技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于磨削设备、优选带式磨削设备、尤其用于宽带式磨削设备的抽吸设备，以用于优化抽吸在
工件加工期间产生的颗粒，该工件优选地至少部分由木材、复合木材材料、木材替代材料、塑料、金属或类似物组成。此外，本发明涉及一种用于抽吸在磨削设备上加工期间产生的颗粒的方法，并涉及一种具有根据本发明的抽吸设备的磨削设备。
[0002] 本发明的(粉尘)抽吸设备和方法尤其用于宽带式磨削机中，优选地用于加工板状工件。
背景技术
[0003] 从
现有技术中已知用于抽吸在加工、尤其是切削期间产生的颗粒的设备和方法。例如，从DE 42 32 830中已知一种用于从磨削设备中的工件去除磨削粉尘的设备，该设备适合于从磨削设备、尤其宽带式磨削设备中的工件去除磨削粉尘。为此，压缩空气供应设计有排出口(outlet opening)，该排出口布置在磨削区域中工件的输送方向的下游或与之相反的下游。因此使用抽吸设备来抽吸排出的磨削粉尘。为了使不必要的粉尘搅动最小化，该设备设计有多个可致动的吹扫设备，这些吹气设备根据待排放粉尘的工件的尺寸而启动。
[0004] 此外，DE 25 02 806 A1描述了一种用于磨削设备的除尘设备，其中，除了向上延伸的磨削元件的分支之外，还布置有从上方供给的垂直对准的空气供应，该空气供应将逸出的空气以强射流导向磨削元件向上延伸的分支的底端，该底端紧邻连接至抽吸设备的抽吸管线的进气口(intake opening)、并排出磨削粉尘；并且设置了与磨削元件一起工作的筛网，该筛网基本上将到进气口区域的空气流入限制在空气供应中。
[0005] 尽管已证明已知的抽吸设备在实际应用中是成功的，但是对这类设备的需求在不断增长。尤其是，维护工作、材料的使用和加工
质量变得越来越重要，这尤其意味着需要具有增强的抽吸能
力的节能抽吸设备。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种用于磨削设备的抽吸设备、一种用于抽吸在磨削设备上加工操作期间产生的颗粒的方法、以及一种具有根据本发明的抽吸设备的磨削设备，其能够以低能耗和低耗材来实现用于抽吸颗粒的高抽吸能力和相关的高加工质量。该目的尤其是提高与磨削元件的
边界层中捕获的颗粒相关的抽吸能力。
[0007] 本发明的目的通过根据
权利要求1的抽吸设备、根据权利要求11的磨削设备和根据权利要求15的方法来解决。本发明的优选的进一步改进在
从属权利要求中给出，由此与设备相关的从属权利要求的主题可以在方法和加工设备中使用，反之亦然。
[0008] 本发明背后的理念之一是提供一种抽吸设备和方法，该抽吸设备和方法能够
破碎由磨削元件的运行运动、尤其是循环运动产生的磨削元件的边界层，或优选地消除该边界层。该理念是，这将释放边界层中捕获的颗粒，以便颗粒可被抽吸。
[0009] 使用所提出的抽吸设备和所提出的方法，可以在操作磨削元件的情况下破碎或甚至完全消除磨削元件的边界层，可以说，从而允许释放边界层中捕获的颗粒。换句话说，它允许颗粒脱离边界层。这在不必增加抽吸设备的抽吸能力的情况下，提高了抽吸设备的效率。此外，由于可以更顺利地清洁磨削元件，因此还改善了切削结果(磨削结果)。良好清洁的磨削元件意味着磨削设备能够实现更均匀和改善的表面。
[0010] 另外，这还延长了磨削元件的使用寿命，从而以积极的方式有助于降低制造成本和维护成本。另外，可以改善从磨削设备的内部去除粉尘，对减少磨削设备部件的磨损和使清洁成本最小化具有有利的效果。
