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Stand der Technik
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Vorrichtungen zum Bearbeiten von Oberflächen von profilförmigen oder flachen metallischen Werkstücken, insbesondere Schleifgegenstände wie zum Beispiel Schleifklötze sind bekannt.
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Derartige Bearbeitungsvorrichtungen sind insbesondere dazu ausgelegt, mit einer Mehrzahl weiterer Bearbeitungsvorrichtungen an einer bewegbaren bzw. umlaufenden Fördereinrichtung aufgenommen zu werden beispielsweise an einer Durchlaufmaschine zur Werkstückbearbeitung, wobei das Werkstück die Durchlaufmaschine in einer Durchlaufrichtung durchläuft. Die Bearbeitungsvorrichtungen sind insbesondere als an der Fördereinrichtung austauschbare Elemente ausgestaltet.
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An der Fördereinrichtung wie beispielsweise einem angetriebenen endlosen Riemen oder Band können die Bearbeitungsvorrichtungen hintereinander einzeln lösbar aber fest montiert werden.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bearbeitungsvorrichtung der einleitend genannten Art technisch und wirtschaftlich gegenüber bisherigen Bearbeitungsvorrichtungen zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf erhöhte Standzeiten und einer gleichmäßigen Bearbeitungstiefe von vergleichsweise stark konturierten Werkstückoberflächen.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die abhängigen Ansprüche thematisieren vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Bearbeiten von Oberflächen von profilförmigen oder flachen metallischen Werkstücken, insbesondere von einem Schleifklotz, mit einer auf einer bewegbaren Fördereinrichtung montierbaren Basis, an welcher bezogen auf eine vorgesehene Arbeitsrichtung der Vorrichtung nacheinander eine Mehrzahl von flächigen, flexiblen, insbesondere biegesteifen Schleiforganen mit quer zur Arbeitsrichtung ausgerichteten Flächenseiten der Schleiforgane aufgenommen sind, wobei Schleiforgane vorhanden sind, zwischen denen eine Zwischenlage vorgesehen ist, und wobei ein Schleiforgan an einer Flächenseite abrasives Schleifmaterial umfasst, welches zum Bearbeiten der Werkstückoberfläche auf die Werkstückoberfläche einwirkt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen so genannten Schleifklotz, wobei nachfolgend neben dem Begriff ”Bearbeitungsvorrichtung” der Begriff ”Schleifklotz” gleichbedeutend benutzt wird. Des Weiteren ist die Fördereinrichtung nicht Teil des erfindungsgemäßen Schleifklotzes. Eine z. B. als Fördereinrichtung ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtungsaufnahme kann insbesondere Teil einer Bearbeitungseinrichtung bzw. Schleifmaschine für die Metallbearbeitung sein.
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Die Bearbeitungsvorrichtung ist bevorzugt als handlicher Gegenstand ausgebildet und kann von einer Person problemlos manuell bzw. mit einem Werkzeug an einer Vorrichtungsaufnahme bzw. Fördereinrichtung montiert bzw. demontiert werden.
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Die Bearbeitungsvorrichtung umfasst insbesondere mehrere gleichartig bzw. parallel ausgerichtete dünne flächige und in einem gewissen Umfang flexible, verbiegbare bzw. biegesteife Schleiforgane, wie insbesondere Schleifpapiere oder Schleifleinen. An einem Schleifklotz sind sämtliche Schleiforgane bevorzugt gleichartig ausgebildet, was aber nicht zwingend ist.
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Ein Schleiforgan weist zwei von Rändern umrahmte und gegenüberliegende Flächenseiten auf und besteht insbes. aus einem Träger mit einem abrasivem Schleifmaterial zum Beispiel als Beschichtung auf einer der beiden Flächenseiten, wohingegen die andere in Arbeitsrichtung rückwärtige Flächenseite ohne Schleifmaterial und damit ohne Schleifwirkung ist. Die Schleiforgane sind aufrecht stehend bezogen auf einen Grundriss der Basis ausgerichtet und daran mit ihrem unteren Randbereich fest fixiert. Insbesondere weist die Basis eine nach oben offen Ausnehmung auf, innerhalb derer die unteren Randbereiche der Zwischenlagen und Schleiforgane eingesteckt und fest fixiert zum Beispiel eingeklebt sind. Oberhalb der Ausnehmung bzw. deren Umrandung stehen die Zwischenlagen und Schleiforgane über und bilden mit deren freien Rändern eine Oberseite des Schleifklotzes.
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Das Schleifmaterial wirkt beim Bearbeiten des metallischen Werkstücks auf die Werkstückoberfläche ein. Dies erfolgt unter einer Relativbewegung zwischen dem Schleifklotz und dem Werkstück. Insbesondere wird zumindest der Schleifklotz bzw. eine Mehrzahl gleichartiger Schleifklötze an der Fördereinrichtung in Arbeitsrichtung bewegt und dabei kurzzeitig am Werkstück so andrückend vorbeibewegt, dass die mit dem Schleifmaterial versehene Flächenseite der jeweiligen Schleiforgane auf Oberflächenbereiche am Werkstück schleifend einwirken und zum Beispiel Oxid- und Schmutzschichten bzw. Schlackereste abschleift oder kantige Materialbereiche am Werkstück verrundet. Neben der linearen Bewegung der Schleifklötze entsprechend der Bewegungsrichtung der länglichen Fördereinrichtung findet in der Regel überlagernd eine Bewegung des Werkstücks an den sich bewegenden Schleifklötzen vorbei statt, zum Beispiel quer oder schräg zur Bewegungsrichtung der Schleifklötze. Bevorzugt sind beim Bearbeitungsvorgang flächige Hauptseiten des Werkstücks zumindest annähernd parallel zur Oberseite der Schleifklötze ausgerichtet, bezogen auf die räumliche Ausrichtung der Schleifklötze in einem Bearbeitungsbereich der Fördereinrichtung bzw. der dazugehörigen Schleifmaschine. Das Werkstück ist für die Oberflächenbearbeitung insbesondere auf einem Fördertisch aufliegend bewegbar, wobei oberhalb des Fördertisches die Fördereinrichtung mit den daran aufgenommenen Schleifklötzen angetrieben vorbeiführt.
