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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Werkstückaufnahme- und
Fördereinrichtung für eine Vorrichtung zum Kurzhubhonen
rotationssymmetrischer Werkstücke im spitzenlosen Durchlaufverfahren
sowie auf eine mit einer solchen Werkstückaufnahme- und
Fördereinrichtung ausgestattete Vorrichtung und auf ein
Verfahren zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer Werkstücke
im spitzenlosen Durchlaufverfahren.
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Beim
Kurzhubhonen rotationssymmetrischer Werkstücke im spitzenlosen
Durchlaufverfahren werden die Werkstücke durch ein Paar
von Tragwalzen aufgenommen und liegen während der Bearbeitung in
einem zwischen Mantelflächen der Tragwalzen gebildeten
Aufnahmespalt. Die für die Kurzhubbearbeitung erforderliche
Drehung der Werkstücke um ihre Werkstückachse
wird dadurch erreicht, dass mindestens eine der Tragwalzen drehend
angetrieben wird, so dass sich die Tragwalzen gleichsinnig drehen
und das im Aufnahmespalt liegende Werkstück gegensinnig
zu den Tragwalzen dreht. Durch eine gegenseitige Schrägstellung
der Tragwalzen können die zu bearbeitenden Werkstücke
in Längsrichtung des Aufnahmespaltes fortbewegt werden.
Die Werkstücke können dadurch gleichmäßig
unter Honsteinen oder Honleisten hindurchbewegt werden, die mittels
eines Oszillationsantriebs in einer achsparallel zum Aufnahmespalt
gerichteten Oszillationsrichtung hochfrequent oszillieren. Das deutsche
Gebrauchsmuster
GM 75
17 159 und die deutsche Patentanmeldung
DE 196 17 663 A1 zeigen
Beispiele für Werkstückaufnahme- und Fördereinrichtungen
mit schräggestellten Tragwalzen.
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Der
Verschränkungswinkel der gegeneinander schräg
gestellten Tragwalzen bestimmt dabei zusammen mit der Umfangsgeschwindigkeit
der Mantelflächen der Tragwalzen die Vorschubgeschwindigkeit
der Werkstücke. Durch die gegensinnige, schräge
Anordnung der Tragwalzen zueinander würden die Werkstücke
bei Tragwalzen mit kreiszylindrischen Mantelflächen keine
gerade, sondern eine bogenförmige Bahn beschreiben. Diesem
Effekt wird dadurch begegnet, dass die Mantelflächen der
Tragwalzen hyperboloidförmig gestaltet sind. Die Schrägungswinkel
der Tragwalzen, die Hyperboloidform der Tragwalzen sowie die Durchmesserverhältnisse zwischen
den Tragwalzen und den Werkstücken sind jeweils aufeinander
abzustimmen, um eine gewünschte Relation zwischen der erzielbaren
Drehgeschwindigkeit der Werkstücke und deren Vorschubgeschwindigkeit
zu erzielen. Die Anpassung an andere Werkstückdimensionen
oder andere Prozessparameter wird dadurch aufwändig.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Werkstückaufnahme-
und Fördereinrichtung für eine Vorrichtung zum
Kurzhubhonen mittels spitzenlosem Durchlaufverfahren zu schaffen,
bei der der Aufwand zur Anpassung an unterschiedliche Werkstücktypen und
unterschiedliche Prozessparameter gegenüber herkömmlichen
Vorrichtungen deutlich verringert ist. Insbesondere sollen auch
mit herkömmlichen Einrichtung nicht oder nur mit großem
Aufwand erzielbare Werkstückbewegungen und Oberflächenstrukturen
ermöglicht werden.
