CH662974A5

CH662974A5 - Schleifmaschine.

Info

Publication number: CH662974A5
Application number: CH1941/84A
Authority: CH
Inventors: Victor F Dzewaltowski; Lawrence I Millay
Original assignee: Ex Cell O Corp
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1987-11-13
Also published as: US4531327A; SE8402191L; DE3415333A1; ES531853A0; BR8401900A; SE8402191D0; BE899493A; ES8600103A1; FR2545399A1; IT8448051A1; IT1180706B; GB2138720A; GB8408983D0; AU2663284A; JPS6039058A; IT8448051A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine zum Schleifen eines Werkstückes, und zwar eine Schleifmaschine mit einem Förderrad, worin ein Werkstück unter schrittweiser Drehung dieses Förderrades aufgenommen und bearbeitet sowie wieder entladen wird.

Derartige Schleifmaschinen sind bekannt und werden verwendet zum Schleifen der Innenfläche eines rohrförmigen Werkstückes mit konzentrischer Aussenfläche, wie beispielsweise eines Ringes oder einer Führung eines Kugellagers.

Bei automatischen Schleifmaschinen dieser Art ist es wichtig, dass die Beladung und die Entladung der Werkstük-ke mit grosser Genauigkeit und in kurzer Zeit erfolgt. Dazu sind in der Vergangenheit verschiedene Arten von Werk-stückbelade- und -entladeeinrichtungen für solche Schleifmaschinen entwickelt worden (US-PSen 2 635 395,

2 706 369,2 723 499,2 754 641,2 927 406, 3 023 552,

3 280 512 und 3 640 026).

Die Erfindung entstand aus dem Bedürfnis, eine bedeutsame Verbesserung bei gegenwärtig verfügbaren Schleifmaschinen mit automatischen Einrichtungen zum Beladen, Bearbeiten und Entladen des Werkstückes zu erzielen.

Hierzu schafft die Erfindung eine verbesserte Schleifmaschine zum Schleifen eines Werkstückes, welche dadurch ge2

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kennzeichnet ist, dass ein Förderrad mit Ausnehmungen um seinen Aussenumfang zur Werkstückaufnahme so verdrehbar ist, dass diese Umfangsausnehmungen nacheinander an einer Beladestelle, einer Bearbeitungsstelle und einer Entladestelle anhalten, dass ferner eine Schleifvorrichtung auf einer Seite dieses Förderrades angeordnet ist, die an der Bearbeitungsstelle in Bearbeitungskontakt mit dem Werkstück in der Förderradausnehmung bringbar ist, sowie ein Werkstückantrieb auf der anderen Seite des Förderrades zur Drehung des Werkstückes in der Förderradausnehmung an der Bearbeitungsstelle und dass ein Drehantrieb für das Förderrad dessen Umfangsausnehmungen nacheinander an die Beladestelle, die Bearbeitungsstelle und die Entladestelle bringt.

Dabei ist ein fester Werkstückanschlag vorgesehen, welcher mit einem weiteren Werkstückanschlag in jeder Um-fangsausnehmung des Förderrades zur Ausrichtung des Werkstückes zusammenarbeitet.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besitzt das Förderrad mehrere, in Abständen um den Umfang angeordnete Ausnehmungen, vorzugsweise drei Ausnehmungen im Abstand von jeweils 120°, mit einem Werkstückanschlag in jeder Ausnehmung, welcher, wenn die jeweilige Ausnehmung in die Bearbeitungsstellung gedreht ist, etwa an der «6 Uhr»-Stelle des Werkstückquerschnittes steht. Der feste Anschlag an der Maschine befindet sich dann vorzugsweise in der «3 Uhr»-Stelle hiervon, bezüglich des Anschlages der benachbarten Ausnehmung in der Bearbeitungsstellung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Schleifscheibe auf einer Seite des Förderrades angeordnet und sowohl axial in das rohrförmige Werkstück als auch radial in Bearbeitungskontakt mit der inneren Werkstückfläche bewegbar. Ein Werkstückantrieb, etwa ein magnetischer Antrieb, befindet sich auf der anderen Seite des Förderrades, um das Werkstück in der Ausnehmung des Förderrades während des Schleifvorganges zu drehen.