[0011] 根据本发明的实施方式，抽吸设备具有以下部件，该部件用于具有磨削元件的磨削设备、尤其是用于带式或宽带式磨削设备，以用于抽吸工件加工期间产生的颗粒，该工件优选地至少部分由木材、复合木材材料、木材替代材料、塑料、金属或类似物组成：至少一个抽吸通道，抽吸的空气可流过该至少一个抽吸通道；和第一操作装置，其布置在抽吸通道的区域中，第一操作装置可以设计成例如流动主体的形式。该第一操作装置设置为影响磨削设备的磨削元件的边界层，尤其是到达边界层。到达边界层可以是直接的或间接的。
[0012] 在本发明的上下文中，边界层例如涉及空气的
层流层和/或
湍流层，如果磨削元件在运行，则该层流层和/或湍流层形成在磨削元件上。该边界层尤其是由于以下事实而产生：磨削元件、尤其是环状磨削带以通常在0.5ms-1和30ms-1之间的高切削速度(磨削带循环速度)运行，但在高性能应用中，该速度可以高很多。
[0013] 如图1所示，空气层围绕循环磨削元件形成。该空气层可以是层流的也可以是湍流的。该效应称为边界层现象或“边界层效应”。该空气层(边界层)阻止颗粒从磨削元件的表面“脱离”，从而使清洁磨削元件更加困难。这些颗粒尤其可以是来自磨削元件的磨削削屑(grinding swarf)和磨损碎屑(abrasion debris)。
[0014] 此外，本发明的上下文中的操作装置、特别是边界层操作装置(为了简化，以下将仅参考操作装置)涉及一种设备，其被设计成操作粘附至磨削带的边界层。换句话说，被设计成影响边界层。为此，操作装置可以直接地或间接地影响边界层。操作装置可以例如设计为流动主体的形式，该流动主体到达边界层以直接影响边界层。另一方面，还可以提供“
风刀”作为操作装置。
[0015] 另外，在本发明的上下文中，对边界层的直接或间接影响应理解为是指，使用(操作装置的)装置来影响边界层的形成或形式以削弱、破碎或可能地消除边界层。
[0016] 根据本发明的另一实施方式，第一操作装置布置在抽吸通道的区域中以便为可移动的、尤其是可枢转的，其中第一操作装置优选地为可移动的，使得第一操作装置的面向边界层的端部靠近边界层或移动离开边界层。在本发明的上下文中，在抽吸通道的区域中应理解为是指，第一操作装置布置在由抽吸设备抽吸的空气的流动区域中、尤其是抽吸的颗粒流的流动区域中，该颗粒流尤其包括从边界层释放的颗粒。
[0017] 因此可以容易地改变操作装置对磨削元件的边界层的影响，特别是使操作装置适应变化的
框架条件。变化的框架条件应理解为是指，待加工工件的材料(例如从软木到硬木)、磨削元件类型、磨削元件纹理、磨削元件的循环速度、磨削元件在待加工工件上的
接触力或其他类似因素已经改变。边界层的形状和切屑形成行为根据改变的框架条件而变化；因此，提供调节操作装置对边界层的影响的可能性是有利的，尤其是在边界层的充分削弱和相关的抽吸设备效率提高方面。
[0018] 此外，优选的是，抽吸设备还具有第二操作装置，该第二操作装置布置在抽吸通道中以便为可移动的、尤其是可枢转的，其中第二操作装置优选地为可移动的，使得第二操作装置的面向边界层的端部靠近边界层或移动离开边界层。
[0019] 第二操作装置的设置提供的优点在于，如果使用第一操作装置不可能完全破碎或消除边界层，则这可以由第二操作装置来完成。此外，更好的选择是使用两个操作装置在抽吸设备的方向上最佳地引导由抽吸设备抽吸的、并与从边界层释放的颗粒混合的空气(颗粒流)。
[0020] 此外，有利的是，设置至少一个密封设备，其布置在抽吸通道中，使得其可以密封抽吸通道的截面的至少一部分，以便没有抽吸的空气可以流过该截面的该部分。
[0021] 使用该密封设备，可以密封抽吸设备的抽吸通道的截面，尤其是进气截面，换句话说，可以减小抽吸通道的截面尺寸。这里特别有利的是，密封抽吸通道的截面中不需要排出由抽吸设备抽吸的空气(颗粒流)的那些区域。因此，可以减少抽风机所需的功率，进而节省
