Staubabsaugung

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absaugungsvorrichtung für eine SchleifVorrichtung, bevorzugt

BandschleifVorrichtung, insbesondere für eine

BreitbandschleifVorrichtung, zum optimierten Absaugen von bei einer Bearbeitung eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Holzersatzwerkstoffen, Kunststoff, Metall oder dergleichen besteht, anfallenden Partikeln. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Absaugung von bei einer Bearbeitung an einer SchleifVorrichtung anfallenden Partikeln sowie eine die erfindungsgemäße Absaugungsvorrichtung aufweisende

SchleifVorrichtung .

Die ( Staub- ) Absaugungsvorrichtung sowie das Verfahren der vorliegenden Erfindung kommen insbesondere im Bereich von Breitbandschleifmaschinen zum Einsatz, bevorzugt bei der Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken.

Stand der Technik

Im Stand der Technik sind bereits Vorrichtungen und Verfahren zum Absaugen von bei einer Bearbeitung, insbesondere spanenden Bearbeitung, anfallenden Partikeln bekannt. So ist aus der DE 42 32 830 eine Vorrichtung zum Entfernen von Schleifstaub an Werkstücken in SchleifVorrichtung bekannt, welche zum Entfernen von Schleifstaub von Werkstücken in SchleifVorrichtung, insbesondere in

BreitbandschleifVorrichtung, geeignet ist. Dazu ist eine DruckluftZuführung mit in oder entgegen der

Werkstücktransportrichtung der Schleifzone nachfolgend angeordneter Auslassöffnung ausgebildet. Der dabei abgeblasene Schleifstaub wird mit einer Absaugvorrichtung eingesaugt. Um unnötige Staubaufwirbelung zu minimieren, sind in dieser Vorrichtung mehrere ansteuerbare Blasvorrichtungen ausgebildet, welche je nach Größe des abzublasenden Werkstücks zugeschaltet werden.

Ferner ist in der DE 25 02 806 AI eine Entstaubungsvorrichtung für SchleifVorrichtung beschrieben, bei der neben dem aufwärts laufenden Trum des Schleifelements eine vertikal ausgerichtete von oben gespeiste LuftZuführung angebracht ist, welche unmittelbar neben einer Ansaugöffnung einer mit einer Saugvorrichtung verbundenen, den Schleifstaub abführenden Saugleitung die austretende Luft mit scharfem Strahl gegen das untere Ende des aufwärts laufenden Schleifelementtrums lenkt, und eine mit dem Schleifelement zusammenwirkende Abschirmung vorgesehen ist, die den Luftzutritt zum Ansaugöffnungsbereich im Wesentlichen auf die LuftZuführung beschränkt.

Obwohl sich bekannte Absaugvorrichtungen in der Praxis bewährt haben, werden die Anforderungen an derartige Vorrichtungen immer größer. Insbesondere gewinnen Wartungsaufwand, Materialeinsatz und Bearbeitungsqualität stetig an Bedeutung, sodass insbesondere ein Bedarf an energieeffizienten und in ihrer Absaugleistung gesteigerten Absaugvorrichtungen besteht.

Gegenstand der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Absaugvorrichtung für eine SchleifVorrichtung, ein Verfahren zum Absaugen von während einer Bearbeitung an einer SchleifVorrichtung anfallenden Partikeln sowie eine die erfindungsgemäße Absaugvorrichtung aufweisende

SchleifVorrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, unter geringem Energie- und Materialeinsatz eine hohe Absaugleistung von Partikeln und damit verbunden hohe Bearbeitungsqualität zu erzielen. Hierbei soll insbesondere die Absaugleistung in Bezug auf Partikel, die in einer Grenzschicht des Schleifelememnts gefangen sind, verbessert werden .

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Absaugvorrichtung nach Anspruch 1, eine SchleifVorrichtung nach Anspruch 11 sowie ein Verfahren nach Anspruch 15. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben, wobei der Gegenstand der die Vorrichtung (en) betreffenden abhängigen Ansprüche im Rahmen des Verfahrens sowie der Bearbeitungsvorrichtung zum Einsatz kommen kann, und umgekehrt .

Einer der Gedanken der vorliegenden Erfindung ist es, eine Absaugvorrichtung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, die in der Lage ist/sind, die Grenzschicht eines Schleifelements , die sich durch die Laufbewegung, insbesondere Umlaufbewegung, des Schleifelements ergibt, aufzubrechen oder bevorzugt zu eliminieren. Hierdurch sollen Partikel, die in der Grenzschicht gefangen sind, gelöst und absaugbar gemacht werden .