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An einem Schleifklotz ist zwischen zwei in Arbeitsrichtung beabstandeten Schleiforganen eine Zwischenlage vorhanden insbesondere aus einem nichtschleifenden Material wie zum Beispiel einem Vliesmaterial. Die Zwischenlage, welche in erster Linie der Vorgabe eines gewünschten Abstandes zwischen Schleiforganen dient, beeinflusst auch das Wirk- bzw. Arbeitsverhalten der angrenzenden Schleiforgane. Insbesondere ist mit der Zwischenlage das Formverhalten der Schleiforgane im Nutz- bzw. Schleifbetrieb beeinflussbar bzw. vorgebbar. Die Wirkung der Zwischenlage auf die Schleiforgane ist von den Materialeigenschaften des Materials der Zwischenlage und insbesondere vom Format bzw. den Abmessungen der Zwischenlage abhängig.
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Am Schleifklotz sind insbesondere mehrere regelmäßig in Arbeitsrichtung nacheinander angeordnete Schleiforgane und entsprechend eine Mehrzahl von Zwischenlagen vorhanden.
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Der Kern der Erfindung liegt darin, dass eine Zwischenlage eine einheitliche Materialdicke in Arbeitsrichtung aufweist, mit einem Maß zwischen ca. 6 und ca. 15 Millimeter, bezogen auf eine Stelle, an welcher die Zwischenlage an der Basis der Vorrichtung austritt. Nachfolgend sind Abmessungsangaben auf einen Zustand entsprechend einem Neuzustand der Vorrichtung bezogen. Der Abstand zwischen zwei von einer Zwischenlage in Arbeitsrichtung getrennten Schleiforganen, also zwischen einem in Arbeitsrichtung hinten liegenden und einem an der Zwischenlage vorne liegenden Schleiforgan, ist damit durch die Wahl der Dicke der dazwischen vorhandenen Zwischenlage vorgebbar. So wird ein erfindungsgemäßer Abstand von 6 oder mehr Millimetern zwischen in Arbeitsrichtung beabstandeten Schleiforganen mit einer Zwischenlage realisiert, deren Dicke in Arbeitsrichtung 6 oder mehr Millimeter beträgt. Die Zwischenlage ist vorteilhaft über den größten Teil der Flächenseite oder über die gesamte Flächenseite des in Arbeitsrichtung hinteren Schleiforgans anliegend und ebenso an der betreffenden Flächenseite des vordern Schleiforgans.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Zwischenlage eine einheitliche Materialdicke in Arbeitsrichtung mit einem Maß zwischen ca. 7 und ca. 15 Millimeter, insbesondere ca. 8 Millimeter bis 15 Millimeter aufweist.
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Besonders vorteilhaft liegt die Materialdicke der Zwischenlage zwischen ca. 9 Millimeter und ca. 15 Millimeter oder zwischen ca. 10 Millimeter und ca. 15 Millimeter, insbesondere zwischen ca. 11 bzw. 12 Millimeter und ca. 15 Millimeter.
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Bisher sind Zwischenlagen im Einsatz, deren Materialdicke bzw. -stärke geringer ist als bei Schleifklötzen gemäß der Erfindung. Es hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäß größeren Abstand zwischen den Schleiforganen an der Vorrichtung, wenngleich pro Längeneinheit in Arbeitsrichtung weniger Schleiforgane vorhanden sind als bei bekannten Schleifklötzen mit geringerer Dicke der Zwischenlage.
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Im Schleifbetrieb der vorgeschlagenen Bearbeitungsvorrichtung, bei welchem die Oberseite des Schleifklotzes am Werkstück vorbeistreifend und abschleifend einwirkt, findet ein Umbiegen bzw. eine Formanpassung der ausweichbaren Schleiforgane an der regelmäßig profilierten bzw. mit Vertiefungen versehenen Oberfläche des Werkstücks vorteilhaft statt, was durch die größere Dicke der Zwischenlagen begünstigt ist.
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Mit einem Umbiegen bzw. Ausweichen des freien Randes eines Schleiforgans kann die mit dem abrasivem Schleifmaterial versehene Flächenseite des Schleiforgans sämtliche unterschiedlich orientierte bzw. mit Kontur versehene Oberflächenbereiche am Werkstück erreichen, so dass nicht nur ebene bzw. flächige Oberseiten des Werkstücks abschleifbar sind, sondern auch sämtliche anderen insbes. konturierten Oberflächen.
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Die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung ist auch vorteilhaft gegenüber bekannten Bearbeitungsvorrichtungen, welche bezogen auf eine betrachtete Schleifklotzlänge eine größere Anzahl an aufgenommenen Schleiforgane aufweist als die erfindungsgemäßen Schleifklötze, durch die in Arbeitsrichtung engere bzw. dichtere Abfolge der Schleiforgane bei bisherigen Schleifklötzen. Da die Schleiforgane aber gegenüber den elastischen aus einem offenporigen Material oder dergleichen aufgebauten Zwischenlage vergleichsweise biegesteifer sind, führt die erhöhte Anzahl an Schleiforganen bei bekannten Schleifklötzen insgesamt zu einem Versteifungseffekt, so dass bei bekannten Schleifklötzen die räumliche Anpassungsfähigkeit der Schleiforgane an eine konturierte Oberflächenform des Werkstücks noch verbessert werden kann, was mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt. Dies ist insbesondere bei den in der Realität vergleichsweise kurzen Einwirkzeiten der einzelnen Schleiforgane auf das Werkstück relevant, wie es bei einem automatisierten Arbeitsbetrieb mit maschinell angetriebenen und vergleichsweise schnell am Werkstück vorbeistreifenden Schleifklötzen der Fall ist. Die vorgeschlagene Vorrichtung ist gerade für solche Einsatzzwecke konzipiert und daher vorteilhaft.
