DE10037015A1 - Flügelnut-Schleifvorrichtung für einen Kompressorzylinder - Google Patents

Abstract

Eine Flügelnut-Schleifvorrichtung für einen Kompressorzylinder (1), der mit einer Innenöffnung (2) und einer von dieser radial auswärts verlaufenden Flügelnut (3) versehen ist, weist eine Kompressorzylinder-Haltevorrichtung (50), Schlitten (21, 25), die entlang einer Mittellinie der Innenöffnung (2) und rechtwinklig zu der Flügelnut (3) bewegar sind, einen Schleifscheiben-Halter (33), der einer offenen Seite der Innenöffnung (2) zugewandt ist, und ein zum Verriegeln des Schleifscheiben-Halters (33) vorgesehenes Trägerteil (41) auf, das der anderen offenen Seite der Innenöffnung (2) zugewandt ist. Der Schleifscheiben-Halter (33) und das Trägerteil (41) sind an einem Schlitten (25) nahe dem Kompressorzylinder (1) angeordnet. Bei Einführung der Schleifscheibe (11) in die Flügelnut (3) ist ein distales Ende des Schleifscheiben-Halters (33) in festem Eingriff in dem Trägerteil (41) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flügelnut-Schleifvorrichtung für einen Kompressorzylinder, der eine Innenöffnung und eine radial nach außen von der Innenöffnung verlaufende Flügelnut aufweist.

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Typs herkömmlicher Flügelnut-Schleifvorrichtungen, bei dem ein Kompressorzylinder 1, der mittels einer (nicht gezeigten) Haltevorrichtung in Position gehalten wird, eine Innenöffnung 2 (Mittellinie 01) und eine radial nach außen von der Innenöffnung 2 verlaufende Flügelnut 3 aufweist. In die Innenöffnung 2 sind ein Halter 5 und ein Innenschleifelement 6 vom Toothpick-Typ eingeführt, wobei der Halter 5 an dem linken Ende eines Körpers 4 der Schleifvorrichtung befestigt ist, ein rechtes Ende des Schleifelements 6 mit einer Spindel 7 verbunden ist und ein linkes Ende des Schleifelements 6 drehbar von dem Halter 5 aufgenommen ist. Während das Schleifelement 6 mittels der Spindel 7 eine Hochgeschwindigkeits-Drehbewegung ausführt, und dabei der Kör­ per 4 zusammen mit dem Schleifelement 6 in der Richtung des Pfeils X1 bewegt wird, schleift das Schleifelement 6 eine Fläche der einander gegenüberliegende Flächen der Nut 3, und wenn der Körper 4 in Gegenrichtung des Pfeils X1 bewec wird, schleift das Schleifelement 6 die jeweils andere der einander gegenüberlk genden Flächen der Nut 3. Bei 8 ist ein offener Raum vorgesehen. Generell ist b' einem Kompressor vom Flügel-Typ der Zylinder 1 von beiden Seiten her jewei durch ein Seitengehäuse bedeckt, und eine in der Nut 3 angeordnete rechteckig Flügelplatte kontaktiert die Außenfläche eines (nicht gezeigten) exzentrischen Rotors.

Bei dem oben erläuterten Schleifsystem variiert jedoch die durch das Schleifele ment 6 erzeugte Abrasion an Stellen unterschiedlicher Abstände vom proximale Ende des Schleifelements, so dass der Grad (die Präzision) der Ebenheit und der Grad (die Präzision) der Parallelität der einander gegenüberliegenden Flächen Nut 3 beeinträchtigt werden. Zudem sind aufgrund des kleinen Durchmessers des Schleifelements 6 dessen Schleifgeschwindigkeit an der Fläche und dessen Härte unvermeidlicherweise nur gering, wobei sich diese Nachteile mit abnehmende Breite der Nut 3 noch verstärken.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Plattenschleifsystem ist eine Schleifplatte 10 an einem stangenförmigen Halter 9 gehalten und wird mittels einer innerhalb des Haltes 9 installierten Antriebskraftübertragungsvorrichtung in Pfeilrichtung angetrieben. Wenn der Halter 9 in Richtung des Pfeils X2 nach links bewegt wird, schleift die Schleifplatte 10 eine der einander gegenüberliegenden Flächen der Nut 3, und wenn der Halter 2 in Gegenrichtung des Pfeils X2 zurück in die Position gemäß Fig. 9 bewegt wird, schleift er die andere Fläche der Nut 3.

