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Verfahren und Vorrichtung zum Anbringen von Dekorschliffen
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an Gläsern an Gläsern
Verfahren und Vorrichtung zum
Anbringen von Dekorschliffen an Gläsern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum-Anbringen
von Dekorschliffen an Gläsern mittels einer relativ zum Glas zustellbaren, von einem
Motor angetriebenen Schleifscheibe, deren Zustellbewegung derart gesteuert wird,
daß sich von der Oberfläche des Glases aus gemessen eine vorbestimmte Schleiftiefe
ergibt. Ferner betrifft die Erfindung eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
15 77 513 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist die Schleifscheibe an dem einen Arm
einer Wippe gelagert, an deren anderem Arm ein Pneumatikzylinder angreift und die
Schleifscheibe gegen das in einer Haltevorrichtung eingespannte Glas drückt. Die
Wippe sitzt auf einem in Achsrichtung des Glases verschiebbaren Schlitten und trägt
einen Nocken, der beim Verschieben des Schlittens
eine Kurvenscheibe
abtastet. Die Kurvenscheibe steuert damit die Schleiftiefe in Richtung der Längsachse
des Glases.
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Mit einer derartigen Schleifvorrichtung erhält man jedoch keine in
Umfangsrichtung des Glases gleichmäßigen Schliffe, wenn der Durchmesser des Glases
oder dessen Wanddicke in Umfangsrichtung des Glases schwankt bzw. wenn das Glas
unregelmäßig von der Glasmacherpfeife abgesprengt wurde und sich nicht exakt zentrieren
läßt. Da die Kurvenscheibe relativ zur Haltevorrichtung des Glases feststeht, ändert
sich die Eindringtiefe der Schleifscheibe und damit das Schliffbild.
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Um diesem Nachteil Rechnung tragen zu können, ist bei einer ähnlichen,
aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 77 514 bekannten Schleifvorrichtung #ie
Kurvenscheibe mit einem Taster verbunden, der die Oberfläche des Glases abtastet
und das Justieren der Kurvenscheibe relativ zum Glas gestattet.
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Die Justierung erfolgt von Hand und wird lediglich zu Beginn des Schleifvorgangs
beim Einsetzen des zu schleifenden Glases in die Haltevorrichtung durchgeführt.
Mit Hilfe der Justiervorrichtung lassen sich Herstellungstoleranzen des Glases beim
Schleifen allenfalls ausgleichen; eine exakte Anpassung der Schleiftiefe an die
toleranzbehaftete Form-des Glases ist jedoch nicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg zu zeigen, wie die Schleiftiefe
unabhängig von Formtoleranzen des Glases gleichmäßig gesteuert werden kann.
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Ausgehend von dem eingangs näher erläuterten Verfahren wird dies erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß zur Bestimmung der Aufsetzstellung oder des Aufsetzzeitpunkts
der Schleifescheibe die sich im Moment des Aufsetzens der Schleifscheibe auf die
Oberfläche des Glases ändernde Drehzahl und/oder Leistungs-
aufnahme
des Motors gemessen wird.
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Im Moment des Aufsetzens der Schleifscheibe auf die Glasoberfläche
ändert sich bei leistungsschwachen Antriebsmotoren schlagartig die Drehzahl oder
aber bei leistungsstarken Motoren die Leistungsaufnahme des Motors. Aus diesen Kriterien
kann ein Startsignal für eine Steuerung abgeleitet werden, die die Schleiftiefe
der Schleifscheibe steuert. Da die Aufsetzstellung bzw. der Aufsetzzeitpunkt bekannt
ist, können von Formtoleranzen des Glases unabhängige Schliffe angebracht werden.
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Die Steuerung kann abhängig von der Zustellbewegung der Schleifscheibe
oder des Glases wegabhängig erfolgen. Relativ einfach und trotzdem genau ist eine
zeitabhängige Steuerung derart, daß das Glas während eines vorgebbaren Zeitintervalls
geschliffen wird, welches im Moment der gemessenen Änderung der Drehzahl und/oder
Leistungsaufnahme des Motors beginnt. Der Schleifdruck der Schleifscheibe ist hierbei
vorzugsweise konstant, kann aber auch nach einem vorgegebenen Programm gesteuert
werden. Ebenso ist die Vorschubbewegung der Schleifscheibe bzw. des Glases in Längsrichtung
des Schliffes konstant. Aber auch die Vorschubbewegung kann gegebenenfalls nach
einem Programm gesteuert sein.