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Bei den erfindungsgemäßen Schleifklötzen ist die erhöhte Materialdicke der Zwischenlage insbesondere einheitlich bzw. über die gesamte Erstreckung gleich. Als besonders vorteilhafte Materialdicke bzw. Dickenabmessung einer Zwischenlage hat sich ein Wert von ca. 10 Millimeter oder mehr herausgestellt.
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Eine Zwischenlage ist in der Regel in der Grundform plattenförmig, mit im Grundriss rechteckigen oder quadratischen Flächenseiten. In der Regel ist ein Breitenmaß der Zwischenlage identisch mit dem Breitenmaß der Schleiforgane, ein Höhenmaß der Zwischenlage kann identisch oder mit einem vorgebbaren Maß geringer sein als ein Höhenmaß der Schleiforgane.
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Mit der vorgeschlagenen Bearbeitungsvorrichtung lassen sich insbesondere vertiefte und hinterschnittene Bereiche an einem flachen bzw. profilförmigen metallischen Werkstück verbessert bzw. einheitlich und vollflächig abschleifend bearbeiten. Mit der gegenüber bekannten Anordnungen erhöhten Materialdicke der Zwischenlagen wird ein Umbiegen der Schleiforgane unterstützt, so dass diese besser in Vertiefungen bzw. Hinterschneidungen oder an Kantenbereichen des metallischen Werkstücks in Anlage bringbar sind. Dabei passt sich insbesondere ein Bereich am freien oberen Rand der Schleiforgane in der Form entsprechend der Außenkontur des Werkstücks an und streift daran flächig vorbei, womit ein insgesamt verbessertes Oberflächenbearbeitungsergebnis mit den Schleiforganen gemäß des erfindungsgemäßen Schleifklotzes möglich ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Bearbeitungsvorrichtungen bzw. Schleifklötze, die für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine Vielzahl gleichartiger Bearbeitungsvorrichtungen an einer länglichen Fördereinrichtung einer Bearbeitungsmaschine als Austauschbauteil lösbar aufgenommen ist. Insbesondere sind identisch aufgebaute Schleifklötze entlang einer Längserstreckung einer Fördereinrichtung ohne maßgeblichen Abstand in Längsrichtung der Fördereinrichtung daran aufnehmbar bzw. bilden dabei eine insbesondere geschlossene bzw. lückenlose Reihe von Schleifklötzen. Die Schleifklötze sind hierbei mit einer der Aufnahmeseite der Fördereinrichtung gegenüberliegenden Oberseite zu einer Bearbeitungszone hin ausgerichtet. In der Bearbeitungszone findet die Bearbeitung des Werkstücks statt. Durch die angetriebene Bewegung der Fördereinrichtung zum Beispiel eines Antriebsriemens mit den daran fest aufgenommenen Bearbeitungsvorrichtungen kann eine Oberfläche des metallischen Werkstücks durch die Vielzahl der am Werkstück linear vorbeiführbaren Bearbeitungsvorrichtungen intensiv bearbeitet bzw. abgeschliffen werden.
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Demgemäß erfährt insbesondere der obere freie Randbereich der Schleiforgane eine Abnutzung hinsichtlich des Schleifmaterials. Dieser Bereich ist daher maßgeblich für die Arbeitsleistung der Bearbeitungsvorrichtung.
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Die Zwischenlagen stellen einerseits einen Widerstand dar und andererseits durch ihre Elastizität und Nachgiebigkeit einen Ausweichraum für sich verbiegende Bereiche der jeweiligen Schleiforgane zur Verfügung, wenn diese durch die Kontur des zu bearbeitenden metallischen Werkstücks bedingt eine Druckkraft erfahren. Die Zwischenlagen sind bevorzugt aus einem elastischen, porigen bzw. widerstandsfähigen Material, so dass im Schleifeinsatz eine gewollte zeitweise Verformung der Zwischenlagen in einem gewissen Maß möglich ist, wobei sich die Verformung nach der Druckbelastung wieder selbsttätig zurückbildet.
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Ein Schleiforgan weist insbesondere einen flächigen, flexiblen insbesondere biegesteifen Träger beispielsweise aus einem Papier-, Leinen-, Kunststoff- oder Verbundmaterial auf, wobei auf einer Flächenseite des Trägers das abrasive Schleifmaterial beispielsweise als Beschichtung mit harten Partikeln aus z. B. Korund angeordnet ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung wird insbesondere das Bearbeitungsergebnis gegenüber bisherigen Vorrichtungen verbessert.
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Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, dass wenigstens ein Schleiforgan derart vorgesehen ist, dass auf einer der Basis gegenüberliegenden Oberseite der Vorrichtung ein freier oberer Rand des wenigstens einen Schleiforgans mit einem vorgegebenen Maß über eine benachbarte Zwischenlage überstehend ausgebildet ist. Umgekehrt ausgedrückt, ist ein freier oberer Rand der wenigstens einen Zwischenlage, die zum Schleiforgan benachbart ist, zur Basis hin zumindest abschnittsweise zurückversetzt gegenüber dem freien oberen Rand des Schleiforgans.
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Das Schleiforgan steht insbesondere gegenüber beiden zum Schleiforgan in Arbeitsrichtung vorne und hinten benachbarten Zwischenlagen über.
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Damit kann der obere, der Basis gegenüberliegende Randbereich des jeweiligen Schleiforgans verbessert an vertieft oder hinterschnitten existierende Rand- und/oder Kantenbereiche der Oberflächen des zu bearbeitenden Werkstücks heranreichen.
