DE69819560T2

DE69819560T2 - Verfahren zum schmiergeln von artikeloberflächen

Info

Publication number: DE69819560T2
Application number: DE69819560T
Authority: DE
Inventors: Otting Keld HUNDEBOL
Original assignee: HH Patent AS
Current assignee: HH Patent AS
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2018-10-31
Also published as: CA2306131A1; BR9813918A; PL187120B1; IL135877A; EP1051283A1; AU737749B2; JP4215391B2; NO20001723L; DK1051283T3; PL339917A1; KR100552910B1; IL135877A0; MY120555A; JP2001521828A; CN1276750A; NZ504044A; NO20001723D0; KR20010031666A; WO1999022905A1; ES2210831T3

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von Oberflächen von Gegenständen mit Schleifwerkzeugen, die aus radial von einem Kern zu der Bildung eines zylindrischen Schleifwerkzeugs sich erstreckenden Schleifsegmenten bestehen, wobei das Schleifwerkzeug um eine Drehachse gedreht wird, die sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Gegenstandes erstreckt, so dass die einzelnen Schleifsegmente unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft einen Schleifdruck auf die Oberfläche des Gegenstandes ausüben und wobei mehrere solcher Schleifwerkzeuge angebracht sind, die wechselseitig in entgegengesetzter Richtung gedreht werden, während sie zur gleichen Zeit bezüglich des Gegenstandes bewegt werden oder der Gegenstand bezüglich der Schleifwerkzeuge bewegt wird.
Das Schleifen von Oberflächen mit Hilfe dieser Werkzeuge wird insbesondere in der Bearbeitung von Gegenständen aus Holz verwendet, deren Oberflächen sehr glatt sein müssen.
Gleichermaßen kann der Schleifprozess bei lackierten Oberflächen angewendet werden, als Zwischenschritt zwischen zwei Lackaufträgen.
Darüber hinaus kann dieses Verfahren auch zum Reinigen von Metalloberflächen verwendet werden, wobei der Schleifvorgang darüber hinaus auch dazu beiträgt, die Kanten zu entgraten, so dass sowohl eine effiziente als auch gleichmäßige Entgratung erreicht wird.
Schließlich kann dieses Verfahren auch bei Plastikgegenständen angewendet werden, bei denen z. B. die Oberfläche geschliffen werden soll, um unsaubere Abgratkanten zu entfernen und/oder für eine spätere Oberflächenbehandlung.
Zur Ausführung eines solchen Verfahrens sind verschiedene Maschinen bekannt. Zum Beispiel aus der Beschreibung des Patents DK 156.703 eine Maschine zum Schleifen von Gegenständen aus Holz bekannt. Diese Maschine ist mit sechs Schleifwalzen in einem Schleifwerkzeug ausgestattet, das sich dergestalt dreht, dass benachbarte Schleifwalzen gegenläufig gedreht werden, während das Schleifwerkzeug sich über dem Werkstück dreht.
Die einzelnen Walzen werden mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht, was bedeutet, dass die im Uhrzeigersinn und die im Gegenuhrzeigersinn drehenden Walzen während des Drehens des Werkzeuges über dem Werkstück alle mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren.
Hierbei kommt es jedoch zu geringfügigen Unterschieden im Schleifeffekt der einzelnen Schleifelemente, die darin begründet sind, dass die einzelnen Schleifsegmente aufgrund unterschiedlicher Relativgeschwindigkeiten einen unterschiedlichen Anpressdruck und Schleifdruck gegenüber der Oberfläche des Werkstückes haben.
Die Schleifelemente der Schleifwerkzeuge, die sich wie eine Walze drehen, werden nämlich etwas langsamer über die Oberfläche geführt und rufen demzufolge ein relativ geringeren Schleifeffekt hervor, als die entsprechenden Schleifelemente der Werkzeuge, die in der gegenläufigen Richtung rotieren, so dass für die letztgenannten die relative Schleifgeschwindigkeit höher ist und damit der Schleifeffekt größer als bei den Werkzeugen, die wie eine Walze rotieren, ist.
