DE102016120330A1

DE102016120330A1 - Schleifmaschine

Info

Publication number: DE102016120330A1
Application number: DE102016120330.0A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Karl Heesemann Maschf & Co KG GmbH; Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Heesemann Maschf & Co KG GmbH; Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2018-04-26
Also published as: CN107971894A; EP3326750B1; CN107971894B; US20180111243A1; EP3326750A1; US10556313B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst eine Schleifmaschine zum Schleifen einer Oberfläche eines Werkstückes (8), wobei die Schleifmaschine
wenigstens eine Transportvorrichtung zum Transportieren eines Werkstückes (8) in einer Transportrichtung
wenigstens ein umlaufendes Schleifband (2) und
wenigstens einen Druckbalken (12) zum Ausüben eines Druckes auf das Schleifband (2) in Richtung auf die Transportvorrichtung aufweist, wobei zwischen dem Schleifband (2) und dem Druckbalken (12) eine Platte (14) angeordnet ist, die in einer Ebene senkrecht auf der Richtung des ausübbaren Druckes bewegbar gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen einer Oberfläche eines Werkstückes, wobei die Schleifmaschine wenigstens eine Transportvorrichtung zum Transportieren des Werkstücks in einer Transportrichtung, wenigstens ein umlaufendes Schleifband und wenigstens einen Druckbalken zum Ausüben auf das Schleifband in Richtung auf die Transportvorrichtung aufweist.
Derartige Schleifmaschinen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt und beispielsweise in der DE 34 02 104 A1 beschrieben. Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Lösungsansätzen und Veränderungen derartiger Schleifmaschinen bekannt, durch die die Qualität des Schleifergebnisses, also die Homogenität der geschliffenen Oberfläche, verbessert werden soll.
Aus der DE 39 33 697 A1 beispielsweise ist es bekannt, das Schleifband nicht im 90° Winkel relativ zur Transportrichtung anzuordnen. Auch die Kombination mehrerer unterschiedlicher Schleifaggregate zur Verbesserung der Oberflächengüte der geschliffenen Oberfläche sind bekannt.
Aus der DE 102 39 191 A1 ist eine Schleifmaschine bekannt, bei der hauptsächlich bei der Verwendung eines Schwingschleifmittels eine Aktivierungsvorrichtung verwendet wird, die senkrecht zur Vorschubrichtung des zu transportierenden Werkstückes bewegbar ist. Auf diese Weise sollen die Schleifergebnisse homogener ausgebildet werden und der Schleifstaub aus der Vorrichtung entfernt werden. Eine ähnliche Vorrichtung wird vorgeschlagen um das Rundschleifen in Randkonturen des Werkstückes auch dann zu verhindern, wenn ein anderes Schleifmittel Verwendung findet.
Zwischenzeitlich wurde abweichend von dieser bisherigen Ansicht das Schleifmuster als Designelement entdeckt. Für bestimmte Anwendungen wird versucht, gerade kein möglichst unauffälliges Schleifmuster herbeizuführen, sondern durch eine bestimmte Anordnung von Schleifspuren optische Effekte hervorzurufen und Schleifoberfläche zu gestalten. So wird beispielsweise in der DE 10 2011 116 842 A1 eine Schleifmaschine beschrieben, bei der das Schleifaggregat relativ zur Transportrichtung schwenkbar ausgebildet ist, um so Schleifspuren zu erzeugen, die je nach Stellung des Schleifaggregates in unterschiedliche Richtungen weisen. Dies hat jedoch einen relativ hohen apparativen Aufwand zur Folge und beschränkt die Möglichkeit der Gestaltung.
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Schleifmaschine vorzuschlagen, mit der eine größere Vielfalt unterschiedlicher Schleifspuren erzeugt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Schleifmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die sich dadurch auszeichnet, dass zwischen dem Schleifband und dem Druckbalken eine Platte angeordnet ist, die in einer Ebene senkrecht auf der Richtung des ausübbaren Druckes bewegbar gelagert ist.