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Die Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe bis zum Aufsetzen auf
die Glasoberfläche soll möglichst groß sein, um die gesamte Schleif zeit möglichst
klein zu halten. Der Umfang der Schleifscheibe wird jedoch relativ stark belastet,
wenn die Schleifscheibe mit hoher Zustellgeschwindigkeit auf die Glasoberfläche
auftrifft. Dies vermindert die Standzeit der Schleifscheibe und führt unter Umständen
zum Bruch der Scheibe. Eine wesentliche Verbesserung, bei welcher die vorstehenden
Nachteile vermieden sind, läßt sich dadurch erreichen, daß die Schleifscheibe mit
einer ersten Zustellgeschwindigkeit bis in eine Stellung im Abstand von der Oberfläche
des Glases bewegt wird und dann mit einer zweiten, kleineren Zustellgeschwindigkeit
auf das Glas
aufgesetzt wird. Diese zweite Zustellgeschwindigkeit
ist vorzugsweise kleiner als die Einschleifgeschwindigkeit der Schleifscheibe an
der Oberfläche des Glases. Die Verbesserung ist speziell für eine zeitabhängige
Steuerung der Schleiftiefe von Bedeutung, da die Schleifscheibe mit hoher Zustellgeschwindigkeit
relativ dicht an die Oberfläche des Glases herangeführt werden kann und das mit
langsamer Geschwindigkeit erfolgende Aufsetzen der Schleifscheibe auf das Glas die
Schleifzeit und damit die Schleiftiefe nicht beeinflußt.
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Die Änderung der Drehzahl bzw. der Leistungsaufnahme des Motors kann
in herkömmlicher Weise, beispielsweise durch Differenzieren eines der Drehzahl proportionalen
Tachometersignals oder dergleichen oder eines der Leistungsaufnahme proportionalen
Signals erfolgen. Die Leistungsaufnahme kann, je nach- Ausführungsform des Motors
durch Messen der Mötorströme bzw. Wicklungsspannungen ermittelt werden. Bevorzugt
wird bei Wechselstrommotoren der Leistungsfaktor des Motors (cos.oFaktor) gemessen.
Die cos' Messung liefert ein feinfühliges Maß für Änderungen der Leistungsaufnahme.
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Bei den bekannten Schleifvorrichtungen führt die Schleifscheibe sowohl
die Zustellbewegung als auch die Vorschubbewegung aus.
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Das Schliffbild läßt sich jedoch einfacher steuern, wenn die Schleifscheibe
lediglich die Zustellbewegung ausführt, während das Glas die Vorschubbewegung in
Längsrichtung des Schliffs ausführt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf Schleifvorrichtungen durchgeführt
werden, die eine von einem Motor angetriebene Schleifscheibe, eine Haltevorrichtung
für das Glas und eine die Schleifscheibe und die Haltevorrichtung in zwei Richtungen
relativ zueinander bewegende Zustell- und Vorschubeinrichtung aufweisen; Im Rahmen
der Erfindung muß eine solche Schleifvorrichtung eine auf die Zustell- und Vorschubeinrichtung
wirkende
Steuerung haben, die eine Änderung der Drehzahl und/ oder der Leistungsaufnahme
des Motors beim Aufsetzen der Schleifscheibe auf dem Glas erfaßt und die Schleifscheibe
während eines vorgegebenen, mit dem Zeitpunkt der Änderung beginnenden Zeitintervalls
in Wirkeingriff mit dem Glas hält.
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Während dieses Zeitintervalls führt die Zustell- und Vorschubeinrichtung
die dem Schliffbild entsprechenden Bewegungen aus.