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Zur
Lösung dieser und anderer Aufgaben stellt die Erfindung
eine Werkstückaufnahme- und Fördereinrichtung
für eine Vorrichtung zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer
Werkstücke im spitzenlosen Durchlaufverfahren mit den Merkmalen
von Anspruch 1, eine mit einer solchen Werkstückaufnahme-
und Fördereinrichtung ausgestattete Vorrichtung zum Kurzhubhonen
im spitzenlosen Durchlaufverfahren mit den Merkmalen von Anspruch
17 sowie ein mit Hilfe dieser Einrichtungen durchführbares
Verfahren zum Kurzhubhonen im spitzenlosen Durchlaufverfahren mit
den Merkmalen von Anspruch 20 bereit.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird
durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Eine
erfindungsgemäße Werkstückaufnahme- und
Fördereinrichtung für eine Vorrichtung zum Kurzhubhonen
rotationssymmetrischer Werkstücke im spitzenlosen Durchlaufverfahren
hat mindestens ein Paar von Tragwalzen zur Aufnahme von Werkstücken
in einem zwischen Mantelflächen der Tragwalzen gebildeten
Aufnahmespalt sowie ein Drehantrieb zur aktiven Drehung mindestens
einer der Tragwalzen derart, dass sich die Tragwalzen bei Drehung
der aktiv angetriebenen Tragwalze(n) im Betrieb der Vorrichtung
bei eingelegtem Werkstück gleichsinnig drehen. Das Werkstück
dreht sich dann gegensinnig zu den Tragwalzen um seine Werkstückachse.
Zum Vorschub bzw. zur Fortbewegung von in dem Aufnahmespalt aufgenommenen
Werkstücken in Längsrichtung des Aufnahmespaltes
ist eine von den Tragwalzen gesonderte Fördereinrichtung
vorgesehen. Dadurch ist es möglich, dass die Drehgeschwindigkeit von
im Aufnahmespalt aufgenommenen Werkstücken und die Fortbewegungsgeschwindigkeit
der Werkstücke in Längsrichtung des Aufnahmespaltes unabhängig
voneinander eingestellt werden können.
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Durch
diese Ausgestaltung ergeben sich zahlreiche Vorteile. Beispielsweise
ist es möglich, die Vorschubgeschwindigkeit im Vergleich
zu herkömmlichen Vorschubgeschwindigkeiten wesentlich zu
erhöhen, ohne gleichzeitig die Umfangsgeschwindigkeit zu
verändern. Dies kann beispielsweise erwünscht
sein, wenn im spitzenlosen Durchlaufverfahren eine im Wesentlichen
axial Bearbeitungsstruktur auf der Werkstückaußenfläche
aufgebracht werden soll. Eine „im Wesentliche axiale" Bearbeitungsstruktur
zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die durch die oszillierenden
Bearbeitungswerkzeuge (z. B. Finishsteine oder Finishleisten oder
Finishband) erzeugten Bearbeitungsriefen im Wesentlichen parallel
zur Symmetrieachse der rotationssymmetrischen Werkstücke
verlaufen. So können beispielsweise Winkel von weniger
als 10° oder weniger als 5° zur Axialrichtung
eingestellt werden.
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Es
ist auch möglich, den Drehantrieb zur aktiven Drehung mindestens
einer der Tragwalzen zeitweise anzuhalten, so dass in diesen Zeitintervallen keine
Werkstückdrehung erfolgt und daher durch die Bearbeitung
axial gerichtete Bearbeitungsspuren entstehen. Der Drehantrieb kann
beispielsweise intermittierend ein- und ausgestellt werden, so dass nach
und nach über den gesamten Umfang eines Werkstückes
axiale Bearbeitungsspuren entstehen. Bei sehr langsamer Drehung
können Bearbeitungsspuren mit geringem Winkel zur Axialrichtung
erzeugt werden.
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Weiterhin
ergeben sich erhebliche Vorteile dort, wo es bei herkömmlichen
Einrichtungen zu Problemen beim Werkstückvorschub bis hin
zu Aussetzern beim Vorschub kommen konnte. Das ist beispielsweise
dann der Fall, wenn hochviskose Kühlschmierstoffe oder
auch andere Kühlschmierstoffe verwendet werden, die die
Reibung der Werkstücke an den Mantelflächen der
Tragwalzen deutlich verringern. Erfindungsge mäße
Einrichtungen erlauben dagegen die Verwendung von hochviskosen Kühlschmierstoffen
ohne Einschränkung, da zum Werkstückvorschub keine
Reibung zwischen Werkstückoberfläche und Tragwalzen-Mantelfläche
mehr benötigt wird. Das erweitert das Spektrum möglicher
Fertigungshilfsstoffe, so dass beispielsweise auch pastöse
Mittel zur Oberflächenbearbeitung eingesetzt werden können.