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Aufgrund des Überstandes des freien Randes des betrachteten Schleiforgans kann ein Maß einer Umbiegung des freien Randbereichs, bezogen auf eine nicht verbogene bzw. aufgerichtete Ausgangsstellung des Schleiforgans im nicht schleifenden bzw. im nicht am Werkstück vorbeigeführten Zustand, gegenüber Anordnungen, bei denen das Schleiforgan an der Zwischenlage nicht übersteht bzw. die Zwischenlage an der kompletten Flächenseite des Schleiforgans vorhanden ist, vergrößert werden und/oder erleichtert erfolgen. Dabei wirkt der Umbiegung des Schleiforgans bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein geringerer Widerstand entgegen, da über die Höhe des Überstandes des Schleiforgans kein Widerstand durch ein Material einer Zwischenlage auf die Flächenseite des Schleiforgans wirkt.
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Durch die sich rückstellende Verbiegung bzw. Biegesteifigkeit des Schleiforgans bzw. dessen Materialeigenschaft bzw. der Materialeigenschaft des Trägers, stellt sich der umgebogene Teil des Schleiforgans immer wieder von selbst in die nicht umgebogene aufrechte bzw. gerade aufgerichtete Form zurück, sobald die Werkstückoberfläche einen Rückstellweg freigibt bzw. wenn das Schleiforgan an dem Werkstück vorbei bewegt ist. Die Rückstellung wird ggf. durch die elastische Vorspannung der regelmäßig etwas zusammengedrückten Zwischenlage unterstützt.
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Im Ergebnis werden nicht nur ebene Oberflächen am Werkstück vorteilhaft bearbeitet bzw. abgeschliffen, sondern auch sämtliche individuell orientierte Vertiefungen und Kanten. Die Umbiegung des Schleiforgans erfolgt um einen Biegeabschnitt am Schleiforgan, welche im Bereich des oberen Randes der in Arbeitsrichtung hinter dem betreffenden Schleiforgan liegenden benachbarten Zwischenelement liegt. Bei einer maximalen Umbiegung der Schleiforgane kann im Schleifbetrieb die schleifmaterialfreie und in Arbeitsrichtung hintere Flächenseite des Schleiforgans nahezu bis in Anlage an eine Oberseite dieser Zwischenlage kommen.
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Es ist überdies vorteilhaft, dass ein Schleiforgan mit einem freien oberen Rand mit einem vorgegebenen Maß über eine benachbarte Zwischenlage überstehend ausgebildet ist, wobei das Maß des Überstandes zwischen ca. 30 und 100 der Materialdicke der benachbarten Zwischenlage entspricht. Dabei ist die Materialdicke der Zwischenlage, auf welche Bezug genommen wird, in Arbeitsrichtung betrachtet zugrundezulegen. Der Überstand des Schleiforgans bezieht sich insbesondere auf beide Seiten des Schleiforgans bzw. auf beidseitig an das Schleiforgan heranreichende Zwischenlagen.
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Insbesondere existiert der Überstand des Schleiforgans aber zumindest bezogen auf die Zwischenlage, welche entgegen der Arbeitsrichtung benachbart zu dem betreffenden Schleiforgan vorhanden ist. Denn in diese Richtung wird das Schleiforgan im Schleifbetrieb umgebogen. Prinzipiell sind in Arbeitsrichtung betrachtet oberseitig gestufte oder schräge Zwischenlagen nicht ausgeschlossen.
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Insbesondere hat sich vorteilhafterweise herausgestellt, dass bei einem Überstand des Schleiforgans am oberen freien Rand über die Zwischenlage von ca. 40 bis 50 der Materialdicke der benachbarten Zwischenlage vorteilhaft ist. Dies ist wirtschaftlich im Hinblick auf eine zu tolerierende Abnutzung bzw. im Hinblick auf ein optimales Bearbeitungsergebnis am Werkstück vorteilhaft.
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Weiter ist es vorteilhaft, dass ein Überstand eines freien oberen Randes eines Schleiforgans zu einer benachbarten Zwischenlage zwischen ca. 2 Millimeter und 10 Millimeter beträgt. Der Überstand ist insbesondere über die gesamte Breite quer zur Arbeitsrichtung einheitlich vorhanden. Die Zwischenlagen können entsprechend vorteilhaft jeweils über die Breite des Schleifklotzes einheitlich bzw. eben oder mit Einschnitten ausgebildet sein. Ein Überstand im genannten Wertebereich ist optimiert was wirtschaftliche und technische Aspekte angeht. Ein größerer Überstand bedeutet mehr Materialeinsatz bzw. ggf. einen stärkeren Verschleiß, ein geringerer Überstand bzw. ein Überstand unter ca. 2 Millimeter führt gegebenenfalls zu einem schlechteren Schleifergebnis. Die konkrete Gestaltung des Schleifklotzes ist insbesondere von den Materialeigenschaften des eingesetzten Schleiforgans z. B. von dessen Rauhigkeit und/oder der Art des zu bearbeitenden Werkstücks abhängig.
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Auch ist es vorteilhaft, dass eine Zwischenlage eine einheitliche Materialdicke in Arbeitsrichtung aufweist, welche zwischen dem einfachen und dem zwanzigfachen Wert der Materialdicke eines Schleiforgans in Arbeitsrichtung liegt. Insbesondere weist die Zwischenlage eine einheitliche Materialdicke über ca. 6 insbesondere ca. 10 und mehr Millimeter auf. Somit kann in der Praxis eine besonders effektive Bearbeitung des Werkstücks erreicht werden. Die Materialdicke einer Zwischenlage kann zum Beispiel ca. 6 Millimetern bevorzugt ca. 10 Millimeter bis ca. 50 Millimeter betragen.
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Vorteilhafterweise weist eine Zwischenlage eine einheitliche Materialdicke in Arbeitsrichtung auf, welche ca. dem zehnfachen Wert der Materialdicke eines Schleiforgans in Arbeitsrichtung entspricht. Dabei wird eine Materialdicke eines Schleiforgans desselben Schleifklotzes betrachtet. Die zehnfache Dicke der Zwischenlage gegenüber der Schleiforgandicke ist für eine Mehrzahl von Praxisanwendungen vorteilhaft im Hinblick auf stark konturierte Werkstückoberflächen. Bei einer Materialdicke eines Schleiforgans in Arbeitsrichtung betrachtet zwischen ca. 0,8 Millimeter und ca. 2 Millimeter ergibt sich eine bevorzugte Dicke der Zwischenlage im Bereich zwischen ca. 8 und 20 Millimeter. Das Schleiforgan kann dabei einlagig sein bzw. aus genau einer Schleifelementlage bestehen oder zwei oder mehr Schleifelementlagen umfassen.