Ein Schrittantrieb dreht das Förderrad schrittweise, insbesondere dessen Ausnehmungen, von einer Werkstückladerutsche, wo ein Werkstück aufgenommen wird, zu einer Bearbeitungsstelle, wo der feste Anschlag und der bewegliche Anschlag in der «3 Uhr»-Stelle und der «6 Uhr»-Stelle stehen und wo das Werkstück innen geschliffen wird, und dann zu einer Entladestelle, wo das geschliffene Werkstück in eine Entladerutsche fallt.

An der Bearbeitungsstelle wird die Schleifscheibe radial bewegt, um in Bearbeitungskontakt mit dem rohrförmigen Werkstück zu kommen und dieses Werkstück gegen den «3 Uhr»-Anschlag und den «6 Uhr»-Anschlag während des Schleifens zu drücken, wodurch gewährleistet ist, dass die innere Werkstückfläche konzentrisch zu der äusseren Fläche geschliffen wird.

Die Förderradanordnung besitzt vorzugsweise eine rückwärtige Trägerplatte und eine vordere Trägerplatte, welche in ausreichendem Abstand voneinander gehalten werden, damit das Werkstück und das dieses Werkstück tragende Förderrad zwischen den Platten geführt werden. Die Belade-und die Entladerutschen sitzen vorzugsweise an der rückwärtigen Platte. Jede Trägerplatte hat eine Öffnung, welche sich in koaxialer Verlängerung der Werkstückaufnahmeaus-nehmung des Förderrades befindet, wenn diese jeweilige Ausnehmung in der Bearbeitungsstellung steht, um die Einführung der Schleifscheibe in das Innere des Werkstückes und die Ankupplung des Werkstückantriebes zu ermöglichen. Ein in Längsrichtung konischer, von einer Nocke betätigter Blockierungsbolzen greift in der Bearbeitungsstellung lösbar in das Förderrad ein.

Die Erfindung schafft auf diese Weise eine Schleifmaschine für einen automatischen Betrieb, wobei Werkstücke in rascher Folge zugeführt, bearbeitet und entladen und gleichzeitig genau für einen Präzisionsschleifvorgang ausgerichtet werden. Darüberhinaus hat die Anordnung des Förderrades und der Ausrichtanschläge nur wenige Bestandteile und geringe Abmessungen.

In den beigefügten Zeichnungen zeigt Figur 1 eine etwas schematische Vorderansicht einer Schleifmaschine nach der Erfindung.

Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Schleifmaschine nach Figur 1.

Figur 3 zeigt eine schematische Seitenansicht der Schleifmaschine längs der Linie 3 — 3 nach Figur 2, in Pfeilrichtung gesehen.

Figur 4 ist eine teilweise Seitenansicht der Förderradanordnung ähnlich wie Figur 3.

Figur 5 ist eine Vorderansicht der Förderradanordnung und des Schrittantriebes.

Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine Schleifmaschine nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Diese Schleifmaschine hat ein Maschinenbett 2, auf welchem ein Axialschlitten 4 und ein Querschlitten 6 sowie ein fester Werktisch 8 angeordnet sind. Ein Schleifspindelstock 10 mit einer Spindel 12 und einer hiervon angetriebenen Schleifscheibe 14 ist auf dem Maschinenbett mittels des Axial- und des Querschlittens beweglich. Der Werktisch 8 trägt eine Förderradanordnung 20 und einen Förderradschrittantrieb 22, wie es nachstehend im einzelnen beschrieben wird.

Wie bei bekannten Konstruktionen sitzt die Schleifscheibe 14 an der Spindel 12, die im Spindelkopf 10 gelagert ist und eine hin- und hergehende Bewegung in Richtung auf das rohrförmige Werkstück W in die Bearbeitungsposition und vom Werkstück weg ausführen kann (Figuren 3 und 4). Das Werkstück W kann beispielsweise eine Kugellagerführung sein. Die Schleifscheibe 14 ist auch radial zum Werkstück bewegbar, um die innere Werkstückfläche zu bearbeiten.