能源成本。
[0022] 此外，可以设置吹气设备，该吹气设备具有：多个
喷嘴，该多个喷嘴优选地设置在第一操作装置和/或第二操作装置中、尤其是在各自操作装置的流动主体中；和流动通道，该流动通道向喷嘴供应
流体、特别是压缩空气。在这种情况下，也可以仅在第一操作装置和/或第二操作装置中、尤其是在各自操作装置的流动主体中设置孔，流体(例如吹入的空气)从各孔中以高速排出。
[0023] 使用该吹扫设备，可以改善对边界层的影响，并因此可以改善边界层的破碎或消除。相反地，这提供了增加操作装置之间、尤其是操作装置的面向磨削元件的端部和磨削带之间的距离的可能性，而仍然能够对边界层施加足够的影响。这能够使磨削元件、尤其是已经使用了很长时间并因此磨损的磨削元件与操作装置接触的风险降低。
[0024] 根据本发明的另一实施方式，流体选自以下之一：空气、与固体颗粒和/或液体颗粒和/或蒸气混合的空气、与
干冰混合的空气、
固化的二
氧化
碳(CO2 snow)和去离子空气。在这种情况下，固体颗粒优选为固体物质的颗粒，尤其是木材或金属切屑或碎料，且液体颗粒优选为
水颗粒。
[0025] 如果吹扫设备的流体与颗粒混合，则可以增加流体的
动能(脉动)，从而增加吹扫设备的效果，尤其是排出的流体对边界层的影响。
[0026] 此外，有利的是，第一操作装置和/或第二操作装置、尤其是操作装置的流动主体具有
气动设计，和/或第一操作装置的表面和/或第二操作装置的表面设计为鲨鱼皮表面或带有凹痕(
高尔夫球，golf ball)的表面。
[0027] 这防止发生不必要的高
空气阻力，该空气阻力会增加抽吸设备(
真空设备)所需的吹气功率，以及不希望的噪音排放。
[0028] 此外，优选的是，两个操作装置相对于边界层为可对准的，以便可以产生两个抽吸气流，特别是抽吸颗粒流。
[0029] 根据本发明的另一实施方式，抽吸设备具有一个或多个
传感器，其用于检测第一操作装置和/或第二操作装置和/或密封设备的
位置，尤其是
角位置。
[0030] 以这种方式，可以检测各个操作装置和/或密封设备的位置、对准或角位置，允许各个部件的精确
定位、对准和/或角度调节。为此，各个部件中的每一个可以具有单独的
致动器，该致动器能够以优选地增量方式执行操作装置和/或密封设备的枢转运动。为了实现增量枢转运动，有利的是，致动器设计为步进
电动机、线性致动器、
主轴驱动器或类似物。
[0031] 此外，有利的是，抽吸设备设计为布置在磨削元件的
张力辊(tensioning roller)和/或偏转辊(deflection roller)的偏转区域中，其中，第一操作装置和/或第二操作装置尤其能够至少粗略地(roughly)与张力辊接触。
[0032] 此外，本发明涉及一种用于磨削工件的磨削设备，该工件优选地至少部分由木材、复合木材材料、木材替代材料、塑料、金属或类似物组成，该磨削设备具有：至少一个磨削元件，该磨削元件在磨削操作期间具有边界层；以及上述抽吸设备。
[0033] 使用所提出的磨削设备，可以在磨削设备的操作期间、尤其在磨削操作期间破碎或甚至完全消除磨削元件的边界层，这反过来可以说，允许释放边界层中捕获的颗粒。换句话说，它允许颗粒脱离边界层。这在不必增加抽吸设备的抽吸能力的情况下，提高了抽吸设备的效率。此外，由于可以更顺利地清洁磨削元件，因此可以改善切削结果(磨削结果)。良好清洁的磨削元件意味着磨削设备可以实现更均匀和改善的表面。
[0034] 另外，可以增加磨削元件的使用寿命，从而以积极的方式有助于降低制造成本和维护成本。另外，可以改善从磨削设备的内部去除粉尘，这对减少磨削设备的部件的磨损是积极的，且使清洁成本最小化。