Mittels der vorgeschlagenen Absaugvorrichtung bzw. dem vorgeschlagenen Verfahren ist es möglich, die Grenzschicht eines Schleifelements während des Betriebs des Schleifelements aufzubrechen oder gar vollständig zu eliminieren, was es wiederum ermöglicht, Partikel, die in der Grenzschicht sozusagen gefangen sind, zu lösen. D.h., es den Partikeln zu ermöglichen, aus der Grenzschicht auszubrechen. Auf diese Weise kann die Effizienz der Absaugvorrichtung verbessert werden, ohne die Saugleistung der

Absaugvorrichtung steigern zu müssen. Ferner kann dadurch das Zerspanergebnis ( Schleifergebnis ) verbessert werden, da das Schleifelement besser gereinigt werden kann. Durch ein gut gereinigtes Schleifelement kann die SchleifVorrichtung ein gleichmäßigeres und besseres Oberflächenergebnis erzielen. Des Weiteren kann dadurch die Standzeit des Schleifelements erhöht werden, was positiv zu geringeren Fertigungskosten und Instandhaltungskosten beiträgt. Zusätzlich kann dadurch die Innenraumentstaubung der SchleifVorrichtung verbessert werden, was vorteilhaft zur Reduktion von Verschleiß von Komponenten der SchleifVorrichtung beiträgt und den Reinigungsaufwand minimiert.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Absaugvorrichtung für eine ein Schleifelement aufweisende SchleifVorrichtung, insbesondere für eine Band- oder BreitbandschleifVorrichtung, zum Absaugen von bei einer Bearbeitung eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Holzersatzwerkstoffen, Kunststoff, Metall oder dergleichen besteht, anfallenden Partikeln, auf: zumindest einen von Absaugluft durchströmbaren Absaugkanal, und eine im Bereich des Absaugkanals angeordnete erste Manipulationseinrichtung, die beispielsweise in Form eines Strömungskörpers ausgebildet sein kann. Hierbei ist die erste Manipulationseinrichtung dazu eingerichtet, auf eine Grenzschicht eines Schleifelements einer SchleifVorrichtung, einzuwirken, insbesondere in die Grenzschicht einzugreifen. Hierbei kann das Eingreifen in die Grenzschicht direkt oder indirekt erfolgen .

Eine Grenzschicht im Sinne der vorliegenden Erfindung bezieht sich beispielsweise auf eine laminare und/oder turbulente Luftschicht, die sich an einem Schleifelements ausbildet, wenn sich das Schleifelement in Laufbewegung befindet. Diese Grenzschicht entsteht insbesondere dadurch, dass das Schleifelement , insbesondere Endlosschleifband, mit einer hohen Schnittgeschwindigkeit ( Schleifbandumlauf- geschwindigkeit ) betrieben wird, die in der Regel zwischen 0,5 ms ^-1 bis 30 ms ^-1 liegt, bei Hochleistungsanwendungen kann diese jedoch auch deutlich höher liegen. Wie in Fig. veranschaulicht, bildet sich um das umlaufende Schleifelement eine Luftschicht. Diese Luftschicht kann sowohl laminar als auch turbulent sein. Dieser Effekt wird Grenzschichtphänomen oder „boundary layer effect" genannt. Diese Luftschicht (Grenzschicht) verhindert ein „Ausbrechen" von Partikeln aus der Schleifelementoberflache, wodurch die Reinigung des Schleifelements erschwert wird. Bei den Partikeln kann es sich unter anderem um Schleifspäne und Abrieb des Schleifelements handeln.

Des Weiteren bezieht sich im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Manipulationseinrichtung, insbesondere eine

Grenzschicht-Manipulationseinrichtung (im nachfolgenden wird zur Vereinfachung lediglich von einer

Manipulationseinrichtung gesprochen) , auf eine Einrichtung, die dazu eingerichtet ist, die an dem Schleifband anhaftende Grenzschicht zu manipulieren. Mit anderen Worten, die Grenzschicht zu beeinflussen. Hierzu kann die

Manipulationseinrichtung direkt oder indirekt auf die Grenzschicht einwirken. Die Manipulationseinrichtung kann beispielsweise zur direkten Beeinflussung der Grenzschicht in Form eines Strömungskörpers ausgebildet sein, der in die Grenzschicht eingreift. Anderseits besteht auch die Möglichkeit, ein „Air-Knife" als Manipulationseinrichtung vorzusehen .

Ferner ist im Sinne der vorliegenden Erfindung unter direktem oder indirektem Einwirken auf die Grenzschicht zu verstehen, dass anhand eines Mittels (der Manipulationseinrichtung) Einfluss auf die Ausbildung oder Form der Grenzschicht genommen wird, um diese zu schwächen, aufzubrechen oder gegebenenfalls zu eliminieren.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Manipulationseinrichtung bewegbar, insbesondere schwenkbar, im Bereich des Absaugkanals angeordnet, wobei die erste Manipulationseinrichtung bevorzugt derart bewegbar ist, dass sich ein Ende der ersten Manipulationseinrichtung, das der Grenzschicht zugewandt ist, der Grenzschicht nähert oder sich von dieser entfernt. Hierbei ist unter im Bereich des Absaugkanals im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass die erste Manipulationseinrichtung in einem Strömungsbereich der durch die Absaugvorrichtung angesaugten Luft, insbesondere eines angesaugten Partikelstroms, angeordnet ist, wobei der Partikelstrom insbesondere aus der Grenzschicht gelöste Partikel umfasst.