Die Platte ist folglich in einer Ebene bewegbar, die in aller Regel parallel zur Auflagefläche des Werkstückes und damit regelmäßig auch parallel zur zu schleifenden Oberfläche liegt. Wird mit der erfindungsgemäßen Schleifmaschine die Oberfläche eines Werkstückes geschliffen, übt der wenigstens eine Druckbalken auf die zwischen dem Schleifband und dem Druckbalken liegende Platte einen Druck auf, der auf das Schleifband übertragen wird. Dadurch wird das Schleifband auf die zu schleifende Oberfläche gedrückt. Wird nun während dieses Schleifvorganges die Platte in eine Richtung senkrecht auf die Richtung des Druckes, also in den meisten Fällen parallel zur schleifenden Oberfläche bewegt, wird dadurch eine Scherkraft auf das Schleifband ausgeübt, wodurch je nach Richtung, in der die Platte bewegt wird, unterschiedliche Schleifmuster entstehen können. Durch die Kombination aus umlaufendem Schleifband, bewegbarer Platte und Druckbalken lässt sich das gewünschte Ergebnis erreichen.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Platte wenigstens eine Oberfläche mit einer Struktur aufweist. Die Struktur verfügt vorteilhafterweise über eine Mehrzahl von Vertiefungen und/oder Erhöhungen, die in besonders bevorzugter Weise regelmäßig angeordnet sind. So können beispielsweise regelmäßige Muster von Erhöhungen oder Vertiefungen auf wenigstens einer Oberfläche der Platte angeordnet sein. Vorzugsweise ist diese Oberfläche die Seite der Platte, die dem Schleifband und damit auch dem zu bearbeitenden Werkstück zugewandt ist.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Erhöhungen und/oder Vertiefungen, die die Struktur bilden, unregelmäßig über die Oberfläche verteilt sind. Unregelmäßig bedeutet dabei insbesondere, dass es keine sich wiederholende Struktur oder Anordnung der Erhöhungen oder Vertiefungen gibt. Die Erhöhungen und/oder Vertiefungen können zudem unterschiedlich hoch- oder tief ausgebildet sein, um die Struktur noch unregelmäßiger auszubilden. Auch dies ist besonders vorteilhafterweise ohne festgelegtes Muster und erkennbare Struktur und insbesondere ohne Wiederholungen eines bestimmten Musters oder einer bestimmten Struktur ausgebildet.
Eine strukturierte Oberfläche der Platte sorgt dafür, dass der von dem wenigstens einen Druckbalken ausgeübte Druck nicht homogen auf das Schleifband übertragen wird, sondern in den Bereichen, in denen die Oberfläche eine Erhöhung aufweist, stärker auf das Schleifband aufgebracht wird, als in Bereichen, in denen die Oberfläche beispielsweise eine Vertiefung aufweist. Daraus ergibt sich ein ungleichmäßiger Andruck des Schleifbandes auf die zu schleifende Oberfläche, so dass die Bereiche der zu schleifenden Oberfläche, die mit dem Schleifband dort in Kontakt kommen, wo die Platte eine Erhöhung aufweist, stärker geschliffen werden als andere Bereiche, die mit dem Schleifband dort in Kontakt kommen, wo die Platte eine Vertiefung aufweist. Wird die Platte nun bewegt, verschieben sich diese Inhomogenitäten in der Druckverteilung, so dass je nach Bewegungsrichtung Muster in die zu schleifende Oberfläche eingebracht werden können. Dabei hängen die Muster einerseits von der Struktur in der Oberfläche der Platte und andererseits auch von der durch die Platte ausgeführten Bewegung ab. Auf diese Weise können folglich selbst mit einer einzigen verwendeten Platte unterschiedlichste Muster in die zu schleifende Oberfläche eingebracht werden, indem die Bewegung, die die Platte während des Schleifvorgangs ausführt, entsprechend angepasst wird.
Vorzugsweise besteht die Struktur zumindest auch aus Erhöhungen, die als lösbare Elemente an der Oberfläche der Platte angeordnet sind. So können diese beispielsweise an der Oberfläche der Platte angeschraubt sein, wobei die Schraubelemente beispielsweise in der Platte und/oder indem jeweils die Erhöhung bildenden Elemente in ein Langloch eingreifen, sodass eine Verschiebung des Elementes relativ zur Oberfläche der Platte möglich ist. Auf diese Weise lässt sich die einzuschleifende Struktur durch die Veränderung der Struktur der Oberfläche der Platte je nach Wunsch anpassen. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Elemente in ihrer Position an der Oberfläche der Platte versetzt, durch andere gegebenenfalls anders geformte und/oder eine andere Höhe aufweisende Elemente ersetzt oder um sortiert werden.