[0035] 根据本发明的另一实施方式，磨削设备还具有带有张力辊和/或偏转辊的磨削单元，其中抽吸设备设置在磨削元件的张力辊或偏转辊的附近、特别是在张力辊或偏转辊的偏转区域中，且其中特别地，第一操作装置和/或第二操作装置为可移动的，尤其是可枢转的，使得第一操作装置和/或第二操作装置可以至少粗略地与张力辊接触。
[0036] 因此，可以利用边界层中捕获或嵌入的颗粒的动能(惯性)，以从边界层释放颗粒和/或破碎或消除边界层。这应理解为是指，在偏转辊或张力辊上的磨削元件的径向向外、即离开偏转辊或张力辊的偏转期间起作用的颗粒的惯性行为，用于从边界层释放颗粒，和/或破碎或消除边界层。
[0037] 此外，优选的是，抽吸设备和/或磨削单元，尤其是张力辊为可移动的，以便能够减小或增加抽吸设备与磨削单元之间的距离，尤其是第一操作装置和/或第二操作装置与张力辊之间的距离。
[0038] 因此，可以容易地操作操作装置对磨削元件的边界层的作用(影响)，并因此使操作装置的作用适应变化的参数，尤其是加工参数(加工条件)。
[0039] 此外，优选的是，磨削设备具有控制设备，其配置为基于选自以下之一的至少一个参数而至少执行第一操作装置、第二操作装置或密封设备的定位和/或对准和/或角度调节：磨削元件类型、磨削元件纹理、磨削元件的循环速度、待加工工件的材料、粒度、抽吸速度。
[0040] 因此，可以自动调整第一操作装置、第二操作装置或密封设备的定位和/或对准和/或角位置。更具体地，对于一系列不同的加工情景(磨削元件类型、磨削元件纹理、磨削元件的循环速度、待加工工件的材料、粒度)的最佳设置(位置、对准和/或角位置)储存在控制系统中，且该控制系统根据所选择的加工参数确定操作装置和/或密封设备的最佳设置。
[0041] 此外，本发明涉及一种用于优选地使用上述抽吸设备抽吸磨削设备处、尤其是在加工工件时产生的颗粒的方法，该工件优选地至少部分由木材、复合木材材料、木材替代材料、塑料、金属或类似物组成，所述方法包括以下步骤：
[0042] 至少一个抽吸气流在抽吸通道中的产生，用于至少抽吸粘附至磨削元件的颗粒；
[0043] 第一操作装置的定位和/或对准，使得第一操作装置影响磨削元件的边界层，尤其是到达边界层。
附图说明
[0044] 图1示出了循环磨削元件上形成边界层的示意图。
[0045] 图2示出了根据本发明的磨削设备的实施方式，其中在相同方向上进行加工。
[0046] 图3示出了根据本发明的磨削设备的实施方式，其中在相反方向上进行加工。
[0047] 图4示出了图2的磨削设备的实施方式，其中磨削单元处于变化位置。
[0048] 优选实施方式的详细描述
[0049] 下面将使用附图详细描述本发明的优选实施方式。在此上下文中引用的某些特征的每一项进一步
修改可以彼此单独组合以创建新的实施方式。
[0050] 图1示出了循环磨削带301(磨削元件)上形成边界层G的示意图。在示出的示例性图示中，磨削带301通过顶部偏转辊302和底部偏转辊303垂直拾取，并沿顺
时针方向驱动。
[0051] 从图1中还可以看出，由于磨削带301的表面和邻近磨削带表面的空气之间的摩擦，产生了边界层G。换句话说，由于摩擦，邻近的空气被磨削带301扫过。从图2还可以明显看出，边界层的厚度从一个偏转辊302、303到另一偏转辊302、303分别增加。然而，也如图1所示，厚度沿着两个偏转辊302、303的圆周再次减小(如在顶部偏转辊302上所示)。边界层的厚度很大程度上取决于磨削带301的循环速度：循环速度越高，在磨削带301上、尤其是磨削带的表面与邻近空气之间形成的边界层G越重或越厚。边界层的厚度还取决于例如磨削带301的性质，如磨削带301的粗糙度。