Hiermit ist auf einfache Weise möglich, die Einwirkung der Manipulationseinrichtung auf die Grenzschicht des Schleifelements zu verändern, insbesondere veränderten Rahmenbedingungen anzupassen. Unter geänderten

Rahmenbedingungen ist hierbei zu verstehen, dass das Material des zu bearbeitenden Werkstücks, z.B. von Weichholz auf Hartholz, der Schleifelementtyp, die Schleifelementkörnung, die Umfangs-geschwindigkeit des Schleifelements , die Anpresskraft des Schleifelements auf das zu bearbeitende Werkstück und der gleichen geändert wurde. Entsprechend den geänderten Rahmenbedingungen verändern sich die

Ausbildungsform der Grenzschicht und das

Spanbildungsverhalten, entsprechend ist die Bereitstellung einer Anpassungsmöglichkeit der Einwirkung der

Manipulationseinrichtung auf die Grenzschicht vorteilhaft, insbesondere in Hinblick auf eine ausreichende Schwächung der Grenzschicht und der damit verbundenen Effizienzsteigerung der Absaugeinrichtung.

Ferner ist es bevorzugt, wenn die Absaugvorrichtung zusätzlich eine zweite Manipulationseinrichtung aufweist, die bewegbar, insbesondere schwenkbar, in dem Absaugkanal angeordnet ist, wobei die zweite Manipulationseinrichtung bevorzugt derart bewegbar ist, dass sich ein Ende der zweiten Manipulationseinrichtung, das der Grenzschicht zugewandt ist, der Grenzschicht nähert oder sich von dieser entfernt. Das Vorsehen einer zweiten Manipulationseinrichtung bietet den Vorteil, dass falls gegebenenfalls anhand der ersten Manipulationseinrichtung ein vollständiges Aufbrechen bzw. Eliminieren der Grenzschicht nicht möglich sein sollte, dies durch die zweite Manipulationseinrichtung erfolgen kann. Ferner ist es anhand von zwei Manipulationseinrichtungen besser möglich, die durch die Absaugvorrichtung angesaugte Luft (Partikelstrom) , die mit den aus der Grenzschicht gelösten Partikeln vermischt ist, optimal in Richtung der Absaugvorrichtung zu führen.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Abdichtungsvorrichtung vorgesehen ist, die derart in dem Absaugkanal angeordnet ist, dass sie zumindest einen Teil eines Querschnitts des Absaugkanals verschließen kann, sodass keine Absaugluft durch diesen Teil des Querschnitts strömen kann .

Mittels der Abdichtungsvorrichtung ist es möglich, einen Querschnitt, insbesondere Ansaugquerschnitt, des Absaugkanals der Absaugvorrichtung zu verschließen, also die Größe des Querschnitts des Absaugkanals zu verringern. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, Bereiche des Querschnitts des Absaugkanals zu verschließen, die nicht notwendig sind, die durch die Absaugvorrichtung abgesaugte Luft (Partikelstrom) abzuführen. Auf diese Weise ist es möglich, die notwendige Leistung eines Absauggebläses zu reduzieren und damit Energiekosten einzusparen.

Ferner kann eine Blasluftvorrichtung vorgesehen sein, wobei die Blasluftvorrichtung eine Vielzahl von Düsen, die bevorzugt in der ersten und/oder der zweiten Manipulationseinrichtung, insbesondere in einem

Strömungskörper der jeweiligen Manipulationseinrichtung, vorgesehen ist, und Strömungskanäle, die die Düsen mit einem Fluid, insbesondere Druckluft, versorgen, aufweist. Hierbei ist es auch möglich, lediglich Bohrungen in der ersten und/oder zweiten Manipulationseinrichtung, insbesondere in dem Strömungskörper der jeweiligen Manipulationseinrichtung vorzusehen, aus denen jeweils ein Fluid (z.B. Blasluft) mit hoher Geschwindigkeit ausgelassen wird.

Anhand der Blasvorrichtung ist es möglich, die Einwirkung auf die Grenzschicht und somit das Aufbrechen bzw. das Eleminieren der Grenzschicht zu verbessern. Dies bietet im Umkehrschluss die Möglichkeit, einen Abstand zwischen den Manipulationseinrichtungen, insbesondere einem Ende der Manipulationseinrichtung, das dem Schleifelement zugewandt ist, und dem Schleifbad zu vergrößern, und dennoch eine ausreichende Einwirkung auf die Grenzschicht ausüben zu können. Auf diese Weise kann ein Risiko, dass das Schleifelement , insbesondere ein bereits länger genutztes und somit verschlissenes Schleifelement , mit den

Manipulationseinrichtungen in Kontakt kommt, verringert werden .

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Fluid ausgewählt aus der Gruppe: Luft, Luft die mit festen Partikeln und/oder flüssigen Partikeln und/oder Dampf versetzt ist, Luft die mit Trockeneis versetzt ist, C0 ₂ ~Schnee und de-ionisierter Luft. Hierbei handelt es sich bei den festen Partikel bevorzugt um Feststoffpartikel , insbesondere Holz- oder Metallspäne oder Verschnitt und bei den flüssigen Partikeln bevorzugt um Wasserpartikel.