Da sich jedoch bei dem Schleifsystem gemäß Fig. 9 mit fortschreitendem Schleif­ vorgang der Abstand, um den der Halter 9 vorsteht, verändert, und der Halter 9 ein Ausleger ist, lässt sich nicht vermeiden, dass der Grad der Ebenheit und der Grad der Parallelität ungleichmäßig werden. Zudem ist es schwierig, die Schleif­ scheibe auszuwechseln, da zu diesem Zweck nicht nur die Schleifscheibe 10, son­ dern auch Riemen, Lager etc. ausgewechselt werden müssen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Flügelnut-Schleifvorrichtung für einen Kom­ pressorzylinder zu schaffen, die eine verbesserte Herstellungspräzision, insbeson­ dere hinsichtlich der Ebenheit und der Parallelität, sowie eine verbesserte Herstel­ lungseffizienz ermöglicht.

Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung eine für einen Kompressorzylinder vorgesehene Flügelnut-Schleifvorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen; vor­ teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Flügelnut-Schleifvorrichtung während einer Schleifoperation;

Fig. 2 eine entlang der Linie II-II von Fig. 1 angesetzte schematische Schnittar sicht;

Fig. 3 eine entlang der Linie III-III von Fig. 1 angesetzte schematische Schnitt ansicht;

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 2;

Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 3;

Fig. 7A, Fig. 7B und Fig. 7C jeweils Ansichten eines Teils von Fig. 5 zur Darstellung modifizierter Aus­ gestaltungen;

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht einer Flügelnut-Schleifvorrichtung gemäß dem Stand der Technik; und

Fig. 9 eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Flügelnut-Schleifvorrich­ tung gemäß dem Stand der Technik.

In Fig. 1-3, die einer erste Ausführungsform der Flügelnut-Schleifvorrichtung gemäß der Erfindung zeigen, sind diejenigen Teile, die Teilen der herkömmlichen Vorrichtungen gemäß Fig. 8 und 9 gleich sind oder diesen entsprechen, mit glei­ chen Bezugszeichen versehen. Gemäß Fig. 1 ist auf einer Basis 14 ein vor- und rückwärts verfahrbarer Schlitten 16 von einer Schiene 15 gehalten, die in der Vor­ und Rückwärts-Bewegungsrichtung verläuft, d. h. in Fig. 1 senkrecht zur Blattebe­ ne. Ein an der Unterfläche des vorwärts und rückwärts verfahrbaren Schlittens 16 ausgebildetes Innengewinde 17 befindet sich über Kugeln (die eine Kugelspindel bilden) im Gewindeeingriff mit einer Führungsschraube 18, die mit der Abtrieb welle eines Wechselstrom-Servomotors (beide nicht gezeigt) verbunden ist, der an der Basis 14 befestigt ist. Somit wird durch Antreiben des Vorwärts-/Rück­ wärts-Schlittens 16 in einer Hin- und Herbewegungsrichtung, d. h. in irgendeiner Richtung, die in Fig. 1 senkrecht zur Blattebene verläuft, eine Schleifscheibe 11 unter einem rechten Winkel auf die Flächen der Flügelnut 3 hin bewegt. Dies er­ möglicht das Zustellen der Schleifscheibe 11 mit vorbestimmter Schnitttiefe zu der gegenüberliegenden Fläche der Flügelnut 3.

An dem vor- und rückwärts verfahrbaren Schlitten 16 ist ein nach rechts und links verfahrbarer Schlitten 21 von einer Schiene 20 gehalten; dieser Schlitten 21 ist zwecks Bewegung nach rechts und links über einen weiteren (nicht gezeigten) Kugelspindelmechanismus mit einem Wechselstrom-Servomotor 22 verbunden, der an dem vor- und rückwärts verfahrbaren Schlitten 16 befestigt ist.

An einer vertikalen Schiene 24 des Rechts-links-Schlittens 21 ist ein auf- und ab­ wärts verfahrbarer Schlitten 25 gelagert, der zwecks Auf- und Abwärtsbewegung über einen weiteren (nicht gezeigten) Kugelspindelmechanismus mit einem Wech­ selstrom-Servomotor 26 verbunden ist, welcher seinerseits am oberen Bereich des Rechts-links-Schlittens 21 befestigt ist.