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Die Schleifscheibe und die Haltevorrichtung für das Glas können auf
getrennten Schlitten angebracht sein, um unabhängig voneinander die Zustell- und
Vorschubbewegung ausführen zu können.
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Zum Antrieb können Pneumatik- oder Hydraulikzylinder vorgesehen sein.
Als besonders günstig hat es sich jedoch erwiesen, wenn der Schleifdruck der Schleifscheibe
gewichtsabhängig und nicht durch ein Kraftgerät ausgeübt wird. Hierzu ist die Schleifscheibe
an einer Schwinge gelagert, die eine ausbalancierte Gleichgewichtslage hat. Die
Schwinge trägt ein verschiebbares Gewicht, welches mittels eines Kraftgeräts nach
beiden Seiten zu einer die Gleichgewichtslage bestimmenden Stellung verschiebbar
ist.
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Das Kraftgerät greift zwischen der Schwinge und dem längs der Schwinge
verschiebbaren Gewicht an. Gegenüber einem zwischen der Schwinge und dem Maschinenrahmen
der Schleifvorrichtung angreifenden Kraftgerät hat diese Ausführungsform den Vorteil,
daß der Schleifdruck hysteresefrei eingestellt werden-kann.
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Derartige Hysterese-Erscheinungen treten beispielsweise bei Pneumatikzylindern
aufgrund der Reibung der Kolbenstange an den Dichtungsmanschetten auf. Würde der
Pneumatikzylinder zur Erzeugung des Schleifdrucks unmittelbar an der Schwinge angreifen,
so wäre zum Verstellen seines Kolbens in der einen Stellrichtung eine um die Reibungskraft
der Dichtungsmanschette erhöhte Luftdruckkraft aufzubringen, während die Luftdruckkraft
beim Verstellen des Kolbens in der anderen Stellrichtung um die Reibungskraft vermindert
wäre. Ein ungleichmäßiges Schliffbild wäre die Folge. Wird hingegen die Druckkraft
durch das längs
der Schwinge verschiebbare Gewicht bestimmt, so
wirken sich Hysterese-Erscheinungen des Kraftgeräts nicht auf den Schleifdruck der
Schleifscheibe aus.
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Die Schwinge kann beispielsweise mittels einer Feder in der ausbalancierten
Gleichgewichtslage gehalten werden. Konstruktiv einfacher sind jedoch Ausgestaltungen,
bei welchen die Schwinge als doppelarmige Wippe ausgebildet ist, die an ihrem ersten
Arm die Schleifscheibe und an ihrem zweiten Arm auf der dem ersten Arm gegenüberliegenden
Seite das Gewicht trägt. Die Absenkbewegung der Schleifscheibe erfolgt, wie bereits
vorstehend näher erläutert wurde, mit änderbarer Zustellgeschwindigkeit.
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Sofern die Schleifscheibe gewichtsabhängig abgesenkt wird, muß lediglich
eine Bremsvorrichtung vorgesehen sein, die die Zustellbewegung der Schwinge bei
Erreichen eines. vorbestimmten Abstands der Schleifscheibe von der Glasoberfläche
vermindert.
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Bei dieser Bremsvorrichtung kann es sich um einen hydraulischen oder
pneumatischen Dämpfungszylinder handeln, auf dessen Kolbenstange die Schwinge auftrifft
und lose aufliegt.
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Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel einer nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren arbeitenden Schleifvorrichtung näher erläutert werden. Es zeigt Fig. 1
eine schematische Seitenansicht der Schleifvorrichtung und Fig. 2 eine Draufsicht
auf die Schleifvorrichtung nach Fig. 1.