Probleme bei der Werkstückmitnahme könnte es auch
dann geben, wenn sehr glatte Oberflächen erzeugt werden
sollten, die zu geringen Reibwerten zwischen Werkstück
und Tragwalze führten. Erfindungsgemäße
Vorrichtungen sind in dieser Hinsicht nicht limitiert, so dass auch
Werkstücke spitzenlos transportierbar sind, die sehr glatte
Oberflächen bis hin zu spiegelglatten Oberflächen
haben könnten. Weiterhin ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
der Einsatz von reibwertmindernden Mitteln, wie z. B. Molybdänsulfid,
gewissen Polymeren etc. ohne Einschränkung möglich,
da der Reibwert zwischen Werkstückaußenfläche
und Tragwalzen-Mantelfläche nur so groß sein muss,
dass ein zuverlässiger Drehantrieb des Werkstückes
gewährleistet ist, während die Kraft für
die Vorschubbewegung nicht durch den Reibschluss zwischen Tragwalze
und Werkstück erzeugt werden muss.
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Wird
die Vorschubbewegung von der Umfangsbewegung getrennt und bekommt
jede dieser Bewegungen ihren eigenen Antrieb, dann entfällt auch
die Notwendigkeit der Schrägstellung der Tragwalzen und
damit auch der Zwang zur Erzeugung einer hyperboloidförmigen
Kontur der Tragwalzen. Der konstruktive und fertigungstechnische
Aufwand bei der Herstellung der Tragwalzen kann dadurch erheblich
vermindert werden.
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Vorzugsweise
sind die Tragwalzen eines Paares mit parallelen Drehachsen angeordnet und/oder
haben kreiszylindrische Mantelflächen. Es ist jedoch auch
möglich, dass die Tragwalzen gegeneinander verschränkt
sind und eine Hyperboloidform oder eine ballige Form haben, so dass
auch durch das Paar von Tragwalzen einen Anteil der Vorschubkraft
bewirkt wird.
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Bei
zahlreichen Ausführungsformen reicht ein einziges Paar
von Tragwalzen aus, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige
Konstruktion entsteht. Andere Ausführungsformen haben ein
erstes Paar von Tragwalzen und mindestens ein dem ersten Paar von
Tragwalzen nachgeschaltetes zweites Paar von Tragwalzen, wobei bei
jedem Paar von Tragwalzen zwischen den Mantelflächen der
Tragwalzen eine Aufnahmespalt gebildet wird und jedem Paar ein Drehantrieb
zur aktiven Drehung mindestens einer der Tragwalzen des Paares zugeordnet
ist. Die Aufnahmespalten können miteinander fluchten, so
dass die Werkstücke nacheinander zunächst im Bereich
des ersten Paares und nachher im Bereich des zweiten Paares bearbeitet
werden können. Beispielsweise kann im Bereich des vorgeschalteten ersten
Paares eine Grobbearbeitung stattfinden, bei der der überwiegende
Anteil des Materialabtrages erzeugt wird. Hierzu können
diese Tragwalzen übliche Drehgeschwindigkeiten haben. Beim
in Werkstückflussrichtung nachgeschalteten zweiten Paar
von Tragwalzen kann der Drehantrieb so angesteuert sein, dass wesentlich
geringere Drehgeschwindigkeiten vorliegen und/oder dass die Drehung
zeitweise ausgesetzt wird. Hierdurch können in einem nachgeschalteten
Bearbeitungsschritt im Wesentlichen axiale Bearbeitungsspuren erzeugt
werden. Eine Kaskade von mindestens zwei hintereinander geschalteten Paaren
von Tragwalzen ermöglicht somit eine sehr flexible Bearbeitung
von Werkstücken.