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Auch ist es vorteilhaft, dass sämtliche Zwischenlagen, an welchen auf die Arbeitsrichtung bezogen beidseitig jeweils ein Schleiforgan vorhanden ist, die gleiche Materialdicke in Arbeitsrichtung betrachtet aufweisen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Herstellung wirtschaftlich vorteilhaft.
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Eine vorteilhafte weitere alternative Variante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass alle Zwischenlagen in Arbeitsrichtung beidseitig jeweils von einem Schleiforgan begrenzt sind und mit ihren freien Rändern eine gleiche Höhe aufweisen. Mit dem einheitlichen bzw. regelmäßigen Aufbau wird ein gewünschtes Arbeitsergebnis vorteilhaft erreicht. Unter der gleichen Höhe der Zwischenlagen ist zu verstehen, dass die jeweiligen oberen Ränder alle Zwischenlagen den gleichen Abstand zur Basis aufweisen.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass sämtliche Schleiforgane eines Schleifklotzes die gleiche Höhe aufweisen bzw. die jeweiligen oberen Ränder alle Schleiforgane untereinander gleich sind und den gleichen Abstand zur Basis aufweisen. Wenn alle Zwischenlagen und alle Schleiforgane die gleiche gemeinsame Höhe aufweisen, weist der Schleifklotz eine ebene flächige Oberseite auf, welche aus der Summe der schmalen oberseitigen Stirnseiten aller Zwischenlagen und Schleiforgane gebildet ist.
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Überdies ist es vorteilhaft, dass wenigstens eine Zwischenlage im Bereich eines der Basis gegenüberliegenden freien Randes Vertiefungen aufweist, die sich in Richtung der Basis erstrecken. Insbesondere weisen alle Zwischenlagen vorteilhafterweise Vertiefungen im Bereich deren der Basis gegenüberliegenden freien Ränder auf, insbesondere sind alle Zwischenlagen mit gleichartigen bzw. identischen Vertiefungen ausgestattet. Damit ist ein Umbiegen des freien Randbereichs eines der betreffenden Zwischenlage benachbarten Schleiforgans vorgebbar begünstigt, so dass diese im Schleifbetrieb im Bereich der Vertiefungen an der Zwischenlage vorteilhaft entgegen der Arbeitsrichtung des Schleifklotzes ausweichen können.
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Die Vertiefungen sind in Arbeitsrichtung insbesondere durchgehend zwischen beabstandeten Schleiforganen. Quer zur Arbeitsrichtung bzw. über die Breite des Schleifklotzes gesehen können zwischen Vertiefungen am oberen Rand der Zwischenlage nicht vertiefte Abschnitte vorhanden sein, welche zum Beispiel bis zum freien oberen Rand der Schleiforgane heranreichen.
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Damit wird an diesen Abschnitten die Funktion der Abstützung und/oder Beabstandung für das in Arbeitsrichtung vorne angrenzende Schleiforgane der Abstandhaltung zwischen Schleiforganen bereitgestellt. Lediglich im Bereich der Vertiefungen kann der Rand des Schleiforgans umbiegen. Über die Form und/oder Tiefe der Vertiefungen an der Zwischenlage kann die mit den Vertiefungen bereitgestellte Wirkung auf das Schleiforgan vorgebbar beeinflusst werden.
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Auch ist es vorteilhaft, dass wenigstens ein Schleiforgan der mehrere Schleiforgane der Vorrichtung aus wenigstens zwei jeweils zwei separaten bezogen auf die Arbeitsrichtung hintereinander vorhandenen Schleifelementlagen gebildet ist. Damit lässt sich die Standzeit bzw. die durch Verschleiß bzw. Abnutzung der Schleiforgane bestimmte maximale Nutzungsdauer der Bearbeitungsvorrichtung bzw. eines Schleifklotzes gegenüber einlagigen Schleiforganen erhöhen.
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Eine weitere alternative vorteilhafte Erfindungsvariante weist wenigstens ein Schleiforgan der mehreren Schleiforgane auf, welche genau zwei Schleifelementlagen umfasst. Insbesondere sind alle Schleiforgane an einem Schleifklotz mit genau zwei Schleifelementlagen gebildet.
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Vorteilhafterweise kann ein erfindungsgemäßer Schleifklotz derart gestaltet sein, dass sieben über Zwischenlagen beabstandete Schleiforgane vorhanden sind, wobei jeweils eine abmessungsgleiche Zwischenlage zwischen zwei beabstandeten Schleiforganen vorgesehen ist. Jedes Schleiforgan weist die gleiche Höhe mit ebenem bzw. geraden freien oberen Rand auf, welcher über die Oberseite der Zwischenlagen um ca. jeweils 4 Millimeter übersteht. Jede Zwischenlage weist eine gerade ebene Oberseite und in Arbeitsrichtung betrachtet eine identische Dicke von ca. 10 Millimeter auf. Ein in Arbeitsrichtung hinterstes Schleiforgan kann mehrlagig insbesondere zweilagig sein, wohingegen alle anderen Schleiforgane einlagig sind. Hinter dem in Arbeitsrichtung hintersten Schleiforgan kann eine rückseitige Abschlusslage aus einem Material der Zwischenlagen angeordnet sein, wobei die Abschlusslage eine Höhe aufweist, welche größer als die Höhe der Zwischenlagen und geringer als die Höhe der Schleiforgane ist. Die Abschlusslage ist in Arbeitsrichtung betrachtet bevorzugt mit einer halben Materialdicke versehen verglichen mit der jeweiligen Materialdicke aller anderen Zwischenlagen.