An der Seite der Förderradanordnung 20, gegenüber der Schleifscheibe 14, befindet sich der Werkstückantrieb 24 (Figur 2), welcher in an sich bekannter Weise aus einem magnetischen Spindelspannfutter bestehen kann, wie es beispielsweise in der US-PS 2 812 185 beschrieben ist, oder aus jedem anderen bekannten Werkstückantrieb. Natürlich bewirkt der Werkstückantrieb eine Drehung des Werkstückes W um seine Achse A (Figur 4) mit einer verhältnismässig geringen Umdrehungsgeschwindigkeit, verglichen mit der hohen Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleifscheibe 14 und der Spindel 12.

Ein Förderrad 25 ist in Form einer Scheibe ausgebildet und besitzt drei U-förmige Ausnehmungen 30, die in gleichen Abständen (120°) um ihren Aussenumfang angeordnet und mit ihren Öffnungen radial nach aussen ausgerichtet sind, um ein Werkstück von der Beladerutsche 26 aufzunehmen. Jede U-förmige Ausnehmung 30 besitzt zum Ausrichten des Werkstückes einen Anschlag 32, welcher rechtwinklig zu dem rechten Schenkel der U-Form angeordnet ist, wenn sich die Ausnehmung in der Beladestellung (Figur 3) befindet.

Das Förderrad 25 ist drehfest verbunden mit der Ausgangswelle 22a (Figur 4) eines Schrittantriebes 22, wie er von der Ferguson Machine Company im Handel ist. Zu diesem Schrittantrieb gehören in an sich bekannter Weise ein Stan-dardgetriebsgehäuse 23 und ein Elektromotor 17 (Figur 5). Der Schrittantrieb 22, der auf dem Werktisch 8 der Schleifmaschine montiert ist, bewirkt eine schrittweise Drehung des Förderrades 25 und die Weiterschaltung jeder U-förmigen Ausnehmung 30 von der Beladerutsche 26, wo ein Werkstück aufgenommen wird, zu einer Bearbeitungsstelle, wo

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der Ausnehmungsanschlag 32 in der «6 Uhr»-Stellung und der feste Anschlag 44 an dem Anschlagsträger 45 der Schleifmaschine in der «3 Uhr»-Stellung steht, um die Aussenfläche oder den Durchmesser des Werkstückes für die innere Bearbeitung auszurichten. Der innere Durchmesser wird dann konzentrisch zum Aussendurchmesser geschliffen, indem dieser mittels der beiden Anschläge 32 und 44 justiert gehalten wird.

In dieser Stellung wird die Schleifscheibe 14 axial entlang der Werkstückachse in das Werkstück eingeführt und dann radial gegen den «3 Uhr»-Anschlag bewegt, um in Bearbeitungskontakt mit der inneren Werkstückfläche zu kommen, während die Aussenfläche von den Ausrichtanschlägen 32 und 44 gehalten und ausgerichtet wird. Während des Schleifvorganges liegt das Werkstück in der Ausnehmung 30 an den Anschlägen 32 und 44 an und wird durch den magnetischen Antrieb 24 mit einer verhältnismässig geringen Geschwindigkeit gedreht, während die Schleifscheibe 14 mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit von der Spindel 12 gedreht wird.

Während des Schleifvorganges wird ein langkonischer Blockierungsbolzen 46 betätigt und greift in eine Öffnung 31 des Förderrades 25 ein, um dessen Stellung zu blockieren (Figuren 4 und 5). Dieser Bolzen 46 ist gleitbar in einem nicht dargestellten Lager im Rahmen des Werkstückantriebes 24 gelagert und gelangt in und ausser Eingriff durch eine nicht dargestellte mechanische Nocke auf der Schrittantriebswelle, die den Bolzen betätigt. Selbstverständlich wird der Bolzen 46 aus der Öffnung 31 herausgezogen, wenn der Schleifvorgang beendet ist, damit das Förderrad 25 um einen Schritt weitergedreht werden kann.

