DE102016216633B4 - Belt finishing unit and pressing device therefor - Google Patents
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Abstract
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 (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; undKomponenten eines Überwachungssystems (200) zur Überwachung von Betriebszuständen der Bandfinisheinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückeinrichtung (150) mindestens eine mit der Andrückeinrichtung auswechselbare werkzeugseitige Komponente (210) des Überwachungssystems aufweist, wobei 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.A belt finishing unit (100) for a belt finishing machine comprising: a base element (120) with devices for mounting the base element on a frame part of a belt finishing machine; a pressure arm (130A) which is movably mounted in the region of a bearing section (132) on the base element (120) and removed from the bearing section has a mounting section (138) for attaching an exchangeable pressing device (150) to the pressure arm, an exchangeable pressing device (150) attached to the mounting section for pressing finishing tape (190) against a peripheral surface (114) of a substantially cylindrical workpiece section (116) in a belt finishing process, the pressing device comprising a carrier device (160) and at least one flexurally elastic pressing belt (170) which is essentially inelastic in the belt direction and is mounted on two bearings of the carrier device which are arranged at a distance from one another in such a way that the finishing belt a finishing process ng can be pressed flat against the circumferential surface by means of the pressure band over a pressure angle; andcomponents of a monitoring system (200) for monitoring operating states of the belt finishing unit, characterized in that the pressing device (150) has at least one tool-side component (210) of the monitoring system which can be exchanged with the pressing device, the tool-side component having a mechanical sensor (210) which is arranged in a region between the bearings of the carrier element in a free space (163) between the carrier element and the pressure band (170) freely suspended between the bearings on the carrier element.
Description
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKAPPLICATION AREA AND PRIOR ART
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 11.The invention relates to a belt finishing unit for a belt finishing machine according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a pressing device which can be exchangeably mounted on the belt finishing unit according to the preamble of claim 11.
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.Finishing is a finishing process with which peripheral surfaces of essentially cylindrical workpiece sections on workpieces, such as e.g. Crankshafts, camshafts, gear shafts or other components for engines and machines are processed to produce a desired surface fine structure. During finishing, a machining tool with granular cutting means is pressed against the circumferential surface to be machined by means of a pressing device via an engagement angle with a pressing force. In order to generate the cutting speed required for the removal of material, the workpiece is rotated about its workpiece axis. At the same time, a relative movement oscillating parallel to the workpiece axis is generated between the workpiece and the machining tool resting on the peripheral surface. By combining the rotational movement of the workpiece and the superimposed oscillating movement, a cross-section pattern can be generated, whereby the machined workpiece peripheral surfaces e.g. are particularly suitable as running surfaces for plain bearings or roller bearings or the like. The workpiece section to be machined can be, for example, a main bearing or a pin bearing of a crankshaft or a camshaft bearing.
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.In so-called belt finishing, a finishing belt is used as the processing tool, which is pressed onto the workpiece surface with the aid of a pressing device. A finishing band has a band-shaped flexible carrier, in which cutting grains are applied to the front side to be turned towards the workpiece with the aid of a binding agent. After completion or in the course of a machining cycle, the finishing belt used for machining can be conveyed further, so that fresh cutting material is available for material removal. This enables reproducible results to be achieved.
Das Europäische Patent
Es gibt inzwischen viele Varianten von Andrückeinrichtungen mit biegeelastischem Andrückband. Die
Die Offenlegungsschrift
Die Offenlegungsschrift
AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION
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.Against this background, the object of the invention is to provide a generic belt finishing unit in which the monitoring system is distinguished by a simple structure and enables a reliable distinction between critical and non-critical operating states.
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 11 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.To achieve this object, the invention provides a belt finishing unit with the features of claim 1. Furthermore, a pressing device with the features of claim 11 is provided. Advantageous further developments are specified in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated by reference into the content of the description.