Indem das Fluid der Blasvorrichtung mit Partikeln versetzt wird, kann die kinetische Energie (Impuls) des Fluids erhöht werden und somit die Wirkung der Blasvorrichtung, insbesondere die Einwirkung des ausgeblasenen Fluids auf die Grenzschicht, gesteigert werden.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die erste Manipulationseinrichtung und/oder die zweite Manipulationseinrichtung, insbesondere ein Strömungskörper der Manipulationseinrichtung, eine aerodynamische Form aufweist/aufweisen, und/oder die Oberfläche der ersten Manipulationseinrichtung und/oder der zweiten

Manipulationseinrichtung als eine Haifischhaut oder eine Oberfläche mit Dimples (Golfball) ausgebildet ist.

Damit können ein unnötig großer Luftwiderstand, welcher zu einer Erhöhung einer notwendigen Gebläseleistung der Absaugvorrichtung (Unterdruckvorrichtung) führen würde, und eine ungewünschte Geräuschentwicklung vermieden werden.

Ferner ist es bevorzugt, dass die beiden

Manipulationseinrichtungen so gegenüber der Grenzschicht ausrichtbar sind, dass zwei Absaugluftströme, insbesondere Absaugpartikelströme, erzeugbar sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Absaugvorrichtung einen oder mehrere Sensoren auf, um eine Position, insbesondere eine Winkelposition, der ersten Manipulationseinrichtung und/oder der zweiten Manipulationseinrichtung und/oder der

Abdichtungsvorrichtung zu erfassen.

Auf diese Weise ist es möglich, eine Position, Ausrichtung oder Winkelposition der einzelnen Manipulationseinrichtungen und/oder der Abdichtungsvorrichtung zu erfassen, womit eine genaue Positionierung, Ausrichtung und/oder Winkeleinstellung der jeweiligen Bauteile ermöglicht wird. Hierzu können die jeweiligen Bauteile jeweils über einen separaten Stellantrieb verfügen, der in der Lage ist, die Schwenkbewegung der Manipulationseinrichtungen und/oder Abdichtungsvorrichtung bevorzugt schrittweise auszuführen. Zur Realisierung der schrittweisen Schwenkbewegung ist es vorteilhaft wenn die Stellantriebe als Schrittmotor, Linearaktuator,

Spindelantrieb und dergleichen ausgebildet sind. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass die Absaugvorrichtung derart ausgebildet ist, in einem Umlenkbereich einer Spannrolle und oder einer Umlenkrolle des Schleifelements angeordnet zu werden, wobei insbesondere die erste Manipulationseinrichtung und/oder die zweite

Manipulationseinrichtung zumindest annähernd mit der

Spannrolle in Kontakt bringbar sind.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine SchleifVorrichtung zum Schleifen von Werkstücken, die bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Holzersatzwerkstoffen, Kunststoff, Metall oder dergleichen bestehen, aufweisend: zumindest ein Schleifelement, wobei das Schleifelement während eines SchleifVorgangs eine Grenzschicht aufweist, und die oben beschriebene Absaugvorrichtung .

Mittels der vorgeschlagenen SchleifVorrichtung ist es möglich, die Grenzschicht eines Schleifelements während des Betriebs der SchleifVorrichtung, insbesondere während eines SchleifVorgangs , aufzubrechen oder gar vollständig zu eliminieren, was es wiederum ermöglicht, Partikel, die in der Grenzschicht sozusagen gefangen sind, zu lösen. D.h., es den Partikeln zu ermöglichen aus der Grenzschicht auszubrechen. Auf diese Weise kann die Effizienz der Absaugvorrichtung verbessert werden, ohne die Saugleistung der

Absaugvorrichtung steigern zu müssen. Ferner kann hiermit das Zerspanergebnis ( Schleifergebnis ) verbessert werden, da das Schleifelement besser gereinigt werden kann. Durch ein gut gereinigtes Schleifelement kann die SchleifVorrichtung ein gleichmäßigeres und besseres Oberflächenergebnis erzielen.

Des Weiteren kann dadurch die Standzeit des Schleifelements erhöht werden, was positiv zu geringeren Fertigungskosten und Instandhaltungskosten beiträgt. Zusätzlich kann dadurch die Innenraumentstaubung der SchleifVorrichtung verbessert werden, was positiv hinsichtlich der Reduktion von Verschleiß von Komponenten der Schleif orrichtung ist und den Reinigungsaufwand minimiert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die SchleifVorrichtung ferner ein Schleifaggregat mit einer Spannrolle und/oder einer Umlenkrolle auf, wobei die Absaugeinrichtung in der Nähe, insbesondere in einem Umlenkbereich, der Spannrolle oder der Umlenkrolle des Schleifelements vorgesehen ist, und wobei insbesondere die erste Manipulationseinrichtung und/oder die zweite Manipulationseinrichtung so bewegbar, insbesondere schwenkbar, ist, dass sie mit der Spannrolle zumindest annähernd in Kontakt bringbar ist.