Vorteilhafterweise verfügt die Schleifmaschine über wenigstens eine Antriebsvorrichtung, die eingerichtet ist, die Platte zu bewegen. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei herausgestellt, wenn die Antriebsvorrichtung eingerichtet ist, die Platte in eine zufällige Richtung, insbesondere sich nicht zyklisch wiederholend zu bewegen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn unregelmäßige chaotisch wirkende Schleifmuster erzeugt werden sollen. Eine sich periodisch wiederholende Struktur wird auf diese Weise vermieden. Vorzugsweise wird dabei nicht nur die Richtung, in der die Platte bewegt wird, zufällig oder quasi zufällig ausgewählt, sondern beispielweise auch die Geschwindigkeit, mit der die Platte bewegt wird. Auf diese Weise wird eine weitere variable Größe generiert und so die Vielfalt der entstehenden und herzustellenden Muster weiter erhöht.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Antriebsvorrichtung eingerichtet, die Platte oszillierend, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung, zu bewegen. Auf diese Weise wird konstruktiv einfach der gewünschte Effekt erreicht. Zudem können auch sich periodisch wiederholende Schleifmuster in die Oberfläche eingebracht werden. Zudem ist das entstehende Muster reproduzierbar, da auch die Bewegung der Platte reproduzierbar ist. Doch selbst wenn unregelmäßig oder gar chaotisch wirkende Muster erzeugt werden sollen, ist dies mit einer rein oszillierenden Platte beispielsweise dann möglich, wenn die Platte selbst über eine unregelmäßige Struktur in der Oberfläche verfügt und/oder die Position, in der das Werkstück in die Schleifmaschine eingeführt wird, variiert wird. Selbstverständlich ist es möglich, mehrere Werkstücke immer an der gleichen Position durch die Transportvorrichtung durch die Schleifmaschine transportieren zu lassen. So kann das Werkstück beispielsweise immer an einem Rand der Transportvorrichtung angeordnet werden. Selbstverständlich lässt sich jedoch auch die Position und/oder die Orientierung des Werkstückes relativ zur Transportvorrichtung und damit auch relativ zum Schleifband variieren, wodurch andere Bereiche des Schleifbandes mit der Oberfläche des Werkstückes in Kontakt kommen. Dies hat zur Folge, dass auch andere Elemente der strukturierten Oberfläche der Platte wirksam werden.
Vorteilhafterweise besteht die Platte aus einem Metall, insbesondere vorzugsweise aus Stahl. Selbstverständlich sind auch andere Materialien mit ausreichender Rissigkeit denkbar.
Vorzugsweise verfügt der Druckbalken über eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen, durch die auf unterschiedliche Bereiche der Platte unterschiedlich starker Druck ausübbar ist. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn der gesamte Druckbalken durch eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter Druckschuhe gebildet wird, die gemeinsam den Druckbalken bilden und sich vorteilhafterweise über die gesamte Breite des Schleifbandes erstrecken. Wenn unterschiedliche Druckschuhe vorhanden sind, können diese insbesondere elektronisch so gesteuert werden, dass jeder Druckschuh einen individuellen Druck auf den zwischen ihm und der Transportvorrichtung liegenden Teil des Schleifbandes ausübt. Damit wird auch der Druck, der auf das zwischen dem Schleifband und dem jeweiligen Druckschuhe liegende Teilstück der Platte ausgeübt, individuell einstellbar, wodurch die Vielzahl der Effekte weiter vergrößert werden kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Platte so dünn ausgebildet ist, dass sie in der Lage ist, die unterschiedlich wirkenden Drücker an das Schleifband weiterzugeben.
Besteht der Druckbalken aus mehreren separat ansteuerbaren Druckschuhen können diese durch die elektrische Steuerung der Vorrichtung so angesteuert werden, dass die einzelnen Druckschuhe unterschiedlich starken Druck auf die darunterliegende Platte ausüben. Auch dies geschieht vorteilhafterweise ohne erkennbares Muster und/oder erkennbare zeitliche Wiederholungen, indem beispielsweise ein Zufallsprogramm in der elektrischen Steuerung abläuft und die einzelnen Druckschuhe zufällig gewählten Druck auf den darunterliegenden Anteil der Platte ausüben. Zufällig bedeutet in diesem Fall eine nach numerischen Standards als zufällig, in Wahrheit also eine als pseudozufällig anzusehende Folge von Drücken. Diese „zufällige“ zeitliche und räumliche Verteilung der Drücke, die durch die Druckschuhe ausgeübt werden, sorgt für eine ebenso zufällige Verteilung der Schleifspuren.
Zusätzlich oder alternativ dazu hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn auch die Bewegung der Platte einer entsprechend „zufälligen“ Bewegung folgt. Auch hier kann über ein Computerprogramm, das beispielsweise in der elektrischen Steuerung der Vorrichtung abläuft, als „zufällige“ Bewegung der Platte erreicht werden, die keinerlei zeitliche Wiederholungen oder sonstige erkennbare Strukturen aufweist.
Durch eine Kombination ist die Vielfalt der erzeugbaren Schleifspuren nahe zu unbegrenzt.
Mit Hilfe der beiden Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