[0052] 图2示出了根据本发明的带式磨削设备100的实施方式，其中在相同方向上进行加工。在图2中可以看到，带式磨削设备100(磨削设备)具有抽吸设备1和磨削单元110。磨削单元110具有偏转辊，该偏转辊示例性地配置为本实施方式中的张力辊112，且用于张紧磨削带111。此外，磨削带111具有磨削区域113，该磨削区域113配置为与工件W接触以在工件W上执行磨削工作。通常，磨削单元垂直地布置成横跨传送机200，该传送机200设置为传送待加工的工件W，并且磨削单元优选地设计为使得磨削单元为可垂直移动的，换言之，磨削单元因此可输送至待加工的工件W。
[0053] 示出的抽吸设备1具有抽吸罩，在抽吸罩中形成抽吸通道2。从图2同样可以看出，抽吸罩被设计为使得其完全包围顶部处的张力辊112，允许形成能够完全
覆盖张力辊112的抽吸气流。为了产生抽吸气流，抽吸设备1可以具有真空设备(未示出)，或者连接至外部真空设备，该外部真空设备例如是用于所产生的颗粒(切屑)的中央抽吸单元的一部分。
[0054] 从图2还可以看出，抽吸设备1具有第一操作装置3和第二操作装置4，第一操作装置3和第二操作装置4都布置在设置于抽吸罩中的抽吸通道2中。两个操作装置3、4，尤其是操作装置3、4的流动主体，在截面上具有流动优化的形状、尤其是翼形；且在它们的纵向范围中彼此平行地对准、并平行于磨削单元110的张力辊112的纵向范围。这使得操作装置3、4的面向张力辊112的端部与张力辊112之间的距离A能够在各种情况下通过枢转两个操作装置3、4改变。因此，两个操作装置3、4和张力辊112、以及张力辊112上循环的磨削带111之间的相对角位置也可以改变。
[0055] 在图2中还示出了已结合图1描述的边界层G，该边界层G在磨削单元110的操作期间由磨削带111的运行运动产生。从图2还可以看出，两个操作装置3、4对准，尤其是相对于在张力辊112上循环的磨削带111对准，使得两个操作装置3、4影响边界层G。具体地，两个操作装置3、4以以下方式布置在抽吸通道2中并相对于磨削带112对准：两个操作装置3、4的对称线S基本上与循环磨削带111相切地对准。对称线S穿过操作装置3、4的旋转中心，并且位于垂直于张力辊112的纵向范围的平面上。
[0056] 由于张力辊112是磨削单元110的顶部偏转辊，并且磨削单元110的底部区域中可以存在例如两个偏转辊(具有校准辊的纵向单元)，因此磨削带111在截面上跨越向下变宽的梯形。如果磨削单元是具有接触辊的磨削单元110，则磨削带也将跨越向下变宽的梯形，因为在这种情况下，如图1所示，接触辊(底部辊)具有比张力辊更大的直径。
[0057] 从图2中还可以看到，磨削带111沿顺时针方向循环，产生工件W的磨削，工件W通过图2所示的传送机200沿相同的方向从右向左传送。
[0058] 磨削带111因此在张力辊112的左手侧上向上移动，并在张力辊112的右手侧上向下移动。因此，颗粒、尤其是磨削操作期间产生的切屑，从磨削区域113朝向张力辊112向上传送，并且尤其是通过边界层G扫过。由于颗粒的惯性，颗粒通过张力辊112上的磨削带111的向上偏转、即朝向抽吸通道2的偏转而与磨削带分离。因此，可以利用颗粒的动能来提高抽吸设备1的抽吸效率。
[0059] 然而，由于边界层G，许多颗粒结合在已知的抽吸设备1上的边界层G中，并被阻止从磨削带111脱离。换句话说，颗粒的
惯性力不足以从边界层G释放颗粒，该颗粒的惯性力径向向外、即离开磨削带111地作用在磨削带111的偏转上。