Dieser Unterschied in der Wirkung führt nicht nur zu einem inhomogenen Schleifen der Oberfläche, sondern außerdem zu einem inhomogenen Verschleiß der Schleifelemente.
Aus DK 9300243 Y6 ist eine Durchlaufschleifmaschine mit Schleifwerkzeugen bekannt, die unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten haben. Zweck dieser Vorrichtung ist, Schleifwerkzeuge aufeinanderfolgend mit unterschiedlichen Schleifkörnungen montieren zu können, so dass die Geschwindigkeit der einzelnen Werkzeuge entsprechend ihrer Schleifkörnung eingestellt werden kann.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile und Hindernisse der bekannten Verfahren zu beseitigen, und dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, wenn das Schleifwerkzeug, das in der Abrollrichtung über das Werkstück bewegt wird, schneller als das Werkzeug gedreht wird, das sich in der entgegengesetzten Richtung über das Werkstück bewegt.
Erfindungsgemäß kann einfach dadurch, dass die in der Richtung der Walze drehenden Werkzeuge schneller als die entgegengesetzt drehenden Werkzeuge gedreht werden, eine völlig gleichmäßige Schleifwirkung aller Schleifsegmente unabhängig von ihrer Drehrichtung erzielt werden.
Auf überraschend einfache Weise kann dadurch ein perfektes Schleifergebnis ohne jegliche Variationen hinsichtlich des Schleifens durch die Schleifwerkzeuge und mit einem völlig gleichmäßigen Verschleiß der Schleifelemente erzielt werden.
Darüber hinaus wird ein gleichmäßiger Andruck des Werkstückes auf dem Förderband erzielt, wobei gleichmäßige Seiteneinflüsse von sowohl den Schleifwerkzeugen, die sich in Abrollrichtung drehen, als auch denen die sich dazu gegenläufig drehen, auf das Werkstück erzielt werden.
Ergänzend kann in Einklang mit dem Verschleiß die Geschwindigkeit der Schleifwerkzeuge graduell gesteigert werden, um die reduzierte Schleifwirkung zu kompensieren, ohne die bislang bekannte gleichzeitige Steigerung der Inhomogenität des Schleifergebnisses in Kauf nehmen zu müssen, die teilweise aus dem verstärkten Aufheizen der Schleifwerkzeuge resultiert, die sich in der entgegengesetzten Richtung drehen. Dies ist insbesondere beim Schleifen von Blech, bei dem Variationen in der Temperatur zu Spannungen und Deformationen des Bleches führen können, von Bedeutung.
Dadurch, dass, wie in Anspruch 2 offenbart, die Werkzeuge, die in der Richtung wie eine Walze gedreht werden, 13% schneller rotieren als die gegenläufig rotierenden Werkzeuge, kann theoretisch ein vollständig homogener Schleifdruck für beide Typen vom Schleifwerkzeug erzielt werden. Da aber auch die Zentrifugalkraft bei den verhältnismäßig hohen Drehgeschwindigkeiten eine Rolle spielt, liefert eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Schleifwerkzeuge, die sich in Abrollrichtung drehen, um nur 7% das gleichmäßigste Schleifresultat und damit einen entsprechend gleichmäßigen Verschleiß der Schleifelemente.
Aufgrund der Zunahme der Zentrifugalkraft entspricht die Erhöhung der Rotation um 7% der theoretischen Kompensation von 13% zur Erzielung einer gleichmäßigen Schleifkraft oder eines gleichmäßigen Schleifdruckes.
Die Zeichnungen
Im folgenden Abschnitt wird die Erfindung detaillierter unter Verwendung der Zeichnungen beschrieben, wobei
1 eine perspektivische Darstellung des Schleifwerkzeuges während des Betriebes darstellt,
2 ein Schleifwerkzeug von außen zeigt, welches sich in der Richtung wie eine Walze dreht, und
3 ein Schleifwerkzeug zeigt, welches in der entgegengesetzten Richtung dreht, ähnlich von außen gesehen, beide während des Betriebes.