In einer Ausnehmung 28, die an der rechten Seitenfläche im mittleren Höhenbe­ reich des auf- und abwärts verfahrbaren Schlittens 25 ausgebildet ist, greift ein linker Endteil eines Index-Tisches 30 einer Index-Maschine 29 ein. An der rechten Seitenfläche des auf- und abwärts verfahrbaren Schlittens 25 ist über der Aus­ nehmung 28 eine Basis 31 befestigt, die mit einem Motor 32 und einem Schleif­ plattenhalter 33 versehen ist, wobei eine Abtriebs-Riemenscheibe 34 des Motors 32 über einen Synchronriemen 35 mit einer Riemenscheibe 36 verbunden ist, und wobei ein Zahnrad 38, das fest mit einer Achse 37 verbunden ist, welche ebenfalls fest mit der Riemenscheibe 36 verbunden ist, mit einem außerhalb des Umfangs der Schleifscheibe 11 ausgebildeten Zahnrad 39 (siehe Fig. 5) kämmt. Zwei an den untersten Enden der Halter 33 angeordnete keilförmige Vorsprünge 40 greifen mit einem keilförmigen konkaven Bereich 42 zusammen, der am oberen Ende ei­ nes Trägerteils 41 ausgebildet ist, wobei sich der Punkt des Zusammengriffs in­ nerhalb einer in dem Index-Tisch 30 ausgebildeten Öffnung 43 befindet.

Das Trägerteil 41 ist auf- und abwärtsbewegbar an einer vertikalen Schiene 45 geführt, die an der rechten Seitenfläche des auf- und abwärts verfahrbaren Schlit­ tens 25 befestigt ist, wobei das untere Ende des Trägerteils 41 mit einer Stange 47 eines am Auf-/Abwärts-Schlitten 25 befestigten Hydrauliköl-Zylinders 46 verbunden ist.

In einem oberen Umfangsbereich der Öffnung 43 des Index-Tisches 30 befindet sich ein C-förmiger Abstandhalter-Ring 49 derart im Eingriff, dass sein Spalt 49a in die in Fig. 1 rechte Richtung weist (d. h. zur Mitte des Index-Tisches 30 hin). An diesem Abstandhalter-Ring 49 ist der Zylinder 1 angeordnet, wobei sich seine Flü­ gelnut 3 direkt an dem Schlitz 49a befindet, und der Zylinder 1 mittels eines Paa­ res von Armen 50a einer Klemmvorrichtung 50 (bei der es sich um ein Beispiel für die Haltevorrichtung handelt) klemmend gehalten ist. Da die Flügelnut 3 des Zy­ linders 1 relativ zu der Öffnung 43 zur Seite der Tisch-Mitte hin angeordnet ist, wird ein Moment, das auf den Index-Tisch 30 aufgrund der Schleifkraft ausgeübt wird, die während des Schleifvorgangs rechtwinklig auf eine der einander gegen­ überliegenden Flächen der Flügelnut 3 einwirkt, reduziert, so dass es leichter wird, den Index-Tisch 30 stationär und fest zu halten und die Herstellungsgenauigkeit zu erhöhen. In Fig. 2 ist bei 51 ein an dem Index-Tisch 30 festgelegter Hydraulik­ öl-(Klemm-)Zylinder gezeigt, und 52 ist eine Klemm-Mutter, die mit dem oberen Ende des von dem Zylinder 51 abstehenden Stiftes zusammengreift. Gemäß Fig. 3 sind an dem Index-Tisch 30 Arbeitsstationen vorgesehen, z. B. eine Lade-/Entlade- Station P1, eine Schleif-Station P2 und eine Mess-Station P3, die in regulären In­ tervallen schrittweise bewegbar auf einem Kreis angeordnet sind. Wenn ein Werk­ stück geklemmt wird, werden die Arme 50a, die, wie in Fig. 3 bei der Lade-Station P1 gezeigt, zur Mitte des Tischs hin gerichtet sind, auf die Richtung der Zylinder- Mitte hin gedreht, wie an der Schleif-Station P2 gezeigt, und dann zwangsweise nach unten hin bewegt, um das Werkstück (Zylinder 1) zu klemmen. Wenn der klemmende Angriff an dem Werkstück gelöst werden soll, werden die Arme 50a, die, wie an der Mess-Station P3 gezeigt, auf einer Kreislinie angeordnet sind, zwangsweise aufwärts bewegt, um ihren Klemmgriff zu lösen, und derart gedreht, dass sie zur Mitte des Index-Tisches 30 hin weisen, wie an der Entlade-Station P1 gezeigt ist.