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Die in den Figuren dargestellte Schleifmaschine trägt am oberen Ende
einer zum Maschinenrahmen gehörenden Säule 1 eine in Lagerböcken 3 schwenkbar gelagerte
doppelarmige Wippe 5. Am einen Arm 7 der Wippe 5 ist in einem Lager 9 eine beidseitig
über das Lager 9 herausragende Welle 11 achsparallel zur Schwenkachse der Wippe
5 drehbar gelagert. Die Welle 11 trägt an ihrem einen Ende eine Diamantschleifscheibe
13 und an ihrem anderen Ende
eine Riemenscheibe 15 (Fig. 2), die
über einen Riemen 17 mit einer gleichachsig zur Schwenkachse der Wippe 5 auf der
Abtriebswelle eines Wechselstrommotors 19 sitzenden zweiten Riemenscheibe 21 verbunden
ist. Die Schleifscheibe 13 wird vom Motor 19 angetrieben und kann, wie in Fig. 1
strichpunktiert eingezeichnet, durch eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse der
Wippe 5 herum auf die Oberfläche eines unterhalb der Schleifscheibe 13 in einer
schematisch angedeuteten Haltevorrichtung 23 gehaltenen Glases 25 zugestellt werden.
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Die Haltevorrichtung 23 weist einen Teilungsapparat 27 auf, der, von
einem Pneumatikzylinder 29 angetrieben, das Glas 25 in vorbestimmbaren Winkelschritten
um seine Achse dreht. Der Teilungsapparat 27 legt die Winkelstellung der auf dem
Glas 25 anzubringenden Längsschliffe fest. Das Glas 25 sitzt hierbei auf einem Mitnehmerpropfen
31 an der Abtriebsachse 33 des Teilungsapparats 27. Ein Gegenlager 35, welches in
nicht näher dargestellter Weise mit einem den Teilungsapparat 27 tragenden Schlitten
37 verbunden ist, drückt das Glas 25 gegen den Mitnehmerpropfen 31.
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Der Schlitten 37 ist längs Führungen 39 (Fig. 1) verschiebbar, die
sich in der gewünschten Vorschubrichtung des Glases 25 erstrecken. Die Führungen
39 sind an einem Träger 41 des Maschinenrahmens gehalten und erstrecken sich parallel
zur Drehachse des Glases 25, wenn Längsschliffe auf dem Glas 25 angebracht werden
sollen.
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Der dem Arm 7 der Wippe 5 gegenüberliegende Arm ist als Führung 43
für eintGewicht 45 ausgebildet, welches mittels eines Pneumatikzylinders 47 längs
der Führung 43 verschoben werden kann. Der Pneumatikzylinder 47 ist auf der Wippe
5 angebracht; seine Kolbenstange 49 ist um einen Gewindeabschnitt 51 verlängert,
an welchem der Abstand des Gewichts 45 von der Schwenkachse der Wippe 5 justiert
werden kann. Der Pneumatikzylinder 47 kann das Gewicht 45 nach beiden Seiten der
Gleichgewichtslage der Wippe 5
verschieben. In der der Schwenkachse
der Wippe 5 nähergelegenen Stellung hat der die Schleifscheibe 13 tragende Arm 7
das Übergewicht, womit die Schleifscheibe 13 auf dem Glas 25 aufliegt.
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Der Schleifdruck wird durch die Endstellung der Kolbenstange 49 bestimmt
und kann durch Einstellen des Gewindeabschnitts 51 justiert werden. In der von der
Schwenkachse der Wippe 5 entfernt liegenden Stellung des Gewichts 45 ist die Schleifscheibe
13 vom Glas 25 abgehoben.
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Das Absenken der Wippe 5 wird kurz vor dem Auftreffen der Schleifscheibe
13 auf die Oberfläche des Glases 25 durch einen pneumatischen Bremszylinder 53 soweit
gebremst, daß die Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe 13 beim Auftreffen auf
die Glasoberfläche kleiner als die Schnittgeschwindigkeit der Schleifscheibe 13
ist. Der Bremszylinder 53 ist unterhalb des Arms 7 an der Säule 1 gehalten. Seine
Kolbenstange 55 ist um eine Stange 57 verlängert, die in einer Führung 59 an der
Säule 1 vertikal verschiebbar geführt ist. Am oberen, freien Ende der Stange 57
sitzt eine Druckrolle 61, auf welcher der Arm 7 lose aufliegt. Zwischen einer Deckplatte
63 des Arms 7 und der Druckrolle 61 ist ein auf der Unterseite der Deckplatte 63
angelenkter Hebel 65 angeordnet, der mittels eines Pneumatikzylinders 67 von der
Unterseite der Deckplatte 63 abgespreizt werden kann. Der Pneumatikzylinder 67 ist
auf der Oberseite der Deckplatte 63 gehalten; seine Kolbenstange 69 ragt durch eine
öffnung der Deckplatte 63 und stützt sich auf dem Hebel 65 ab.