1 - die schematische Darstellung eines Teils einer Schleifmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
2 - die schematische Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1.

1 zeigt den Ausschnitt aus einer Schleifmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Sie verfügt über ein Schleifband 2, das im vorliegenden Fall über eine Antriebsrolle 4 und zwei Umlenkrollen 6 geführt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Umlenkrollen 6 unterhalb der Antriebswelle 4 angeordnet. Selbstverständlich kann auch jede andere der gezeigten Rollen die Antriebsrolle 4 sein, über die das Schleifband 2 angetrieben wird. In 1 ist das zu bearbeitende Werkstück 8 gezeigt, das sich auf einer Transportvorrichtung in die durch den Pfeil 10 dargestellte Transportrichtung bewegt. Es kommt dabei mit dem Schleifband 2 in Kontakt.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung verfügt über einen Druckbalken 12, der wie alle anderen Bauteile auch durch gestrichelte Linien dargestellt ist, sofern er durch ein anderes Bauteil verdeckt ist. Man erkennt, dass sich im gezeigten Ausführungsbeispiel der Druckbalken 12 über die gesamte Breite des Schleifbandes 2 erstreckt. Zwischen dem Schleifband 2 und dem Druckbalken 12 befindet sich eine Platte 14, die entlang der durch den Doppelpfeil 16 dargestellten Richtungen bewegbar ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Platte 14 folglich nur eine oszillierende Bewegung in einer Richtung quer zur Transportrichtung ausführen.
Die Platte 14 verfügt über eine Mehrzahl von Erhöhungen 18, die bevorzugt an der dem Schleifband 2 zugewandten Oberfläche der Platte 14 angeordnet sind.
In 2 ist die in 1 gezeigte Vorrichtung aus einer schematischen Draufsicht gezeigt, wobei auch Bauteile dargestellt sind, die eigentlich aufgrund anderer Bauteile nicht erkennbar sind.
Man erkennt die Erhöhungen 18 der Platte 14, die wieder entlang der durch den Doppelpfeil 16 dargestellten Richtung bewegbar ist. Das Schleifband 2 kommt mit dem Werkstück 8 in Kontakt, das entlang der durch den Pfeil 10 dargestellten Transportrichtung bewegbar ist.
Bezugszeichenliste

2: Schleifband
4: Antriebsrolle
6: Umlenkrolle
8: Werkstück
10: Pfeil
12: Druckbalken
14: Platte
16: Doppelpfeil
18: Erhöhung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3402104 A1 [0002]
DE 3933697 A1 [0003]
DE 10239191 A1 [0004]
DE 102011116842 A1 [0005]

Claims

Schleifmaschine zum Schleifen einer Oberfläche eines Werkstückes (8), wobei die Schleifmaschine - wenigstens eine Transportvorrichtung zum Transportieren des Werkstückes (8) in einer Transportrichtung - wenigstens ein umlaufendes Schleifband (2) und - wenigstens einen Druckbalken (12) zum Ausüben eines Druckes auf das Schleifband (2) in Richtung auf die Transportvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schleifband (2) und dem Druckbalken (12) eine Platte (14) angeordnet ist, die in einer Ebene senkrecht auf der Richtung des ausübbaren Druckes bewegbar gelagert ist.
Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (14) wenigstens eine Oberfläche mit einer Struktur aufweist.
Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur eine Mehrzahl von Vertiefungen und/oder Erhöhungen (18) aufweist, die vorzugsweise regelmäßig angeordnet sind.
Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmaschine wenigstens eine Antriebsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, die Platte (14) zu bewegen.
Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung eingerichtet ist, die Platte (14) in eine zufällige Richtung, insbesondere sich nicht zyklisch wiederholend, zu bewegen.
Schleifmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung eingerichtet ist, die Platte (14) oszillierend, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung, zu bewegen.
Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (14) aus einem Metall, vorzugsweise aus Stahl ist.
Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbalken (12) eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Druckschuhen aufweist, durch die auf unterschiedliche Bereiche der Platte (14) unterschiedlich starker Druck ausübbar ist.