Auf diese Weise ist es möglich, die kinetische Energie (Trägheit) der Partikel, die in der Grenzschicht gefangen bzw. eingeschlossen sind, zu nutzen, um die Partikel aus der Grenzschicht zu lösen und/oder die Grenzschicht aufzubrechen oder zu eliminieren. Hierunter ist zu verstehen, dass das Trägheitsverhalten der Partikel, das beim Umlenken des Schleifelements an der Umlenkrolle oder der Spannrolle radial nach außen, also weg von der Umlenkrolle oder der Spannrolle wirkt, genutzt wird, um die Partikel aus der Grenzschicht zu lösen und/oder die Grenzsicht aufzubrechen oder zu eliminieren .

Ferner ist es bevorzugt, dass die Absaugeinrichtung und/oder das Schleifaggregat , insbesondere die Spannrolle, beweglich sind, um einen Abstand zwischen Absaugeinrichtung und Schleifaggregat , insbesondere zwischen der ersten Manipulationseinrichtung und/oder der zweiten

Manipulationseinrichtung und der Spannrolle, verkleinern oder vergrößern zu können.

Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, das Einwirken (den Einfluss) der Manipulationseinrichtung (en) auf die Grenzschicht des Schleifelements zu beeinflussen und somit die Wirkung der Manipulationseinrichtung (en) an veränderte Parameter, insbesondere Bearbeitungsparameter

(Bearbeitungsbedingungen) , anzupassen.

Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die SchleifVorrichtung eine Steuerungseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, zumindest eine Positionierung und/oder Ausrichtung und/oder Winkeleinstellung der ersten

Manipulationseinrichtung, der zweiten

Manipulationseinrichtung oder der Abdichtungsvorrichtung basierend auf zumindest einem Parameter ausgewählt aus der Gruppe: Schleifelementtyp, Schleifelementkörnung,

Umfangsgeschwindigkeit des Schleifelements , Material des zu bearbeitenden Werkstücks, Partikelgröße,

Absauggeschwindigkeit auszuführen .

Auf diese Weise ist es möglich, eine Anpassung der Positionierung und/oder Ausrichtung und/oder Winkelstellung der ersten Manipulationseinrichtung, der zweiten

Manipulationseinrichtung oder der Abdichtungsvorrichtung automatisch vorzunehmen. Konkreter, in der Steuerung sind optimale Einstellwerte (Position, Ausrichtung und/oder Winkelstellung) für verschiedene Bearbeitungsszenarien ( Schleifelementtyp, Schleifelementkörnung,

Umfangsgeschwindigkeit des Schleifelements , Material des zu bearbeitenden Werkstücks, Partikelgröße) hinterlegt und entsprechend der gewählten Bearbeitungsparameter ermittelt die Steuerung die optimalen Einstellwerte für die Manipulationseinrichtungen und/oder die

Abdichtungsvorrichtung .

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Absaugung von an einer SchleifVorrichtung anfallenden Partikeln, insbesondere bei einer Bearbeitung eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Holzersatzwerkstoffen, Kunststoff, Metall oder dergleichen besteht, bevorzugt unter Verwendung der oben beschriebenen Absaugvorrichtung, aufweisend die Schritte:

Erzeugen mindestens eines Absaugluftstroms in einem Absaugkanal zum Absaugen von zumindest an einem Schleifelement anhaftenden Partikeln,

Positionieren und/oder Ausrichten einer ersten Manipulationseinrichtung derart, dass die erste

Manipulationseinrichtung auf eine Grenzschicht des Schleifelements , einwirkt, insbesondere in die Grenzschicht eingreift .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt schematisch die Ausbildung einer

Grenzschicht bei einem umlaufenden Schleifelement ,

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer

SchleifVorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Bearbeitung im Gleichlauf erfolgt,

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer

SchleifVorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Bearbeitung im Gegenlauf erfolgt.

Fig. 4 zeigt die Ausführungsform der SchleifVorrichtung von Fig. 2, bei der das Schleifaggregat in Wechselposition ist .

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nachfolgend werden anhand der beigefügten Figuren bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen bestimmter Merkmale können jeweils einzeln miteinander kombiniert werden, um neue Ausführungsformen auszubilden .

In Fig. 1 ist schematisch die Ausbildung einer Grenzschicht G bei einem umlaufenden Schleifband 301 (Schleifelement) dargestellt. In dem gezeigten Veranschaulichungsbeispiel ist das Schleifband 301 über eine obere Umlenkrolle 302 und eine untere Umlenkrolle 303 vertikal aufgenommen, und wird im Uhrzeigersinn angetrieben.