Beschreibung der Verfahrens
In 1 ist ein Beispiel eines Schleifwerkzeuges gezeigt, welches teilweise drei zylindrische Schleifwerkzeuge 10 umfasst, die vom äußeren Ende gesehen im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, wie auch in 2 gezeigt ist, und teilweise drei Schleifwalzen 1 umfasst, die, von dem äußeren Ende gesehen, im Uhrzeigersinn gedreht werden, wie in 3 gezeigt ist.
Die Schleifwerkzeuge 1 können aus Scheiben bestehen, welche aus Blech ausgeschnitten sind und welche mit Einschnitten versehen sind, die sich radial nach außen erstrecken, um segmentierte Schleifelemente 2 zu bilden. Die einzelnen Schleifscheiben sind mit einem Loch um die Mittelachse versehen, so dass sie auf einer Achse 3 durch Aufstecken auf die Achse montiert werden und auf der Achse verspannt werden, um das Schleifwerkzeug 1, 10 zu bilden.
Die sechs Rotationsachsen 3 sind in einem Getriebe 11 untergebracht, welches an einer drehbaren Welle 12 befestigt ist, die das Getriebe 11, und somit die Werkzeuge 1, 10 über dem Werkstück 4 in einer drehenden Bewegung, die sich parallel zur Oberfläche erstreckt, drehen kann.
Wenn die Werkzeuge 1, 10 so gedreht werden, wie durch den Pfeil 6 angedeutet, werden die einzelnen Achsen 3 mit den Schleifwerkzeugen 1, 10 so gedreht, dass die Werkzeuge der 10 in der Richtung wie eine Walze drehen, wie durch den Pfeil 8 angedeutet, während die übrigen Werkzeuge 1 in der entgegengesetzter Richtung gedreht werden, wie durch den Pfeil 9 angedeutet.
Während des Schleifvorganges werden die einzelnen Werkzeuge 1, 10 um ihre Achsen 3 gedreht, während sie gleichzeitig über dem Werkstück 4 durch die Welle 12 in eine Drehbewegung 6 versetzt werden.
Damit das ganze Werkstück mit den Werkzeugen überstrichen werden kann, kann dieses relativ zu den Werkzeugen bewegt werden, z. B. auf einem hier nicht gezeigten Transportband, oder die Werkzeuge können über das Werkstück geführt werden. Alternativ kann dies durch eine Kombination von Bewegungen be wirkt werden, d. h., indem sowohl das Werkstück als auch die Werkzeuge relativ zueinander bewegt werden.
Um ein perfektes Schleifresultat zu erzielen, werden die drei Werkzeuge 10, die in Drehrichtung rotieren, erfindungsgemäß geringfügig schneller als die drei Werkzeuge 1 gedreht, die in der entgegengesetzter Richtung rotieren. Dies ist in den Zeichnungen durch die Pfeile 8 und 9 angezeigt, wobei die unterschiedlichen Pfeillängen den Unterschied in der Rotationsgeschwindigkeit anzeigen.
Ein Beispiel eines solchen Schleifwerkzeuges kann z. B. einen Außenwerkzeugdurchmesser von 300 mm, eine Rotationsgeschwindigkeit von 1000 Umdrehungen pro Minute für die entgegengesetzte Drehrichtung und eine Rotationsgeschwindigkeit von 1070 Umdrehungen pro Minute in der Drehrichtung, d. h. einen Zuwachs um 7% im Verhältnis zu der Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung aufweisen.
Die theoretische Differenz zwischen den relativen Geschwindigkeiten der in Abrollrichtung rotierenden sowie in der gegenläufiger Richtung rotierenden Werkzeuge über dem Werkstück beträgt 13%, jedoch ist es aufgrund des erhöhten Einflusses der Zentrifugalkraft auf die Schleifsegmente während der Erhöhung der Geschwindigkeit nur notwendig, die Rotationsgeschwindigkeit um 7% zu erhöhen. Dadurch wird hierdurch eine gleiche relative Schleifgeschwindigkeit und hiermit ein gleichmäßiger Schleifdruck auf das Werkstück für alle Segmente der Schleifwerkzeuge ausgeübt.