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Es ist außerdem vorteilhaft, dass die Vorrichtung als Austauschbauteil mit an der Basis ausgestalteten Anbringmitteln zur lösbaren Verbindung mit einem Gegenabschnitt an einer Vorrichtungsaufnahme insbesondere an einer bewegbaren Fördereinrichtung ausgestaltet ist. Dies ermöglicht eine einfache und sichere Montage und Demontage bzw. einen schnellen Austausch z. B. von abgenutzten oder beschädigten Schleifklötzen.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtungsaufnahme für eine Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten von Oberflächen von profilförmigen oder flachen metallischen Werkstücken, insbesondere Fördereinrichtung, wobei an der Vorrichtungsaufnahme der Bearbeitungseinrichtung eine Mehrzahl von Vorrichtungen gemäß einer der oben genannten Ausbildungen vorhanden ist. Die Vorrichtungsaufnahme ist insbesondere als flexibler Riemen oder als Band und dergleichen beispielsweise rückseitig in Keilriemenart ausgestaltet.
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Insbesondere kann eine Seite der Vorrichtungsaufnahme komplett mit hintereinander in einer Reihe angebrachten Schleifklötzen versehen werden. Damit lassen sich an der Bearbeitungseinrichtung z. B. einer Schleifmaschine die genannten Vorteile erzielen. Die Vorrichtungsaufnahme dient insbes. als Fördereinrichtung, die beispielsweise umlaufend um Führungs- oder Antriebsräder geführt ist und zum Beispiel als Keilriemen mit den daran montierten Schleifklötzen realisiert ist.
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Figurenbeschreibung
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung in perspektivischer Ansicht schräg von oben,
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2 die Vorrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht,
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3 die Anordnung gemäß 1 in einer Seitenansicht,
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4 den in 3 umrandeten Bereich vergrößert,
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5 einen Teilschnitt durch die Anordnung gemäß der Linie A-A in 3,
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6 eine alternative erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung in perspektivischer Ansicht schräg von oben,
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7 die Anordnung gemäß 6 in Draufsicht,
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8 die Anordnung gemäß 6 in Seitenansicht,
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9 in vergrößerter Ansicht den umkreisten Bereich gemäß 8,
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10 die Schnittansicht gemäß Linie B-B aus 8 und
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11 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtungsaufnahme und zwei Bearbeitungsvorrichtungen gemäß 1 oberhalb einer teilweise dargestellten Werkstückauflage mit einem darauf positionierten Werkstück.
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Für sich entsprechende Elemente unterschiedlicher Ausführungsbeispiele sind nachfolgend teilweise die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigen die 1 bis 5. Dabei ist die Bearbeitungsvorrichtung als separates Bauteil bzw. als Schleifklotz 1 ausgestaltet, welcher zur schleifenden Oberflächenbearbeitung eines metallischen Werkstücks ausgebildet ist. Hierfür ist der Schleifklotz 1 an einer Vorrichtungsaufnahme einer Schleifmaschine mit einer Mehrzahl weiterer Schleifklötze montierbar, was weiter unten insbesondere im Zusammenhang mit 11 noch näher erläutert ist. Der Schleifklotz 1 umfasst eine Basis 2, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, und daran lamellenartig aufgenommene Schleiforgane 3 und dazwischen vorhandene Zwischenlagen 4, die beispielsweise aus einem elastischen bzw. offenporigen Vliesmaterial bestehen. Die Schleiforgane 3 sind hier alle gleichartig als in der Grundform rechteckige dünne einseitig mit Schleifwirkung versehene sogenannte Schleifleinen oder dergleichen ausgebildet.
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Gemäß 1 ist eine Arbeitsrichtung AR des Schleifklotzes 1 angedeutet, welche sich aus der Anbringung bzw. Orientierung der Schleiforgane 3 ableitet und für die Nutzung im Schleifbetrieb des Schleifklotzes 1 relevant ist, wonach in Arbeitsrichtung AR vorne liegende bzw. vorderseitige Flächenseiten aller Schleiforgane 3 mit einem abrasiven Schleifmaterial 5 versehen sind, beispielsweise mit einer Oberflächenkontur mit scharfkantiger Struktur z. B. als Beschichtung aus feinen harten Körnern auf einem leinenartigen Träger. Rückseitig weisen die Schleiforgane 3 keine Schleifwirkung bzw. kein abrasives Schleifmaterial auf.
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Die zu einer Längsachse des Schleifklotzes 1 parallel verlaufende Arbeitsrichtung AR entspricht einer Richtung, in welcher der Schleifklotz 1 im Schleif- bzw. Arbeitseinsatz in Richtung des zu bearbeitenden metallischen Werkstücks vorbeibewegbar ist. Dabei kommen sämtliche Schleiforgane 3 jeweils mit ihren in Arbeitsrichtung AR vorne liegende Flächenseiten mit dem abrasivem Schleifmaterial 5 in Kontakt mit dem zu bearbeitenden profilförmigen oder flachen metallischen Werkstück.
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In Arbeitsrichtung AR des Schleifklotzes 1 ist die Dicke B1 bzw. das jeweilige Maß aller Zwischenlagen 4 gleich und beträgt hier in etwa das dreifache der Dicke B2 eines Schleiforgans 3 in Arbeitsrichtung AR betrachtet, wobei gemäß 3 sämtliche Schleiforgane 3 untereinander die gleiche Dicke B2 aufweisen. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis B1 zu B2 zwischen 1 und 20 liegt.
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Zur Bestimmung der Breite B1 wird auf eine Stelle R am oberen umlaufenden Rand der Basis 2 Bezug genommen, dort wo die Schleiforgane 3 und Zwischenlagen 4 an der Basis 2 bzw. einer darin nach oben offenen Ausnehmung austreten. In den schematisierten Figuren ist die Breite B1 und B2 in 4 lediglich der besseren Darstellbarkeit wegen an der Oberseite 9 dargestellt.