Fig. 4, 5, 6 zeigen vergrößerte Teilansichten von Fig. 1, 2 bzw. 3. Wie Fig. 5 deutlich zeigt, weist die Schleifplatte 11 eine kreisförmige Stahlplatte auf, die an ihrem Umfang mit einem Zahnkranz 39 versehen ist und auf beiden Seiten mit Schleifschichten 55 (Membranen, dünnen Platten etc.) wie z. B. aus cBN (kubi­ schem Bornitrid) versehen ist. Ein zentraler Achsstift 56 ist mittels eines Lagers 57 in Öffnungen 58 des zweigeteilten Halters 33 gelagert. Die Schleifschichten 55 sind durch kleine Zwischenräume von verzahnten Teilen 54 beabstandet. Mit 59 ist eine Mutter, mit 60,60 sind Abdeckteile und mit 61 ist ein Stift gekennzeichnet. Gemäß Fig. 4 ist die Schleifscheibe 11 relativ zu dem Halter 33 weiter nach rechts hin exponiert, so dass die Schleifschichten 55 der Schleifscheibe 11 in der Lage sind, während ihrer Auf- und Abwärtsbewegung jede der einander gegenüberlie­ genden Flächen der Flügelnut 3 vollständig abzudecken oder zu schleifen, und dass der Zahnkranz 39 in den offenen Raum 8 hinein abstehen kann.

Obwohl Fig. 1 den Zustand zeigt, in dem die Schleifoperation abläuft, wird vor den Schleifoperation das Trägerteil 41 auf die Position 41' abgesenkt, der Aufwärts-/ Abwärts-Schlitten 25 auf die Position 25' angehoben, um das Trägerteil 41 unter­ halb der Öffnung 43 zu halten sowie den Halter 33 oberhalb der inneren Öffnung 2 und oberhalb der Klemmvorrichtung 50 zu halten, der Index-Tisch 30 in Richtung des Pfeils gemäß Fig. 3 gedreht und ein ungeschliffener Zylinder 1 zu der Schleif- Station P2 bewegt. Dann wird die Rechts-/Links-Position des Rechts-/Links-Schlit­ tens 21 festgelegt, wenn die Schleifscheibe 11 die Position gemäß Fig. 1 oder Fig. 6 einnimmt. Der Motor 32 wird durchgehend betätigt. Wenn der Halter 33 abge­ senkt wird, wird das Trägerteil 41 angehoben, wodurch gemäß Fig. 1 die keilför­ migen Vorsprünge 40 in Eingriff mit den keilförmigen konkaven Bereichen 42 be­ wegt werden. Der Aufwärts-/Abwärts-Schlitten 25 wiederholt seine Auf- und Ab­ wärtsbewegung, so dass eine der einander gegenüberliegenden Flächen der Flü­ gelnut 3 mittels des vor- und rückwärts verfahrbaren Schlittens 16 allmählich ge­ schnitten bzw. geschliffen wird. Wenn der vorbestimmte Schnitt hergestellt wor­ den ist, wird die andere Fläche auf die gleiche Weise geschnitten. Wenn die Schleifoperation beendet ist, wird der Schlitten 25 auf 25' angehoben, das Träger­ teil 41 auf 41' abgesenkt und der Index-Tisch 30 in Richtung des Pfeils gemäß Fig. 3 um 120° gedreht, so dass der Zylinder 1 frei von dem Aufwärts-/Abwärts- Schlitten 25 und dem Trägerteil 41 wird. Zu diesem Zeitpunkt werden das Laden und Entladen an der Station P1 sowie das Messen an der Station P3 beendet.

Gemäß Fig. 7A können in einem Fall, in dem die radiale Tiefe eines offenen Raums 8a klein ist und es schwierig wäre, an einer Schleifscheibe einen Zahnkranz 39 wie in Fig. 1 und Fig. 5 anzubringen, eine ohne Verzahnung belassene Schleifscheibe 11a und ein angrenzender Zahnkranz 65 in einem Körper z. B. mit Hilfe federbe­ aufschlagter Stifte 66 kombiniert werden, wobei die Verzahnung 65 durch einen (nicht gezeigten) Führungszahnkranz angetrieben wird, der in den Haltern 33 gehalten ist. Bei dieser Ausgestaltung erhält die Schleifscheibe 11a, die periodisch zwecks Reparatur ausgetauscht werden muss, eine einfache Struktur, so dass ein Austausch weniger häufig erforderlich ist oder ganz entfallen kann und die Be­ triebskosten reduziert werden.

Statt des Zahnkranzes 65 kann eine Riemenscheibe 68 (Fig. 7B) verwendet wer­ den, die von einem Riemen mit kreisförmigem Querschnitt, einem Synchronrie­ men oder dgl. angetrieben werden kann. In diesem Fall kann der gleiche Effekt wie gemäß Fig. 7A erzielt werden.