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Bei ausgefahrener Kolbenstange des Bremszylinders 53 kann mit Hilfe
des Pneumatikzylinders 67 der Arm 7 und damit die Schleifscheibe 13 vom Glas abgehoben
werden.
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Unterhalb der Führung 43 ist ein Pneumatikzylinder 71 an der Säule
1 gehalten, dessen Kolbenstange 73 nach oben gegen einen an der Führung 43 angebrachten
Anschlag 75 ausgefahren werden kann. Mit Hilfe des Pneumatikzylinders 71 kann der
Schleifdruck erhöht werden, sofern dies beispielsweise bei breiten
Schliffen,
erforderlich ist.
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Die Steuerung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schleifvorrichtung
erfolgt durch eine Zeitsteuerung, die die Arbeitsschritte der einzelnen Kraftgeräte
der Vorrichtung koordiniert.
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Die Steuerung steuert insbesondere den Vorschub des Schlittens 37
und den das Gewicht 45 verschiebenden Pneumatikzylinder 47.
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Das Anbringen der Schliffe auf dem Glas 25 wird bei konstantem, durch
das Gewicht 45 bzw. zusätzlich durch den Hydraulikzylinder 71 bestimmten Schleifdruck
zeitabhängig in der Weise gesteuert, daß die Schleifscheibe 13 während eines Zeitintervalls
vorgegebener Dauer in Schleifkontakt mit dem Glas 25 steht. Um den Beginn des Schleifeingriffs
unabhängig von Formtoleranzen des Glases 25 bestimmen zu können, weist die Steuerung
eine auf Änderungen des Leistungsfaktors cosf des Wechselstrommotors 19 ansprechende
Stufe auf. Der Leistungsfaktor cosr ändert sich beim Auftreffen der Schleifscheibe
13 auf der Glasoberfläche aufgrund der in diesem Augenblick einsetzenden Belastung.
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Die Steuerung kann hierzu eine herkömmliche cosp-Meßstufe enthalten,
auf die eine Schwellwertstufe folgt. Die Schwellwertstufe kann zum Auslösen eines
den Pneumatikzylinder 47 steuernden Zeitglieds herangezogen werden. Gegebenenfalls
kann zwischen die cos#-Meßstufe und die Schwellwertstufe ein Differenzierglied geschaltet
sein, wenn die Steuerung auf die Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsfaktors ansprechen
soll.
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Die Steuerung arbeitet wie folgt: Bei abgehobener Schleifscheibe 13
wird zunächst der Pneumatikzylinder 47 betätigt, der das Gewicht 45 zu sich heranzieht.
Der Bremszylinder 53 ist gelüftet, so daß der Arm 7 die Stange 57 mit geringem Widerstand
nach unten schieben kann. In einer Stellung, in welcher die Schleifscheibe 13 noch
geringen Abstand von der Oberfläche des Glases 25 hat, wird der Bremszylinder 53
gedrosselt, womit die Zustellgeschwindigkeit der Schleifscheibe 13 auf einen Wert
kleiner als die Schnittgeschwindigkeit abgebremst wird. Mit dem Aufsetzen
der
Schleifscheibe 13 auf die Glasoberfläche ändert sich der cos#-Faktor des Wechselstrommotors
19,und der Vorschub des Schlittens 37 wird für eine vorbestimmte Zeitdauer eingeschaltet.
Nach Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer wird der Pneumatikzylinder 47 in entgegengesetzter
Richtung betätigt, womit die Schleifscheibe 13 abgehoben wird. Die Kolbenstange
55 des Bremszylinders 53 wird für den nächsten Bremshub ausgefahren, und der Pneumatikzylinder
29 schaltet den Teilapparat 27 fort.
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Der Schlitten 37 wird in seine Ausgangsstellung zurückverschoben.