Wie der Fig. 1 ferner entnommen werden kann, baut sich aufgrund von Reibung zwischen einer Schleifbandoberflache des Schleifbands 301 und der an der Schleifbandoberflache angrenzenden Luft eine Grenzschicht G auf. D.h., durch die Reibung wird von dem Schleifband 301 angrenzende Luft mitgerissen. In Fig. 2 ist ferner ersichtlich, dass die Dicke der Grenzschicht jeweils von einer Umlenkrolle 302, 303 zur anderen Umlenkrolle 302, 303 zunimmt. Wie ebenfalls in Fig. 1 angedeutet ist, nimmt die Dicke jedoch entlang des Umfangs der beiden Umlenkrollen 302, 303 wieder ab (wie an der oberen Umlenkrolle 302 gezeigt ist) . Die Dicke der Grenzschicht ist maßgeblich von der Umlaufgeschwindigkeit des Schleifbands 301 abhängig, je höher die Umlaufgeschwindigkeit ist, desto mächtiger bzw. dicker ist die Grenzschicht G, die sich am Schleifband 301, insbesondere zwischen einer

Schleifbandoberfläche und der angrenzenden Luft, ausbildet. Die Dicke der Grenzschicht ist ferner von der Beschaffenheit des Schleifbands 301 abhängig, wie z.B. der Rauheit des Schleifbands 301.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer Bandschleifvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der die Bearbeitung im Gleichlauf erfolgt. Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, weist die BandschleifVorrichtung 100 ( SchleifVorrichtung) eine Absaugvorrichtung 1 und ein Schleifaggregat 110 auf. Das Schleifaggregat 110 weist eine Umlenkrolle auf, die in vorliegender Ausführungsform beispielhaft als Spannrolle 112 ausgeführt ist und zum Spannen eines Schleifbands 111 dient. Ferner weist das Schleifband 111 einen Schleifbereich 113 auf, der dazu eingerichtet ist, mit einem Werkstück W in Kontakt zu kommen, um eine Schleifbearbeitung an dem Werkstück W auszuführen. Typischerweise werden Schleifaggregate vertikal über einer Fördervorrichtung 200, die zur Förderung der zu bearbeitenden Werkstücke W vorgesehen ist, angeordnet, und die Schleifaggregate bevorzugt so ausgebildet sind, dass sie vertikal bewegbar sind, also zu dem zu bearbeitenden Werkstück W zustellbar sind.

Die dargestellte Absaugvorrichtung 1 weist eine Absaughaube auf, in der der Absaugkanal 2 ausgebildet ist. Wie der Fig. 2 ebenfalls entnommen werden kann, ist die Absaughaube so gestaltet, dass sie die Spannrolle 112 nach oben hin vollständig umgreift, womit ein Absaugluftstrom gebildet werden kann, der die Spannrolle 112 vollständig abdecken kann. Zur Erzeugung des Absaugluftstroms kann die Absaugvorrichtung 1 eine Unterdruckvorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen oder mit einer externen Unterdruckvorrichtung, die beispielsweise Bestandteil einer zentralen Absauganlage für anfallende Partikel (Späne) ist, verbunden sein.

Wie der Fig. 2 weiter entnommen werden kann, weist die Absaugvorrichtung 1 eine erste Manipulationseinrichtung 3 und einen zweite Manipulationseinrichtung 4 auf, die beide in dem in der Absaughaube vorgesehenen Absaugkanal 2 angeordnet sind. Die beiden Manipulationseinrichtungen 3, 4, insbesondere Strömungskörper der Manipulationseinrichtungen 3, 4 weisen im Querschnitt eine strömungsoptimierte Form, insbesondere eine Flügelform, auf und sind in ihrer Längserstreckung parallel zueinander und parallel zur Längserstreckung der Spannrolle 112 des Schleifaggregates 110 ausgerichtet. Auf diese Weise kann durch ein Schwenken der beiden Manipulationseinrichtungen 3, 4 jeweils ein Abstand A zwischen einem der Spannrolle 112 zugewandten Ende der Manipulationseinrichtungen 3, 4 und der Spannrolle 112 verändert werden. Hierdurch kann ferner eine relative Winkelposition zwischen den beiden Manipulationseinrichtungen 3, 4 und der Spannrolle 112 bzw. dem auf der Spannrolle 112 umlaufenden Schleifband 111 verändert werden.

In der Fig. 2 ist ferner die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Grenzschicht G eingezeichnet, die durch die Laufbewegung des Schleifbands 111 während des Betriebs des Schleifaggregates 110 entsteht. Wie der Fig. 2 weiter entnommen werden kann, sind die beiden

Manipulationseinrichtungen 3, 4 so ausgerichtet, insbesondere in Bezug auf das auf der Spannrolle 112 umlaufende Schleifband 111, dass sie auf die Grenzsicht G einwirken. Im Detail, sind beide Manipulationseinrichtungen 3, 4 so im Absaugkanal 2 angeordnet und so in Bezug auf das Schleifband 112 ausgerichtet, dass eine Symmetrielinie S der beiden Manipulationseinrichtungen 3, 4 im Wesentlichen tangential zu dem umlaufenen Schleifband 111 ausgerichtet ist. Die Symmetrielinien S läuft durch den Drehpunkt der Manipulationseinrichtungen 3, 4 und liegt in einer Ebene die senkrecht zur Längserstreckung der Spannrolle 112 ist.