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Wie insbesondere 4 verdeutlicht, ist bei dem Schleifklotz 1 jedes Schleiforgan 3 zweilagig bzw. durch genau zwei untereinander separate Schleifelementlagen 6 und 7 gebildet. Alle Schleifelementlagen 6 und 7 sind hier identisch, können aber untereinander auch unterschiedlich sein, und in der Art eines Schleifleinens ausgebildet, wobei alle Schleifelementlagen 6, 7 aller Schleiforgane 3 auf der gleichen Flächenseite bzw. in Arbeitsrichtung AR vorderseitig mit abrasivem Schleifmaterial 5 und rückseitig ohne abrasives Schleifmaterial ausgebildet sind.
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Sämtliche Zwischenlagen 4 sind auf einer zu einer Unterseite 8 des Schleifklotzes 1 gegenüberliegenden Oberseite 9 des Schleifklotzes 1 mit einer regelmäßig ausgestalteten Kontur 10 im vertikalen Schnitt gemäß 5 in der Art eines Zahnprofils versehen.
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Das Zahnprofil weist von der Oberseite 9 zur Basis 2 sich erstreckende schräg zusammenlaufende Vertiefungen 11 und dazwischen liegende oben abgeflachte Erhöhungen auf. Die Erhöhungen aller Zwischenlagen 4 liegen einheitlich mit ihrer jeweiligen flachen oberen Seiten in einer gemeinsamen Ebene gemäß der Oberseite 9 mit den miteinander fluchtenden oberen freien Rändern sämtlicher Schleiforgane 3 bzw. deren Schleifelementlagen 6, 7.
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Die Höhe H des Schleifklotzes 1 zwischen der Unterseite 8 und der Oberseite 9 beträgt im Neuzustand ca. 67 mm, wobei ein typisches Abmaß der Höhe H allgemein zwischen ca. 30 und 90 Millimeter beträgt. Die jeweilige Höhe H eines Schleifklotzes wird bei gleicher Basis 2 durch die jeweilige Höhe der Schleiforgane und der Zwischenlagen eingerichtet.
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Eine typische Breite B4 der Basis 2 eines Schleifklotzes 1 mit unten seitlich vorstehenden Stegen 2a quer zur Arbeitsrichtung AR liegt zwischen ca. 33 und 88 Millimeter. Die Breite der dargestellten Basis 2 des Schleifklotzes 1 hat eine Breite B4 von ca. 65 Millimeter.
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Die einheitliche Breite B3 der Schleiforgane 3 und der Zwischenlagen 4 quer zur Arbeitsrichtung AR liegt im Bereich zwischen 25 und 80 Millimeter, in den Beispielen gemäß der 1 bis 11 beträgt diese insbesondere ca. 50 Millimeter.
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Eine Länge L des Schleifklotzes in Arbeitsrichtung AR beträgt typischerweise zwischen 50 und 80 Millimeter insbesondere bevorzugt ca. 65 Millimeter.
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Des Weiteren ist vorteilhafterweise insbesondere jede Schleifelementlage 6 und 7 durch mehrere parallel zur Höhenerstreckung verlaufende unterbrochene sehr feine bzw. dünne Schlitze S oder linienförmige Perforierungen ausgebildet. Damit kann im Betrieb ein besonders effektiver Anlagekontakt der Vorderseiten der Schleifelementlagen 6, 7 an unterschiedlich orientierten und/oder vertieften bzw. zurückversetzten Oberflächenbereichen am zu bearbeitenden Werkstück erreicht werden. Hierfür ist es außerdem vorteilhaft, dass aufgrund der Kontur 10 mit den Vertiefungen 11 am oberen Rand der Zwischenlagen 4 die freien geschlitzten Ränder der Schleifelementlagen 6 und 7 besser umbiegen können, was über die Breite quer zur Arbeitsrichtung AR individuell gemäß der Breite der zwischen parallelen Schlitzen 12 liegenden Streifenabschnitten verbessert möglich ist, und somit umfassend an der gesamten Werkstückoberfläche in Schleifkontakt gelangen können, auch wenn die Werkstückoberfläche stark konturiert ist. Durch die Vertiefungen 11 an jeder Zwischenlage 4 können sämtlichen streifenförmigen Abschnitte der freien Ränder der Schleifelementlagen 6, 7 aller Schleiforgane 3 im Schleifbetrieb bei einer Bewegung des Schleifklotzes 1 in Arbeitsrichtung AR gegenüber dem Werkstück, gemäß der Pfeile P1 etwas zurückweichen, was für das vorderste Schleiforgan 3 in 2 angedeutet ist, und damit besser in Vertiefungen reichen bzw. an Kantenbereichen abschleifend am Werkstück vorbeigeführt werden.
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Grundsätzlich ist es nicht ausgeschlossen, dass abweichend zum Schleifklotz 1 gemäß der 1 bis 5 ein oder mehrere bzw. ggf. alle Schleiforgane 3 genau eine und/oder mehr als zwei Schleifelementlagen aufweisen, wobei zwischen Schleiforganen 3 eine Zwischenlage 4 ausgebildet ist.
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Eine Zwischenlage 4 kann aus einem Material gebildet sein, welches als Standardware bzw. Standardvlies bereitgestellt ist und z. B. eine Materialdicke von ca. 5 Millimetern aufweist, so dass je nach gewünschter Dicke der Zwischenlage in Arbeitsrichtung AR am fertigen Schleifklotz eine Lage oder mehrere Lagen der Standardware hintereinander geschichtet verwendbar ist. Damit lassen sich dann zur Beabstandung von zwei Schleiforganen z. B. Zwischenlagen mit einer Dicke von 5, 10, 15 oder mehr Millimetern einrichten, wenn genau eine, zwei drei oder mehr parallele vertikale Lagen der Standardware zum Einsatz kommen.
