ragt mit einem Schaft 5 in den Elektro magneten 4 hinein und wird durch einen vorgegebenen Strom durch die Spule des Elektromagneten 4 aus dem Elektromagneten 4 her ausgedrückt.

An dem Druckschuh 3 ist ein Permanentmagnet 6 montiert, der zu sammen mit einem ortsfest an dem Gehäuse des Elektromagneten 4 gehaltenen Sensor 7, der ein magnetostrektiver Sensor oder Hall sensor sein kann, als Positionsdetektor für den Verstellweg des Druckschuhs 3 dient.

Die Spannung des Schleifbandes 1 setzt der durch den Druckschuh 3 bewirkten Auslenkbewegung des Schleifbandes 1 aus der geraden Verbindung zwischen den beiden dargestellten Umlenkrollen 2 her aus eine Gegenkraft F_R entgegen, die, wie das in Fig. 1 darge stellte Kräfteparallelogramm zeigt, von der Größe der beiden vom Druckschuh 3 zur Umlenkrolle 2 verlaufenden Kräftevektoren F₁ und F₂ und von der Richtung der beiden Vektoren F₁, F₂ abhängt. Bei gleicher Größe der Kräfte F₁, F₂ wird durch die in Fig. 1 darge stellte geringe Auslenkung eine nur geringe Gegenkraft F_R er zeugt, während bei der in Fig. 2 dargestellten starken Verstel lung des Druckschuhs 3 und der damit verbundenen großen Auslen kung des Schleifbandes 1 zwischen den Umlenkrollen 2 eine erheb lich größere Gegenkraft F_R entsteht. Das Maß der Auslenkung des Schleifbandes 1 bzw. der Verstellung des Druckschuhs 3 wird durch die Detektoranordnung 6, 7 gemessen und in einer (nicht dargestellten) Auswerteeinrichtung zur Erzeugung einer die höhe re Gegenkraft F_R kompensierenden höheren Andruckkraft verwendet, so daß die auf das Werkstück einwirkende resultierende Kraft in beiden Fällen gleich groß sein kann.

Ähnliches gilt für die Änderung der Strom-Kraft-Kennlinie des Elektromagneten 4 in Abhängigkeit vom Verstellweg des Druck schuhs 3. Auch diesbezüglich kann über das Ausgangssignal der Detektoranordnung 6, 7 eine Kompensation gesteuert werden.

Fig. 3 zeigt schematisch die bisher übliche Verstellung von Druckschuhen 3 für ein unter den Druckschuhen 3 und dem Schleif band 1 hindurchtransportiertes Werkstück 8. Alle Druckschuhe 3, die mit der Kontur des Werkstücks 8 fluchten, werden zum Schlei fen zugestellt, also auf eine Position S₂ verbracht. Die nicht von der Kontur des Werkstücks 8 betroffenen Druckschuhe 3 blei ben in ihrer Ruhestellung S₀. Der nur den Rand des Werkstücks 8 beaufschlagende Druckschuh wird dabei nur mit einer geringeren Andruckkraft ausgestattet.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 4 darge stellt ist, wird in der Situation gemäß Fig. 3 weiterhin der schleifende Rand-Druckschuh 3 auf die Position S₂ verstellt, der dann benachbarte Druckschuh jedoch auf eine Position S₁, die zwi schen der Ruheposition S₀ und der Schleifposition S₂ liegt. Diese Verstellung ist durch die Positionsdetektion der Druckschuhe 3 erfindungsgemäß möglich. Die Verstellung des für den Schleifvor gang nicht benötigten Druckschuh 3 auf die Position S₁ vermindert den durch die Verformung des Schleifbandes 1 auf den schleifen den Rand-Druckschuh (Position S₂) in Form einer Gegenkraft.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 5 dargestellt ist, wird auch der dem schleifenden Rand-Druckschuh 3 benachbarte, für das Schleifen nicht mehr benötigte Druckschuh 3 in die Position S₂ verstellt, also sozusagen in die Position S₂ des schleifenden Rand-Druckschuhs 3 mitgenommen, um den schlei fenden Rand-Druckschuh von allen Reaktionskräften des Schleif bandes zu entlasten.

Die in Fig. 4 und 5 dargestellten Varianten der Erfindung sind aufgrund der die Verstellung der Druckschuhe 3 sensierenden De tektoranordnungen 6, 7 realisierbar. Mit einer bloßen Steuerung der Andruckkraft F könnte dieses Ergebnis nicht erreicht werden.

Claims

1. Bandschleifmaschine mit einem endlos um Umlenkrollen (2) geführten Schleifband (1), einem Druckschuh (3) zum Drücken des Schleifbandes (1) gegen ein Werkstück (8) mittels einer Andruckvorrichtung (4) und einer Andruck steuerung, mit der eine Andruckkraft einstellbar ist, gekennzeichnet durch eine die Verstellung des Druckschuhs (3) sensierende Detektoranordnung (6, 7) und eine Aus werteeinrichtung zur Beeinflussung der Andrucksteuerung in Abhängigkeit von der sensierten Verstellung des Druck schuhs (3).

2. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß in die Auswerteeinrichtung eine Änderung der Gegenkraft (FR) des Schleifbandes (1) in Abhängigkeit von der Auslenkung des Schleifbandes (1) eingebbar ist.

3. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß in die Auswerteeinrichtung die Kraft- Weg-Kennlinie der Andruckvorrichtung (4) eingebbar ist.

4. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, einen auf dasselbe Schleifband (1) einwirkenden Druckbalken bilden den Druckschuhen (3), einer Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks (8) relativ zum Druckbalken und einer De tektionseinrichtung für die Kontur des Werkstücks (8) und einer Steuerung zur Wirksam- und Unwirksamschaltung der Druckschuhe (3) in Abhängigkeit von dem Signal der Detek tionseinrichtung, gekennzeichnet durch eine Begrenzung der Verstellung von Druckschuhen (3), insbesondere im Randbereich eines Werkstücks (8), durch eine detektierte Verstellung wenigstens eines Druckschuhs (3) in einem anderen Bereich des Werkstücks (8).

5. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, einen auf dasselbe Schleifband (1) einwirkenden Druckbalken bilden den Druckschuhen (3), einer Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks (8) relativ zum Druckbalken und einer De tektionseinrichtung für die Kontur des Werkstücks (8) und einer Steuerung zur Wirksam- und Unwirksamschaltung der Druckschuhe (3) in Abhängigkeit von dem Signal der Detek tionseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auswerteeinrichtung eine zumindest teilweise Verstellung eines zum Schleifen des Werkstücks (8) an sich nicht be nötigten Druckschuhs (3) steuerbar ist.