Da es sich bei der Spannrolle 112 um eine obere Umlenkrolle des Schleifaggregates 110 handelt, und im unteren Bereich des Schleifaggregates 110 beispielsweise zwei Umlenkrollen (Längsaggregat mit Kalibrierwalze) , vorhanden sein können, spannt das Schleifband 111 im Querschnitt ein Trapez auf, das sich nach unten erweitert. Das Schleifband würde ebenfalls ein sich nach unten erweiterndes Trapez aufspannen, wenn es sich um ein Schleifaggregat 110 mit Kontaktwalze handeln würde, da in diesem Fall wie in Fig. 1 dargestellt ist, die Kontaktwalze (untere Walze) einen größeren Durchmesser aufweist wie die Spannwalze.

Wie der Fig. 2 weiter entnommen werden kann, läuft das Schleifband 111 im Uhrzeigersinn um, es erfolgt also ein Schleifen des Werkstücks W, welches durch die Fördereinrichtung 200 in Fig. 2 von rechts nach links befördert wird, im Gleichlauf. Entsprechend bewegt sich das Schleifband 111 auf der linken Seite der Spannrolle 112 nach oben und auf der rechten Seite der Spannrolle 112 nach unten. Auf diese Weise werden Partikel, insbesondere beim Schleif organg entstehende Späne, vom Schleifbereich 113 nach oben in Richtung der Spannrolle 112 befördert, insbesondere durch die Grenzschicht G mitgerissen. Aufgrund der Trägheit der Partikel werden diese durch die Umlenkung des Schleifbands 111 an der Spannrolle 112 in Richtung nach oben, d.h., in Richtung Absaugkanal 2 vom Schleifband getrennt. Somit ist es möglich, die kinetische Energie der Partikel zu nutzen, um die Absaugeffizienz der Absaugvorrichtung 1 zu verbessern.

Aufgrund der Grenzschicht G werden jedoch bei bekannten Absaugvorrichtungen 1 viele Partikel in der Grenzschicht G gebunden und an einem Losbrechen vom Schleifband 111 gehindert. Mit anderen Worten, die Trägheitskraft der Partikel, die beim Umlenken des Schleifbands 111 in einer Richtung radial nach außen, also weg vom Schleifband 111, wirkt, ist nicht ausreichend, um die Partikel von der Grenzschicht G loszulösen.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist jedoch die erste

Manipulationseinrichtung 3 so angeordnet und ausgerichtet, dass sie auf die Grenzschicht G einwirkt. In anderen Worten, das Strömungsverhalten der Grenzschicht G beeinflusst, insbesondere so beeinflusst, dass die Grenzschicht G aufgebrochen oder ganz eliminiert wird. Hierzu kann die erste Manipulationseinrichtung 3 so angeordnet und ausgerichtet sein, dass das dem Schleifband 111 zugewandte Ende der ersten Manipulationseinrichtung 3 einen ausreichend geringen Abstand zu der Schleifbandoberfläche aufweist, sodass es in die Grenzschicht G zumindest teilweise eintaucht. Durch das Eintauchen der ersten Manipulationseinrichtung 3 in die Grenzschicht G wird diese, wie in Fig. 2 angedeutet ist, aufgebrochen und in zwei Absaugluftströme 2a, 2b aufgeteilt. Der erste Absaugluftstrom 2a strömt in Fig. 2 links an der ersten Manipulationseinrichtung 3 vorbei nach oben und der zweite Absaugluftstrom 2b strömt in Fig. 2 rechts an der ersten Manipulationseinrichtung 3 vorbei nach oben. Hierbei vermischt sich die aufgebrochene Grenzschicht G mit der durch die Absaugvorrichtung 1 angesaugten Umgebungsluft des Schleifaggregates 110, womit die in der Grenzschicht G gebundenen Partikel gelöst und abgesaugt werden können.

Entsprechend wird gemäß der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die kinetische Energie der Partikel, die in der Grenzschicht G gebunden sind, genutzt, um diese von der Grenzschicht G zu lösen. D.h., die in der Grenzschicht G gebundenen Partikel treffen mit ihrer kinetischen Energie, die an einer Auftrittssteile an der ersten Manipulationseinrichtung 3, in etwa nach oben wirkt, auf die erste Manipulationseinrichtung 3 auf, wodurch sie abgelenkt werden können. Hierbei werden insbesondere die Partikel, die nach links in den ersten Absaugluftstrom 2a abgelenkt werden, aus der Grenzschicht G gelöst, wodurch die Effizienz der Absaugvorrichtung 1 verbessert werden kann.

Da jedoch der Fall auftreten kann, dass durch die erste Manipulationseinrichtung 3 die Grenzschicht G nicht vollständig aufgebrochen bzw. eliminiert werden kann, weist die gezeigte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine zweite Manipulationseinrichtung 4 auf, die in Umlaufrichtung hinter der ersten Manipulationseinrichtung 3 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die zweite Manipulationseinrichtung 4 eine gegebenenfalls verbleibende Grenzschicht G vollständig aufbrechen und eliminieren. Ferner dient die zweite Manipulationseinrichtung 4 dazu, den zweiten Absaugluftstrom 2b nach oben in Richtung Absaugung zu führen.