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Die Dicke einer einzelnen Schleifelementlage 6 bzw. 7, also das Abmaß in Arbeitsrichtung AR betrachtet, beträgt in der Regel ca. einen Millimeter.
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Des Weiteren ist im Bereich der Basis 2 an einem in Arbeitsrichtung AR mittleren Bereich eine Bohrung 12 mit einem Innengewinde vorgesehen, so dass mit geeigneten Schraubmitteln der Schleifklotz 1 bzw. dessen Basis 2 unterseitig an einer Fördereinrichtung lösbar aber fest anbringbar ist.
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Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform einer Bearbeitungsvorrichtung, die als Schleifklotz 13 ausgestaltet ist, zeigen die 6 bis 10. Der Schleifklotz 13 ist entsprechend den Grundmaßen L, B3 und B4 des Schleifklotzes 1 mit einer zur Basis 2 gemäß der 1 bis 5 identischen Basis 2 ausgestaltet. An der Basis 2 des Schleifklotzes 13 sind neben einem hinteren zweilagigen Schleiforgan 14a sechs untereinander übereinstimmende einlagige Schleiforgane 14 aufgenommen, welche durch Zwischenlagen 15 voneinander beabstandet sind. Die Zwischenlagen 15 sind hier ebenfalls einheitlich aus jeweils zwei Lagen Vliesmaterial 18 aufgebaut.
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Alle Schleiforgane 14 sind jeweils aus genau einer mit einem Schleifmaterial 17 beschichteten Schleifelementlage 16 gebildet, wobei das in Arbeitsrichtung AR hintere Schleiforgan 14a genau zwei Schleifelementlagen 16 umfasst. Die Rückseite des Schleifklotzes 13 wird durch genau eine Lage Vliesmaterial 18 gebildet.
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Des Weiteren ist es bei dem Schleifklotz 13 vorteilhafterweise so ausgebildet, dass sämtliche freien Ränder 23 der Schleiforgane 14 und 14a auf der Oberseite mit einem vorgegebenen Maß Ü einheitlich über einen freien oberen Rand 24 sämtlicher gleich hoher Zwischenlagen 15 bzw. Vliesmateriallagen überstehend ausgebildet ist. Das Maß Ü des Überstandes beträgt wenige Millimeter, beispielsweise ca. 5 mm im neuen Zustand des Schleifklotzes 13.
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11 zeigt schematisiert einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtungsaufnahme, die als Riemen 19 ausgebildet ist, welcher als Fördereinrichtung einer nicht weiter dargestellten Bearbeitungseinrichtung zur Bearbeitung von metallischen Werkstücken W mit am Riemen 19 aufnehmbaren untereinender gleichartigen Schleifklötzen 1 gemäß der 1 bis 5 dient. Von den am Riemen 19 im Schleifbetrieb aufgenommenen Schleifklötzen sind lediglich ein daran fest angebrachter Schleifklotz 1a und ein zum Riemen 19 positionsrichtig orientierter nach außen versetzter Schleifklotz 1b gezeigt.
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Der Riemen 19 weist rückseitig eine dreifache Keilform auf, welche auf eine Form von Keilscheiben (nicht gezeigt) abgestimmt ist, an denen der Riemen 19 umschlingend aufgenommen ist und über einen Antrieb in Umlaufrichtung UR antreibbar ist. Unterhalb des Riemens 19 ist ausschnittsweise eine flache ebene Werkstückauflage 20 vorhanden. Auf der Werkstückauflage 20 aufliegend festgehalten wird ein beispielhaft dargestelltes flaches metallisches Werkstück W in Durchführrichtung DR am umlaufend angetriebenen Riemen 19 vorbeigefördert, um Oberflächen des Werkstücks W durch Schleifkontakt durch Einwirken der linear vorbeibewegbaren Schleifklötze 1a, 1b abzuschleifen. Hierfür sind außen am Riemen 19 über dessen gesamte Länge eine Mehrzahl von Schleifklötzen 1a, 1b ohne Abstand hintereinander und fluchtend zueinander in einer geschlossenen Reihe über Schrauben 21 fixiert, die durch eine jeweilige Bohrung 22 im Riemen 19 in die Bohrungen 12 mit Innengewinde an dem jeweiligen Schleifklotz 1a, 1b einschraubbar sind.
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Zum Abschleifen des Werkstücks W läuft der Riemen 19 mit den Schleifklötzen 1a, 1b und weiteren Schleifklötzen angetrieben in Umlaufrichtung UR, welche mit der Arbeitsrichtung AR der Schleifklötze 1 übereinstimmt, und wirkt mit den Schleiforganen 3 auf die Außenoberflächen samt Kantenbereichen und vertieften Bereichen am Werkstück W ein. Die Werkstückauflage 20 mit ihrer Oberseite wird so relativ zum oberhalb umlaufenden Riemen 19 mit den Schleifklötzen 1 positioniert, dass die Oberseiten der am Riemen fixierten Schleifklötze 1a, 1b geringfügig beabstandet sind zur Oberseite der Werkstückauflage 20. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. mit den vorgeschlagenen Schleifklötzen 1 werden neben flachen Oberflächen auch Vertiefungen und Hinterschneidungen am Werkstück W von den Schleiforganen 3 vollflächig erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schleifklotz
- 1a, 1b
- Schleifklotz
- 2
- Basis
- 2a
- Steg
- 3
- Schleiforgan
- 4
- Zwischenlage
- 5
- Schleifmaterial
- 6
- Schleifelementlage
- 7
- Schleifelementlage
- 8
- Unterseite
- 9
- Oberseite
- 10
- Kontur
- 11
- Vertiefung
- 12
- Bohrung
- 13
- Schleifklotz
- 14, 14a
- Schleiforgan
- 15
- Zwischenlage
- 16
- Schleifelementlage
- 17
- Schleifmaterial
- 18
- Vliesmaterial
- 19
- Riemen
- 20
- Werkstückauflage
- 21
- Schraube
- 22
- Bohrung
- 23
- Rand
- 24
- Rand