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.The belt finishing unit comprises components of a monitoring system that is suitable for monitoring operating states of the belt finishing unit. The exchangeable pressing device has at least one component of the monitoring system that can be exchanged with the pressing device. This component is also referred to as the "tool-side" component of the monitoring system. The monitoring system for monitoring operating states of the belt finishing unit thus comprises at least one functional component which is located on or in the pressing device and can be replaced together with it.
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.By providing (at least) one component on the tool side, the monitoring system offers the possibility of monitoring the conditions spatially very close to the particularly critical area of the machining intervention between the pressing device or pressing belt and the workpiece. A format-dependent optimization of the monitoring system is also possible. For example, a certain type of pressure device can be provided for a certain diameter range of the workpiece sections and the tool-side component can be designed such that it reacts particularly reliably for this diameter range. A pressing device that is optimized for a different diameter range can accordingly have a differently designed tool-side component that is optimized for the diameter range that is then to be monitored.
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.The monitoring system can only be adapted to different machining tasks by providing different tool-side components of the pressing device, so that all machine-side components of the monitoring system can always be the same without special adaptation to different machining tasks. The term “machine-side components” of the monitoring system designates those components that are not interchangeable with the pressing device, but are, for example, attached to the pressure arm of the belt finishing unit or to other components of the belt finishing unit. Other devices in the monitoring system, for example an evaluation unit for evaluating signals from the monitoring system, can always remain the same, regardless of the type of pressure device installed. The monitoring system can be specifically adapted to special machining tasks simply by changing the pressure devices and the tool-side components contained therein.
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.By providing at least one tool-side component of the monitoring system on or in the pressing device, a subsystem of the monitoring system is located in the pressing device and is exchanged with it. Supplementary subsystems can be located on or in the pressure arm or on other machine-side components of the belt finishing unit or on or in a component of the belt finishing machine to which the belt finishing unit is mounted.
Es gibt unterschiedliche Konzepte zur Auslegung von werkzeugseitigen Komponenten des Überwachungssystems. Gemäß der beanspruchten Erfindung ist vorgegeben, 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.There are different concepts for the design of tool-side components of the monitoring system. According to the claimed invention, it is specified that the tool-side component has a mechanical sensor which is located in a region between the bearings of the carrier element in a free space between the Carrier element and the portion of the pressure belt freely suspended between the bearings is arranged. If the assembled pressure device should not contain a pressure tape due to an operator error or if a mounted pressure tape breaks or breaks, the mechanical sensor can contact the circumferential surface of the workpiece under the pressure force of the pressure arm and is actuated thereby.
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.The mechanical sensor can be movably mounted on or in the carrier element and, when the pressure device is mounted on the pressure arm, can be biased in the direction of an extended zero position close to the pressure belt, in the extended zero position there being a distance between the rear side of the pressure belt opposite the pressure side and the sensor. In this embodiment, an intact pressure band is not contacted by the component (the sensor) on the tool side. The sensor is only mechanically actuated by contact with the workpiece surface when the pressure belt is absent, broken, or torn.
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.The sensor can be mounted on or in the carrier element, for example in a linearly movable or pivotable manner. In one embodiment, the carrier element has a through-bore that extends from a mounting surface of the carrier element to an area between the bearings and in which a bolt on the tool side is guided so as to be linearly movable. With a suitable design, the bolt can function directly as a mechanical sensor. It is also possible that a mechanical sensor separate from the bolt is provided, which is coupled to the bolt for the transmission of movements.
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.A particularly simple and robust construction results in some embodiments in that a section of the tool-side bolt facing the pressure band projects into the free space between the bearings and a section of the tool-side bolt facing the pressure arm contacts a machine-side bolt guided in the assembly section when the pressure device is installed. The machine-side bolt can be biased in the direction of the tool-side bolt by means of a spring. A mechanical interface is formed between the tool-side bolt and the machine-side bolt. The transmission contact is created automatically during assembly. The arrangement allows pressure to be transmitted from the tool-side bolt in the direction of the machine-side bolt without play or delay. Changes in the state of the machine bolt, e.g. a significant shift or another shift or change of position can be converted directly or indirectly into signals from the monitoring device.