Der Unterschied ist in 2 und 3 gezeigt, und es ist zu erkennen, dass das in Drehrichtung rotierende Werkzeug 10 etwas schneller rotiert als das Schleifwerkzeug 1, welches in gegenläufiger Richtung rotiert, wodurch aufgrund der gleichmäßigen Schleifbewegungen der einzelnen Schleifelemente die erzielte Schleifwirkung gleichmäßig ist.
Hierdurch wird ein derart gleichmäßiges Schleifresultat erzielt, dass zu keinem Zeitpunkt eine Ungleichmäßigkeit auf der Oberfläche 5 des Werkstückes 4 vorhanden ist.
Neben der Verbesserung hinsichtlich des Schleifresultates wird außerdem ein gleichmäßigerer Verschleiß der Schleifelemente 2 erzielt, weil diese nun aufgrund der gleichmäßigen Schleifwirkung gleichmäßig belastet werden. Dadurch erzielt man für alle Werkzeuge die gleiche Lebensdauer, und das Wechseln der Schleifscheiben an allen Werkzeugen kann daher zum gleichen Zeitpunkt erfolgen.
Naturgemäß ist es ein großer Vorteil, dass die Schleifelemente alle gleichzeitig ersetzt werden können und nicht, wenn erst die Hälfte davon abgenutzt ist.
Da die Belastung auf die Werkstücke gleichmäßiger ist, kann die Sicherungswirkung auf der Fördereinrichtung auf die mittleren Belastung reduziert werden, wodurch der Energieverbrauch der Unterdruckfördereinrichtung deutlich reduziert werden kann.
Darüber hinaus ermöglicht die gleichmäßige Abnutzung der Schleifelemente eine Einsteilbarkeit der Schleifwirkung, die zu einem gleichmäßigen Ergebnis führt und nicht wie die bislang bekannten Methoden zu einer verstärkten Schleifwirkung der in entgegengesetzter Richtung rotierenden Werkzeuge mit einer daraus resultierenden ungleichmäßigen Erwärmung.
Das Verfahren ist in Verbindung mit dem in 1 gezeigten Schleifwerkzeug beschrieben, jedoch kann das gleiche Verfahren auch mit Schleifmaschinen anderer Bauart ausgeführt werden, vorausgesetzt diese weisen Schleifwerkzeuge auf, die in verschiedenen Richtungen gedreht werden. Dadurch ist es möglich, für alle derartigen Schleifwerkzeuge das Schleifergebnis durch Veränderung der Geschwindigkeiten, mit denen deren Werkzeuge gedreht werden, zu verbessern.

Claims

Verfahren zum Schleifen von Oberflächen von Gegenständen mittels Schleifwerkzeugen, die aus radial von einem Kern zu der Bildung eines zylindrischen Schleifwerkzeugs ausgedehnten Schleifsegmenten bestehen, wobei das Schleifwerkzeug um eine Drehachse gedreht wird, die sich im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Gegenstandes erstreckt, so dass die einzelnen Schleifsegmente unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft einen Schleifdruck auf die Oberfläche des Gegenstandes ausüben, und wobei mehrere solcher Schleifwerkzeuge angebracht sind, die wechselseitig in entgegengesetzter Richtung gedreht werden, während sie zur gleichen Zeit bezüglich des Gegenstandes bewegt werden, oder der Gegenstand bezüglich der Schleifwerkzeuge bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifwerkzeug (10), das, während es (7) in eine Richtung wie eine Walze gedreht wird, über den Gegenstand (4) bewegt wird, schneller (8) als das Schleifwerkzeug (1) gedreht wird, das, während es in der entgegengesetzten Richtung (9) gedreht wird, über den Gegenstand (4) bewegt (7) wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Drehung (8) des sich in der Richtung wie eine Walze drehenden Werkzeuges (10) bei einem Maximalwert 13% und vorzugsweise 7% größer als die Geschwindigkeit der Drehung (9) für das sich in der entgegengesetzten Richtung drehende Werkzeug (1) ist, um den Unterschied des Schleifdruckes aufzuheben.