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Die
Fördereinrichtung ist bei manchen Ausführungsformen
als eine in Werkstückflussrichtung vor den Tragwalzen angeordnete
Vorschubeinrichtung ausgelegt. So kann beispielsweise ein Strang von
gleichartigen Werkstücken, die mit ihren axialen Stirnseiten
aneinander stoßen, kontinuierlich durch die Bearbeitungszone
im Bereich der Tragwalzen unterhalb der Bearbeitungswerkzeuge geschoben
werden. Es ist auch mög lich, einzelne Werkstücke
mit Abstand nacheinander durch die Bearbeitungszone zu schieben.
Zwischen der Fördereinrichtung und den Tragwalzen kann
eine mit dem Aufnahmespalt kommunizierende Führungseinrichtung,
beispielsweise eine Führungsschiene angeordnet sein, mit deren
Hilfe die Werkstücke in den Aufnahmespalt lagerichtig eingeführt
werden. Dadurch kann die Fördereinrichtung räumlich
vom Bereich der Tragwalzen und mit Abstand zu diesen aufgestellt
werden, wodurch die Flexibilität beim Aufbau der Gesamtvorrichtung
zum Kurzhubhonen erhöht wird. Die Führungseinrichtung,
insbesondere die Führungsschiene, ist in der Regel geradlinig,
kann jedoch auch mehrere im Winkel zueinander angeordnete Abschnitte
umfassen, um noch höhere Flexibilität bei der
Anordnung der Fördereinrichtung relativ zum Bereich der
Tragwalzen zu schaffen. Wenn die Führungseinrichtung, z.
B. die Führungsschiene, zumindest in dem den Tragwalzen
zugeordneten Endbereich ein V-förmiges Profil hat, so ist
eine störungsfreie Einführung in den ebenfalls
im Wesentlichen V-förmig gestalteten Aufnahmespalt zwischen
den Tragwalzen gewährleistet. Ein V-förmiges Profil
schafft auf einfache Weise eine zuverlässige Seitenführung
und Zentrierung der Werkstücke.
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Die
Fördereinrichtung kann auch in die mit den Tragwalzen ausgestattete
Bearbeitungseinrichtung integriert sein.
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Es
gibt zahlreiche Möglichkeiten der Ausgestaltung einer Fördereinrichtung,
so dass für jeden Anwendungsfall eine passende Lösung
bereitgestellt werden kann. Bei manchen Varianten umfasst die Fördereinrichtung
ein Paar von gleichsinnig drehantreibbaren Tragwalzen mit schräg
gegeneinander gestellten Drehachsen. Hierfür kann eine
herkömmliche Werkstückaufnahme- und Fördereinrichtung
verwendet werden, bei der jedoch im Unterscheid zur herkömmlichen
Nutzung keine Bearbeitung der durchgeführten Werkstücke
stattfindet. Daher kann hier auf eine Schmierung und dergleichen
verzichtet werden, so dass in der Regel ausreichende Vorschubkraft zum
Vorschub der Werkstücke gewährleistet ist.
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Bei
manchen Varianten umfasst die Fördereinrichtung eine Rollenanordnung
mit mindestens einer durch einen Drehantrieb antreibbaren Transportrolle.
Die Drehachse der Transportrolle kann quer, insbesondere im Wesentlichen
senkrecht zur Längsachse der zu fördernden Werkstücke
ausrichtet sein, so dass die Umfangsfläche der Transportrolle
im Wesentlichen in Fördereinrichtung abrollt und einen
wirkungsvollen Vorschub gewährleistet.
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Bei
manchen Ausführungsformen weist die Rollenanordnung mindestens
ein Rollenpaar mit zwei an gegenüberliegenden Seiten einer
Werkstückbahn angeordneten Rollen auf. Diese können beispielsweise
durch Federkraft oder auf andere Weise an die gegenüberliegenden
Seiten der durchzutransportierenden Werkstücke gepresst
werden, so dass die eingeklemmten Werkstücke zentriert werden
können. Die Rollen können passive Führungsrollen
sein, es kann auch mindestens eine der Rollen als Transportrolle
angetrieben sein. Die Rollenanordnung kann insbesondere in einem
den Tragwalzen zugeordneten Endbereich der Fördereinrichtung
angeordnet sein, um die Einfädelung der Werkstücke
in den Aufnahmespalt bzw. in eine zwischen dem Rollenantrieb und
dem Aufnahmespalt angeordnete Führungsschiene odgl. zu
unterstützen.