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.According to a development, the monitoring system has a sensor arrangement which has a first sensor element which is fixedly connected to the pressure arm and a second sensor element which is coupled to the tool-side component such that a displacement of the tool-side component leads to a change in the position of the second sensor element with respect to the first sensor element . No measuring system for measuring the relative position between the first and the second sensor element is required. Rather, a simple yes / no query is preferred, via which it is determined whether the relative position of the two sensor elements corresponds to a desired operating state or an undesired operating state, so that an error signal is generated.
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.In one embodiment, the first sensor element has an initiator, that is to say an electrical or electronic component which combines the function of a sensor with a switching function. The switching process is triggered when the physical quantity measured by the sensor (which depends on the relative position of the sensor elements) exceeds or falls below a preset threshold value.
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.The monitoring system preferably has a separable interface between the pressing device and the mounting section of the pressure arm, on which the pressing device is mounted in the operational state. The interface has at least one tool-side interface element assigned to the tool-side component and at least one machine-side interface element assigned to the pressure arm, the interface elements being in transmission contact when the pressing device is installed.
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.The interface is preferably designed in such a way that the interface can be automatically separated from the pressure arm by removing the pressure device and can be automatically converted into a transmission configuration with transmission contact between the tool-side interface element and the machine-side interface element by mounting the pressure device on the pressure arm. It can thereby be achieved that no special tools are required for an operator in the area of the interface in order to bring the monitoring system into a functional state when the pressing device is installed. The handling of the pressure device when mounting on the pressure arm or when removing from the pressure arm can in principle be carried out analogously to the mounting and dismounting of conventional pressure devices without tool-side components of a monitoring system.
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. It is possible that the interface is designed as a mechanical interface, the tool-side interface element and the machine-side interface element having corresponding contact surfaces for transmitting a force and / or a torque between the tool-side interface element and the machine-side interface element. Such mechanical interfaces can be particularly durable and can be designed so that they function reliably even in harsh environments, for example when cooling lubricants are present during processing.
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.Alternatively or additionally, it is also possible for the interface to be designed as an electrical interface, the tool-side interface element and the machine-side interface element having corresponding electrically conductive contact elements for transmitting an electrical voltage or an electrical current between the tool-side interface element and the machine-side interface element. In this variant, electrically operable tool-side components, such as electrical sensors, can be used in the pressing device. If necessary, electrical signals can be transmitted between the pressure device and machine-side components, for example the pressure arm.
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 nicht zur beanspruchten Erfindung gehörende 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.As already mentioned in connection with the mechanical sensor, it is possible to design the construction in such a way that the component on the tool side does not come into mechanical or electrical contact with the pressure belt during trouble-free operation. There are variants not belonging to the claimed invention, in which the monitoring system has a tool-side component that is in mechanical or electrical contact with the pressure belt when the pressure device is installed. As a result, changes in the state of the pressure belt can be detected particularly sensitively, if necessary, even if they do not occur due to a fault, but only in the run-up to a fault or during normal, trouble-free operation.
Gemäß einer Variante dieses Ansatzes 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.According to a variant of this approach, at least one strain gauge is provided as the tool-side component, which is preferably arranged on the back of the pressure belt opposite the pressure side. With a strain gauge, stretching or compressing deformations of the pressure belt can be recognized immediately. The strain gauge can, for example, be glued flat to the back of the pressure tape using a suitable adhesive.
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.A strain gauge is or is preferably fastened in a fastening section of the pressure belt, which in operation is arranged outside the cylindrically curved area of the pressure belt between the latter and the closest bearing or the closest bearing surface. The monitoring system can be designed such that the electrical resistance of the strain gauge is monitored during operation. This changes significantly with changes in the tensile stress acting on the fastening section. If the pressure belt breaks or tears, the tensile stress drops, which can be recognized by a sudden change in the resistance of the strain gauge and can be used to trigger safety measures.