[0060] 然而，根据图2所示的本发明的实施方式，第一操作装置3被布置和对准为使得其影响边界层G。换句话说，边界层G的流动行为受到影响，并且尤其是受到影响以使得边界层G破碎或完全消除。为此，第一操作装置3可以被布置和对准为使得第一操作装置3的面向磨削带111的端部位于距磨削带的表面足够小的距离处，使得该端部至少部分地浸入边界层G中。如图2所示，由于第一操作装置3浸入边界层G中，边界层G被破碎并分成两个抽吸气流2a、2b。图2中，第一抽吸气流2a在左手侧上经过第一操作装置3并向上流动，且图2中第二抽吸气流2b在右手侧上经过第一操作装置3并向上流动。因此，破碎的边界层G与由抽吸设备1抽吸的抽吸单元110的环境空气混合，使得结合在边界层G中的颗粒可以被释放并抽吸。
[0061] 因此，根据所示的本发明的实施方式，结合在边界层G中的颗粒的动能用于从边界层G释放颗粒。换句话说，结合在边界层G中的颗粒以其动能撞击第一操作装置3，该动能沿粗略向上的方向作用在第一操作装置3上的进入点上，使得颗粒可以偏转。尤其是在第一抽吸气流2a中向左偏转的颗粒从边界层G释放，由此可以提高抽吸设备1的效率。
[0062] 然而，由于可能出现边界层G不能被第一操作装置3完全破碎或消除的情况，因此本发明示出的实施方式具有第二操作装置4，该第二操作装置4沿循环方向布置在第一操作装置3的后面。这样，第二操作装置4可以完全破碎并消除可能剩余的边界层G。此外，第二操作装置4用于沿抽吸方向向上引导第二抽吸气流2b。
[0063] 从图2同样可以看出，如果操作装置3、4和磨削带的表面之间的距离，对于第二操作装置4来说比对于第一操作装置来说更小，则是有利的，因为可以假定边界层G的厚度在第二操作装置4的区域中基本上较小。
[0064] 根据本发明的图2所示的实施方式，还设置了密封设备5，其用于沿循环方向密封或封闭位于第二操作装置4后面的抽吸通道2，以在需要该密封设备5的区域中、即在两个抽吸气流2a、2b流动的抽吸通道2的区域中增加抽吸设备1的抽吸能力。
[0065] 此外，示出的本发明的实施方式有利地配备有吹气设备(图中未详细示出)。吹气设备具有多个喷嘴，该多个喷嘴分别设置在两个操作装置3、4上，尤其是在操作装置3、4的面向磨削带111的各自端部处。
[0066] 如图所示，如果喷嘴设置在操作装置3、4的尖端中，尤其是设置在操作装置3、4的流动主体的尖端中，使得喷嘴的吹气方向平行于操作装置3、4的对称线S，则是特别有利的。
[0067] 使用可以通
过喷嘴朝向磨削带111，尤其是朝向边界层G吹的吹扫空气(流体)，可以增强破碎边界层G的效果。此外，吹扫设备的设置提供的优点在于，操作装置3、4可以设置得进一步离开磨削带111，但仍然能够在边界层G上施加足够的影响。如果磨削带111已经显示出高度磨损状态并可能不再平稳运行，则这是特别有利的。换句话说，由于操作装置3、4和磨削带111之间的距离增加，因此磨削带111将不太可能与操作装置3、4接触。
[0068] 图3示出了如图2描述的本发明的抽吸设备1的实施方式，该实施方式对应于图2所示的实施方式，差别仅在于磨削是沿相反方向进行的。磨削带111因此被逆时针驱动。由于逆时针操作，需要调整操作装置3、4和密封设备5的布置和对准。
[0069] 为此，顶部偏转辊为张力辊112是有利的。因此，可以相对于操作装置3、4容易地降低张力辊112，并因此为操作装置3、4产生间隙，使得操作装置3、4可以相对于张力辊112从左手侧上的位置枢转到右手侧上的位置。在这方面，也可以想到，抽吸设备1，尤其是抽吸罩，被设计为是可向上移动的。
[0070] 图4示出了处于张力辊112已经降低和/或抽吸设备1已经升高的状态的带式磨削设备1。因此，操作装置3、4和张力辊112之间的距离增加，直到操作装置3、4可以从张力辊112的左手侧自由地枢转到张力辊112的右手侧，反之亦然。换句话说，为了能够将本发明的所示实施方式从反向磨削改变为同向磨削，必须能够增加两个操作装置3、4和张力辊112之间的距离。