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Bei
manchen Ausführungsformen umfasst die Fördereinrichtung
mindestens ein endlos umlaufendes Förderband mit einer
der Werkstückbahn zugewandeten Förderfläche.
Zweckmäßig können zwei V-förmig
angeordnete Förderbänder vorgesehen sein, die
zwischen einander zugewandten Förderflächen einen
V-förmigen Transportspalt für Werkstücke bilden.
Eine solche Fördereinrichtung kann die Werkstücke
direkt in den Aufnahmespalt übergeben oder die Werkstücke
in eine zwischenliegende Führungsschiene o. dgl. einführen.
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Bei
manchen Ausführungsformen ist eine Kombination mit einer
Rollenanordnung vorgesehen, die zwischen den Förderbändern
und den Tragwalzen angeordnet ist und die Einführung der
Werkstücke in den Aufnahmespalt bzw. in eine zwischen dem Aufnahmespalt
und der Fördereinrichtung angeordnete Führungsschiene
unterstützt.
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Die
Bearbeitung der Werkstücke kann im Strang vorgenommen werden,
wobei die Werkstücke mit axialen Stirnseiten aneinander
anstoßen, so dass ein in Werkstückflussrichtung
weiter vorne angeordnetes Werkstück mit Hilfe von dahinter
angeordneten Werkstücken vorgeschoben wird, die die Vorschubskraft
vermitteln. Es ist auch eine Bearbeitung mit Abstand zwischen nacheinander
zu bearbeitenden Werkstücken möglich. Insbesondere
für solche Anwendungen kann die Fördereinrichtung
eine in Transportrichtung verschiebbare Schubstange zum Einführen
von Werkstücken in den Aufnahmespalt umfassen. Die hin-
und herbewegbare Schubstange kann intermittierend angetrieben werden,
um beispielsweise nacheinander Werkstücke, die von einem
Magazin oder auf andere Weise bereitgestellt werden, in den Aufnahmespalt
und durch den Aufnahmespalt hindurch zu schieben.
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Manche
Fördereinrichtungen arbeiten ausschließlich über
Reibschluss zwischen geeigneten Förderflächen
(z. B. Umfangsflächen von Transportrollen und/oder Förderflächen
von Förderbändern). Bei manchen Ausführungsformen
ist dagegen eine Mitnehmeeinrichtung mit mindestens einem Mitnehmerelement
zum formschlüssigen Angreifen an einem Geometrieelement
eines Werkstückes vorgesehen. Die Mitnehmeeinrichtung kann
so ausgestaltet sein, dass Mitnehmer von unten in den zwischen den Tragwalzen
gebildeten Aufnahmespalt eingreifen. Auf diese Weise können
die Werkstücke im Bereich der Tragwalzen mit Hilfe des
oder der Mitnehmer zuverlässig vorgeschoben werden, während
gleichzeitig die Bearbeitung von der dem Mitnehmer abgewandten Seite, d.
h. von oben stattfindet. Eine relativ einfache und zuverlässige
Konstruktion lässt sich dadurch erzielen, dass die Mitnehmereinrichtung
einen endlos umlaufenden Mitnehmerförderer mit einer Vielzahl
von mit Abstand zueinander angeordneten Mitnehmerelementen umfasst.