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.It is also possible for the monitoring system to have, as components on the tool side, two electrical contacting elements which are in electrically conductive contact with the pressure band at contact areas which are spaced apart in the band direction of the pressure band. The electrical contacting elements can in turn be electrically connected to an evaluation device of the monitoring system, for example via an electrical interface between the pressing device and the mounting section. The electrical contacting elements can be used, for example, to monitor the current flow through the pressure band and / or the electrical resistance of the pressure band during operation. If the pressure belt breaks or breaks, the circuit is interrupted, which can be detected by the evaluation device and used to trigger safety measures.
FigurenlisteFigure list
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.
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1 zeigt eine Ansicht einer Bandfinisheinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Bearbeitungskonfiguration bei der Bandfinishbearbeitung eines Werkstückabsch nitts; -
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; -
3 zeigt eine Detaildarstellung der Anordnung aus1 in einer Bearbeitungskonfiguration mit intaktem Andrückband; -
4 zeigt die Anordnung aus2 in einer Störfall-Konfiguration mit gerissenem Andrückband; -
5 zeigt ein nicht zur beanspruchten Erfindung gehörendes Beispiel einer Andrückeinrichtung mit Dehnungsmessstreifen an der Rückseite des Andrückbandes; und -
6 zeigt ein nicht zur beanspruchten Erfindung gehörendes Beispiel einer Andrückeinrichtung mit elektrischen Kontaktierungselementen, die die Überwachung des Stromflusses durch das Andrückband während des Betriebs ermöglichen.
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1 shows a view of a strip finishing unit according to an embodiment of the invention in a machining configuration in the strip finish machining of a workpiece section; -
2nd shows an enlarged detailed view of a pressure device mounted on the mounting section of a pressure arm according to an exemplary embodiment with tool-side and machine-side components of the monitoring system in the region of the mechanical interface formed between the pressure device and the mounting section; -
3rd shows a detailed representation of the arrangement1 in a machining configuration with an intact pressure belt; -
4th shows the arrangement2nd in an accident configuration with a broken pressure belt; -
5 shows a non-claimed example of a pressing device with strain gauges on the back of the pressure belt; and -
6 shows a non-claimed example of a pressing device with electrical contacting elements that enable the current flow through the pressing belt to be monitored during operation.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
In
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
Die Bandfinisheinheit
Die Bandfinisheinheit
Am unteren freien Ende des verschwenkbaren Druckarms
Eine nicht im Detail dargestellte Finishband-Fördereinrichtung stellt ein Finishband
An jedem der Druckarme
Die an dem starren Druckarm
Die an dem verschwenkbaren Druckarm
Die Trägereinrichtung
Die Trägereinrichtung trägt an ihrer der Montagefläche abgewandten bzw. dem Werkstück zuzuwendenden Seite ein einzelnes Andrückband
Das Andrückband
Zur Befestigung des Andrückbandes
Die Ausgestaltung dieser Elemente kann im Wesentlichen so sein wie bei den Andrückeinrichtungen, die in der
Vor der Bearbeitung des Werkstückabschnitts ist die zangenförmige Anordnung der Druckarme durch Hinausschwenken des Druckarms
Die Bandfinisheinheit
Das elektromechanisch arbeitende Überwachungssystem
Im Basiselement
Im Montageabschnitt
Das winkelförmige Halteelement
Der elektrisch betriebene Initiator
Wird auf die halbkugelige freie Stirnseite des werkzeugseitigen Bolzens
Das Überwachungssystem
Die Komponenten des Überwachungssystems können an existierende Bandfinisheinheiten der gezeigten Art ohne großen Aufwand nachgerüstet werden, da lediglich an der Andrückeinrichtung
Die Funktionsweise des Überwachungssystems
Anhand der
Bei der Andrückeinrichtung
Jeder der Dehnmessstreifen
Die konstituierenden Komponenten der Andrückeinrichtung
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