Nach dem Schleifvorgang wird die Schleifscheibe 14 aus dem Inneren des Werkstückes herausgezogen und der Schrittantrieb 22 betätigt, um die Ausnehmung 30, welche das bearbeitete Werkstück enthält, von der Bearbeitungsstelle zu einer Entladestelle weiterzudrehen, wo sich die Ausnehmung nach unten (Figur 3) gegen die Entladerutsche 28 öffnet, so dass das Werkstück durch sein Gewicht in die Rutsche fällt.

Wie dargestellt, ist das Förderrad 25 drehbar zwischen einer vorderen Trägerplatte 50 und einer rückwärtigen Trägerplatte 52 angeordnet, welche mittels verstellbarer Abstandshalter 54 (Figur 4) in einem ausreichenden Abstand gehalten werden, um dem Förderrad 25 mit den in seinen Ausnehmungen 30 befindlichen Werkstücken eine freie Drehung zu ermöglichen. Die Vorderplatte 50 wird an der rückwärtigen Platte 52 durch die verstellbaren Abstandshalter gehalten und besitzt eine Ausnehmung oder Öffnung 53, welche sich in koaxialer Verlängerung mit dem Werkstück und der U-förmigen Ausnehmung 30 befindet, wenn diese sich in der Bearbeitungsstellung befinden. Diese Öffnung 53 ermöglicht dadurch den Zugang für die Schleifscheibe 14 zu der inneren Werkstückfläche. Die rückwärtige Platte 52 besitzt eine in gleicher Weise ausgerichtete, nicht dargestellte Öffnung, um den Zugang des magnetischen Antriebes zu dem Werkstück zu ermöglichen. Die rückwärtige Trägerplatte 52 ist ihrerseits mittels Schraubenbolzen an dem Rahmen des Schrittantriebes 22 befestigt. Die Beladerutsche 26 und die Entladerutsche 28 werden von der rückwärtigen Platte 52 getragen, und sind z.B. mit dieser verschraubt.

Der Abstand zwischen der vorderen und der rückwärtigen Trägerplatte 50 und 52 kann durch die Abstandshalter

54 leicht eingestellt werden, um ihn an unterschiedliche Werkstückabmessungen (axiale Werkstücklänge) anzupassen. In gleicher Weise kann Werkstücken mit unterschiedlichem Durchmesser durch Bereitstellung einer Mehrzahl von Förderrädern Rechnung getragen werden, deren U-förmige Ausnehmungen unterschiedliche Abmessungen aufweisen und welche an der Schleifmaschine austauschbar sind. Auch können die Ausnehmungen mit austauschbaren Einsätzen versehen werden, wobei das Förderrad mit verschiedenen Sätzen derartiger Einsätze, deren Ausnehmungen unterschiedliche Abmessungen aufweisen, ausgestattet wird. Auch die Beladerutsche 26 ist mit beweglichen Schienen 26A, entsprechenden Schlitzen 26B und Schraubenbolzen 26C versehen, so dass die Breite der Rutsche verstellt werden kann, um sie an unterschiedliche Werkstückdurchmesser anzupassen. Die Werkstückentladerutsche 28 ist verstellbar durch Verschiebung der Rutschenführung 27 entlang der Schlitze 27B, um diese Teile an unterschiedliche Abmessungen anzupassen. Eine Führungsschiene 29 an dem Führungsträger 29A ist in gleicher Weise entlang von Schlitzen 29C verstell- , bar, um die Entladebahn zu verändern und die Teile an unterschiedliche Abmessungen anzupassen.