Dieser kann horizontal oder vertikal umlaufen, um die Mitnehmerelemente
von unten in den Aufnahmespalt zu leiten. Die Mitnehmereinrichtung
kann räumlich in die mit den Tragwalzen ausgestattete Bearbeitungseinheit
integriert sein, so dass keine in Materialflussrichtung vorgeschaltete
Vorschubeinrichtung erforderlich ist. Nützlich können
mit dem Aufnahmespalt kommunizierende Führungsschienen
sein, die auf der Einlassseite die Einführung von Werkstücken
in den Aufnahmespalt und auf der Auslassseite den Weitertransport
der Werkstücke zum nachgeschalteten Stationen erleichtern.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer
Werkstücke im spitzenlosen Durchlaufverfahren, bei dem
mindestens ein Werkstück in einem zwischen zwei Tragwalzen
gebildeten Aufnahmespalt aufgenommen und mindestens zeitweise unter
Drehung der Tragwalzen um seine Werkstückachse gedreht
wird, wobei das Werkstück gleichzeitig in Längsrichtung
des Aufnahmespaltes fortbewegt wird, wobei das Werkstück
mittels einer von den Tragwalzen gesonderten Fördereinrichtung
in Längsrichtung des Aufnahmespaltes bewegt wird.
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Bei
manchen Ausführungsformen werden die Drehgeschwindigkeit
des mindestens einen im Aufnahmespalt aufgenommenen Werkstückes
und die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Werkstückes in
Längsrichtung des Aufnahmespaltes unabhängig voneinander
eingestellt bzw. gesteuert. Damit sind auch Kombinationen von Vorschubgeschwindigkeit und
Drehgeschwindigkeit möglich, die mit herkömmlichen
Bearbeitungsanlagen, welche mit schräggestellten Transportwalzen
arbeiten, nicht möglich waren.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Kurzhubhonen
rotationssymmetrischer Werkstücke im spitzenlosen Durchlaufverfahren,
die mit einer Werkstückaufnahme- und Fördereinrichtung
ausgestattet ist. Diese umfasst mindestens einen Oszillationsantrieb
sowie mindestens ein von dem Oszillationsantrieb oszillierend antreibbares
Bearbeitungswerkzeug; mindestens ein Paar von Tragwalzen zur Aufnahme
mindestens eines Werkstückes in einem zwischen Mantelflächen
der Tragwalzen gebildeten Aufnahmespalt, der im Arbeitsbereich des
mindestens einen Bearbeitungswerkzeuges angeordnet ist; einen Drehantrieb
zur aktiven Drehung mindestens einer der Tragwalzen; und eine von
den Tragwalzen gesonderte Fördereinrichtung zur Fortbewegung
von in dem Aufnahmespalt aufgenommenen Werkstücken in Längsrichtung
des Aufnahmespalts. Die Längsrichtung des Aufnahmespaltes läuft
dabei parallel zur Oszillationsrichtung des Bearbeitungswerkzeuges.
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Vorzugsweise
sind unabhängige Steuereinrichtungen für die Drehgeschwindigkeit
des mindestens einen im Aufnahmespalt aufgenommenen Werkstückes
und die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Werkstückes in
Längsrichtung des Aufnahmespaltes vorgesehen, wobei diese
Geschwindigkeiten in weiten Grenzen aufeinander abgestimmt variierbar
sind.
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Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren
in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der
Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für sich schutzfähige Ausführungen
darstellen können. Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher
erläutert.
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1 zeigt
eine schrägperspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer Werkstücke
im spitzenlosen Durchlaufverfahren;
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2 zeigt
eine schrägperspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer Werkstücke
im spitzenlosen Durchlaufverfahren;
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3A, 3A zeigen
schrägperspektivische Detailansichten einer dritten Ausführungsform einer
Vorrichtung zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer Werkstücke
im spitzenlosen Durchlaufverfahren;
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4 zeigt
eine schrägperspektivische Darstellung eines Details einer
vierten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Kurzhubhonen
rotationssymmetrischer Werkstücke im spitzenlosen Durchlaufverfahren;
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5 zeigt
eine schrägperspektivische Darstellung einer fünften
Ausführungsform einer Vorrichtung zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer Werkstücke
im spitzenlosen Durchlaufverfahren;
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6 zeigt
eine schrägperspektivische Darstellung einer sechsten Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer Werkstücke
im spitzenlosen Durchlaufverfahren;
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7A, 7B zeigen
eine schrägperspektivische Gesamtansicht (7A)
und eine schrägperspektivische Detailansicht (7B)
einer siebten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Kurzhubhonen
rotationssymmetrischer Werkstücke im spitzenlosen Durchlaufverfahren,
und
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8 zeigt
eine schrägperspektivische Darstellung einer achten Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer Werkstücke
mit zwei Paaren von Tragwalzen, denen jeweils eine Honwerkzeugeinrichtung
zugeordnet ist.