Wie der Fig. 2 ebenfalls entnommen werden kann, ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen den Manipulationseinrichtungen 3, 4 und der Schleifbandoberflache bei der zweiten Manipulationseinrichtung 4 geringer ist als beim der ersten Manipulationseinrichtung, da davon ausgegangen werden kann, dass die Dicke der Grenzschicht G im Bereich der zweiten Manipulationseinrichtung 4 wesentlich geringer ist.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Abdichtungsvorrichtung 5 vorgesehen, die dazu dient, den in Umlaufrichtung hinter der zweiten Manipulationseinrichtung 4 liegenden Absaugkanal 2 abzudichten bzw. zu verschließen, um die Saugleistung der Absaugvorrichtung 1 in dem Bereich zu steigern, in dem sie benötigt wird, nämlich in dem Bereich des Absaugkanals 2, in dem die beiden Absaugluftströme 2a, 2b strömen.

Ferner ist die gezeigte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vorteilhafterweise mit einer Blasluftvorrichtung ausgestattet (in den Figuren nicht im Detail gezeigt) . Die Blasluftvorrichtung weist eine Vielzahl von Düsen auf, die jeweils an den beiden Manipulationseinrichtungen 3, 4 vorgesehen sind, insbesondere an dem jeweiligen Ende der Manipulationseinrichtung 3, 4, das dem Schleifband 111 zugewandt ist.

Hierbei ist es wie dargestellt insbesondere vorteilhaft, wenn die Düsen so in der Spitze der Manipulationseinrichtung 3, 4, insbesondere des Strömungskörpers der

Manipulationseinrichtung 3, 4, vorgesehen sind, dass eine Blasrichtung der Düsen parallel zu der Symmetrielinie S der Manipulationseinrichtungen 3, 4 verläuft.

Mittels Blasluft (Fluid) , die durch die Düsen in Richtung des Schleifbands 111, insbesondere der Grenzschicht G, geblasen werden kann, ist es möglich, den Effekt des Aufbrechens der Grenzschicht G zu verstärken. Ferner bietet das Vorsehen der Blasvorrichtung den Vorteil, dass die Manipulationseinrichtungen 3, 4 weiter von dem Schleifband 111 beabstandet sein können, und trotzdem eine ausreichende Einwirkung auf die Grenzschicht G erzielt werden kann. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Schleifband 111 bereits einen fortgeschrittenen Verschleißzustand aufweist und gegebenenfalls nicht mehr so ruhig umläuft. In anderen Worten, aufgrund des größeren Abstands zwischen den Manipulationseinrichtungen 3, 4 und dem Schleifband 111 ist es unwahrscheinlicher, dass das Schleifband 3, 4 mit den Manipulationseinrichtungen 3, 4 in Berührung kommt.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Absaugvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung wie in Fig. 2 dargestellt, die der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform entspricht, lediglich mit dem Unterschied, dass das Schleifen im Gegenlauf durchgeführt wird. Entsprechend wird das Schleifband 111 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben. Aufgrund des Betriebs im Gegenuhrzeigersinn ist es notwendig, die

Manipulationseinrichtungen 3, 4 sowie die

Abdichtungsvorrichtung 5 in ihrer Anordnung und Ausrichtung anzupassen .

Hierzu ist es vorteilhaft, dass es sich bei der oberen Umlenkrolle um eine Spannrolle 112 handelt. Auf diese Weise ist es einfach möglich, die Spannrolle 112 gegenüber den Manipulationseinrichtungen 3, 4 abzusenken und somit Freiraum für die Manipulationseinrichtungen 3, 4 zu schaffen, sodass diese von einer linkseitigen Positionierung in Bezug auf die Spannrolle 112 auf eine rechtsseitige Positionierung geschwenkt werden können. Diesbezüglich ist es auch denkbar, dass die Absaugvorrichtung 1, insbesondere die Absaughaube nach oben bewegbar ausgebildet ist.

In Fig. 4 ist ein Zustand der BandschleifVorrichtung 1 dargestellt, in der die Spannrolle 112 abgesenkt wurde und/oder die Absaugvorrichtung 1 angehoben wurde. Entsprechend ist der Abstand zwischen den Manipulationseinrichtungen 3, 4 und der Spannrolle 112 soweit vergrößert, dass ein freies Schwenken der

Manipulationseinrichtungen 3, 4 von links von der Spannrolle 112 nach rechts von der Spannrolle 112 und umgekehrt möglich ist. D.h., um die gezeigte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einem Gegenlaufschleifen in ein Gleichlaufschleifen umrüsten zu können ist es notwendig, den Abstand zwischen den beiden Manipulationseinrichtungen 3, 4 und der Spannrolle 112 vergrößern zu können.