Im Betrieb wird das Förderrad 25 vom Schrittantrieb 22 schrittweise verdreht, um dessen U-förmige Ausnehmungen 30 nacheinander von der Beladerutsche 26, wo ein Werkstück in der betreffenden Ausnehmung 30 aufgenommen wird, zur Bearbeitungsstelle zu bringen, wo der feste Ausrichtungsanschlag 44 und der Ausnehmungsanschlag 32 in der «3 Uhr»-Stelle bzw. in der «6 Uhr»-Stelle gegenüber dem Aussendurchmesser des Werkstücks stehen, um dieses auszurichten. Die Schleifscheibe 14 wird dann axial in das Werkstück eingeführt, beispielsweise durch Verschiebung des Spindelkopfes 10 und des Längsschlittens 4 in axialer Richtung, und danach durch Bewegung des Querschlittens 6 radial gegen den «3 Uhr»-Anschlag verschoben, um in Bearbeitungskontakt mit der inneren Werkstückfläche zu kommen. Während des Schleifvorganges wird die Schleifscheibe 14 mit hoher Geschwindigkeit in Umdrehung versetzt und axial hin- und herbewegt, um das Schleifen der inneren Werkstückfläche auszuführen, während die äussere Werkstückfläche von den Anschlägen 32 und 44 ausgerichtet gehalten wird. Um ein Gleiten des Werkstückes zu verhindern, wird es während des Schleifvorganges vom magnetischen Antrieb 24 verhältnismässig langsam in der Ausnehmung 30 gegen den Ausrichtanschlag gedreht. Wenn die Schleifbearbeitung vollständig ausgeführt ist, wird die Schleifscheibe herausgezogen und das Förderrad um einen Schritt weitergedreht, um die Ausnehmung, welche das geschliffene Werkstück enthält, in die Entladestelle zu bringen, wo das Werkstück durch Schwerkraft in die Entladerutsche 28 fallt.

Die aufeinanderfolgende schrittweise Drehung jeder Ausnehmung 30 zu der Beladestelle, der Bearbeitungsstelle und der Entladestelle gewährleistet einen gleichmässigen, effektiven Arbeitsablauf bei hoher Produktion, wobei gleichzeitig eine hohe Genauigkeit durch die beweglichen und festen Ausrichtanschläge 32 bzw. 44 eingehalten wird.

Obgleich die vorstehend beschriebene Schleifmaschine als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angesehen wird, ist die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern schliesst mannigfache Varianten ein.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

662 974 PATENTANSPRÜCHE

1. Schleifmaschine zum Schleifen eines Werkstückes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Förderrad (25) mit Ausnehmungen (30) um seinen Aussenumfang zur Werkstückaufnahme so verdrehbar ist, dass diese Umfangsausnehmungen nacheinander an einer Beladestelle, einer Bearbeitungsstelle und einer Entladestelle anhalten, dass ferner eine Schleifvorrichtung (10 bis 14) auf einer Seite dieses Förderrades angeordnet ist, die an der Bearbeitungsstelle in Bearbeitungskontakt mit dem Werkstück (W) in der Förderradausnehmung bringbar ist, sowie ein Werkstückantrieb (24) auf der anderen Seite des Förderrades zur Drehung des Werkstückes in der Förderradausnehmung an der Bearbeitungsstelle und dass ein Drehantrieb (22) für das Förderrad dessen Umfangsausnehmungen nacheinander an die Beladestelle, die Bearbeitungsstelle und die Entladestelle bringt.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein fester Werkstückanschlag (44) neben der Förderradumfangsausnehmung (30) an der Bearbeitungsstelle und ein Werkstückanschlag (32) in dieser Um-fangsausnehmung des Förderrades (25) eine vorbestimmte Winkelstellung zueinander einnehmen, wenn sich die Um-fangsausnehmung an der Bearbeitungsstelle befindet, und das Werkstück (W) während des Schleifvorganges ausrichten.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Werkstückanschlag (44) etwa in der «3 Uhr»-Stelle des Werkstückquerschnittes und der Ausneh-mungsanschlag (32) etwa an der «6 Uhr»-Stelle hiervon steht, wenn sich die Förderradumfangsausnehmung (30) an der Bearbeitungsstelle befindet.

4. Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe (14) das Werkstück (W) gegen den festen Werkstückanschlag (44) und den Ausneh-mungsanschlag (32) drückt, wenn diese Schleifscheibe an der Bearbeitungsstelle in Bearbeitungskontakt mit dem Werkstück gebracht wird.

5. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Werkstückladerutsche (26) an der Beladestelle und eine Werkstückentladerutsche (28) an der Entladestelle vorgesehen sind.

6. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (22) für das Förderrad (25) ein Schrittantrieb ist und dieses Förderrad schrittweise dreht.

7. Schleifmaschine nach Anspruch 1 zum Schleifen der Innenfläche eines zylindrischen rohrförmigen Werkstückes (W) mit konzentrischer Aussenfläche, gekennzeichnet durch ein drehbares Förderrad (25) mit mehreren, in Abständen um den Umfang angeordneten Ausnehmungen (30) zur Werkstückaufnahme, durch eine Werkstückzuführung (26) an einer ersten Beladestelle neben dem Umfang dieses Förderrades, durch einen festen Werkstückanschlag (44) zur Ausrichtung des Werkstückes an einer zweiten Bearbeitungsstelle neben dem Umfang dieses Förderrades und durch eine Werkstückabführung (28) an einer dritten Entladestelle neben dem Umfang dieses Förderrades sowie durch einen Schrittantrieb (22) zur schrittweisen Drehung dieses Förderrades, um jede seiner Umfangsausnehmungen nacheinander an die Beladestelle, die Bearbeitungsstelle und die Entladestelle zu bringen, wobei dieses Förderrad einen Werkstückanschlag (32) zur Ausrichtung des Werkstückes in jeder seiner Umfangsausnehmungen aufweist und der feste Werkstückanschlag und der jeweilige Umfangsausneh-mungsanschlag die äussere Werkstückfläche ausrichten, wenn sich die betreffende Umfangsausnehmung an der Bearbeitungsstelle befindet, ferner durch eine Schleifscheibe (14) auf einer Seite des Förderrades, welche axial in das Werkstück in der Förderradumfangsausnehmung an der Bearbeitungsstelle einführbar und radial in Bearbeitungskontakt mit der inneren Werkstückfläche bringbar ist, um diese Innenfläche zu schleifen, während die Werkstückaussenfläche von dem festen Werkstückanschlag und dem Anschlag in der Förderradumfangsausnehmung ausgerichtet gehalten wird, und durch einen Werkstückantrieb (24) auf der anderen Seite des Förderrades zur Drehung des Werkstückes in der Förderradausnehmung an der Bearbeitungsstelle.

8. Schleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass drei Ausnehmungen (30) zur Werkstückaufnahme an dem Förderrad (25) vorgesehen und im Abstand von jeweils 120° um dessen Umfang angeordnet sind.

9. Schleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Werkstückanschlag (44) etwa an der «3 Uhr»-Stelle des Werkstückquerschnittes und der Anschlag (32) in der Förderradausnehmung etwa an der «6 Uhr»-Stelle hiervon steht, sobald sich eine Förderradausnehmung (30) an der Bearbeitungsstelle befindet.

10. Schleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderrad (25) zwischen einer rückwärtigen Platte (52) und einer Vorderplatte (50) angeordnet ist und sowohl die Werkstückzuführung (26) als auch die Werkstückabführung (28) von der rückwärtigen Platte getragen werden und dass die Vorderplatte eine Öffnung (53) aufweist, welche koaxial zu einer jeweiligen Förderradausnehmung (30) an der Bearbeitungsstelle ausgerichtet ist, um die Einführung der Schleifscheibe (14) in das Werkstück (W) zu ermöglichen.

11. Schleifmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückzuführung aus einer Laderutsche (26) und die Werkstückabführung aus einer Entladerut-sche (28) besteht.

12. Schleifmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderrad (25) in der Bearbeitungsstellung durch eine Blockierung (46) in dieser Stellung feststellbar ist.

13. Schleifmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierung aus einem konischen Bolzen (46) besteht, welcher in eine Öffnung (31) in dem Förderrad (25) eingreift.