Anstelle der Riemenscheibe 68 kann ein Kegelrad 69 (Fig. 7C) verwendet werden, das mit einem von den Haltern 33 gehaltenen Kegelradritzel 70 zusammengreift, welches seinerseits durch ein (nicht gezeigtes) Kabel angetrieben wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen kompakten Antriebsmechanismus und eine Redu­ zierung der Herstellungskosten.

Ferner können anstelle der keilförmigen Vorsprünge 40 und des keilförmigen kon­ kaven Bereichs 42 ein konischer Vorsprung und ein konischer Ausnehmungsbe­ reich verwendet werden. Bei dieser Variante wird eine Festlegung sowohl in der Rechts-/Links-Richtung als auch in der Vorwärts-/Rückwärts-Richtung erzielt, wo­ durch sich eine hohe Herstellungsgenauigkeit und niedrige Herstellungskosten er­ geben. Andererseits gewährleisten der keilförmige Vorsprung 40 und der keilför­ mige konkave Bereich, die in den Figuren gezeigt sind, eine feste Positionshaltung in der Vorwärts-/Rückwärts-Richtung der Schleifscheibe 11,11a, sowie einen exakten Abstand und ein exaktes Maß an Parallelität und Ebenheit der einander gegenüberliegenden Flächen der Flügelnut 3. Die zweigeteilten Halter 33, 33 gemäß Fig. 2 und 5 gewährleisten eine einfache Montage.

Da bei der gemäß Anspruch 1 ausgebildeten ersten Ausführungsform der Erfin­ dung während des mittels des Auf-/Abwärts-Schlittens 25 erfolgenden Schleifens der Flügelnut 3 das untere Ende des Halters 33 fest von dem Trägerteil 41 einge­ schlossen ist, d. h. die Schleifscheibe 11 sowohl an der oberen als auch an der un­ teren Seite und somit nicht lediglich freischwebend gehalten ist, ist eine stabile Halterung gewährleistet, so dass das Maß der Ebenheit und der Parallelität der Flügelnut beträchtlich verbessert werden.

Mit der in Anspruch 2 angegebenen zweiten Ausführungsform werden eine präzise Arbeitsposition und eine hohe Schleifeffizienz erreicht.

Bei der dritten Ausführungsform gemäß Anspruch 3 wird das untere Ende des Hal­ ters 33 von dem Trägerteil 41 fest in Position gehalten.

Bei der vierten Ausführungsform gemäß Anspruch 4 können die Vorwärts-/Rück­ wärts-, Rechts-/Links- und Auf-/Abwärts-Bewegungen der Schleifscheibe 11 stabil und leicht durchgeführt werden, und die Führungsmechanismen werden verein­ facht.

Claims (4)

1. Flügelnut-Schleifvorrichtung für einen Kompressorzylinder (1) mit einer In­ nenöffnung (2) und einer von der Innenöffnung (2) radial nach außen verlau­ fenden Flügelnut (3), mit
einer Kompressorzylinder-Haltevorrichtung (30; 50),
Schlitten (16, 21, 25), die entlang einer Mittellinie (O1) der Innenöffnung (2) und entlang einer rechtwinklig zu der Flügelnut (3) verlaufenden Richtung bewegbar sind,
einem Schleifscheiben-Halter (33), der einer offenen Seite der Innenöffnung (2) zugewandt ist, und
einem zum Verriegelungs-Zusammengriff (40,42) mit dem Schleifscheiben- Halter (33) vorgesehenen Trägerteil (41), das der anderen offenen Seite der Innenöffnung (2) zugewandt ist,
wobei der Schleifscheiben-Halter (33) und das Trägerteil (41) beide an dem Schlitten (25) nahe dem Kompressorzylinder (1) angeordnet sind, und,
bei Einführung der Schleifscheibe (11) in die Flügelnut (3) ein distales Ende des Schleifscheiben-Halters (33) in festem Eingriff in dem Trägerteil (41) an­ geordnet ist.

2. Flügelnut-Schleifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressorzylinder-Haltevorrichtung ein Index-Tisch (30) ist, der mehre­ re in regelmäßigen Intervallen angeordnete Arbeitsstationen (P1, P2, P3) auf­ weist, die mit Klemmen (50a) versehen sind.

3. Flügelnut-Schleifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass eines der zur gegenseitigen Zusammengriff vorgesehenen Teile des Schleifscheiben-Halters (33) und des Trägerteils (41) ein keilförmiger Vor­ sprung (40) und das andere Teil ein keilförmiger konkaver Bereich (42) ist.

4. Flügelnut-Schleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Schlitten in Form mehrerer kombinierter Schlitten (16, 21, 25) vorgesehen sind.