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Die
schrägperspektivische Darstellung in 1 zeigt
eine erste Ausführungsform von einer Vorrichtung 100 zum
Kurzhubhonen rotationssymmetrischer Werkstücke im spitzenlosen
Durchlaufverfahren, welche im Folgenden auch kurz als „spitzenlose
Durchlauffinishmaschine" oder vereinfacht als „Durchlauffinishmaschine"
bezeichnet wird. Sie hat eine Werkstückaufnahmeeinrichtung 110 mit
einem Paar von zwei identischen Tragwalzen 112A, 112B,
die um parallele, horizontal ausgerichtete Drehachsen über
einen gemeinsamen Drehantrieb gleichsinnig gedreht werden können.
Zwischen den kreiszylindrischen Mantelflächen der Tragwalzen
ist ein im Wesentlichen V-förmiger Aufnahmespalt 114 gebildet,
der dazu dient, ein Werkstück oder mehrere in Reihe angeordnete
Werkstücke 120 so aufzunehmen, dass deren nach
oben gerichteten Umfangsflächenbereiche mit Hilfe von Honwerkzeugen 132 einer
Honwerkzeugeinrichtung 130 bearbeitet werden können.
Die Honwerkzeugeinrichtung 130 umfasst einen nicht gezeigten
Oszillationsantrieb, der im Betrieb die Honwerkzeuge 132 in
eine kurzhubig oszillierende Schwingungsbewegung versetzt, deren Schwingungsrichtung
parallel zur Ausrichtung des Aufnahmespaltes 114 bzw. parallel
zu den Drehachsen der Tragwalzen 112A, 112B verläuft.
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Die
Werkstücke 120 haben rotationssymmetrische Umfangsflächen,
die mittels Kurzhubhonen bearbeitet werden sollen. Die Werkstücke
können im Wesentlichen kreiszylindrische Kontur haben,
es sind jedoch auch Werkstücke mit tonneförmiger
Kontur bearbeitbar. Die rotationssymmetrischen Außenflächen
der Werkstücke liegen an den zylindrischen Mantelflächen
der Tragwalzen an. Bei gleichsinniger Drehung der Tragwal zen drehen
sich die Werkstücke gegensinnig zu den Tragwalzen in Drehrichtung
DW. Aufgrund ihrer parallelen Ausrichtung üben die Tragwalzen 112A, 112B keine
in Längsrichtung des Aufnahmespaltes gerichtete Vorschubkraft
auf die Werkstücke aus, die somit in ihrer Axialposition
verbleiben würden, wenn keine externen Kräfte
in Längsrichtung des Aufnahmespaltes wirken würden.
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Die
Werkstückaufnahmeeinrichtung 110 bildet gemeinsam
mit der Honwerkzeugeinrichtung 130 die Bearbeitungseinrichtung 140 der
Durchlauffinishmaschine 100.
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Die
Durchlauffinishmaschine 100 hat eine von den Tragwalzen 112A, 112B gesonderte
Fördereinrichtung 150 zur Fortbewegung der im
Aufnahmespalt 114 aufgenommenen Werkstücke 120 in Längsrichtung 115 des
Aufnahmespaltes (Vorschubrichtung). Die Werkstückaufnahmeeinrichtung 110 mit
dem Paar von Tragwalzen bildet gemeinsam mit der vorgeschalteten
gesonderten Fördereinrichtung 150 eine Werkstückaufnahme-
und Fördereinrichtung, deren Teilfunktionen Werkstückaufnahme
und Werkstückvorschub (bzw. Werkstückförderung)
in räumlich getrennten Teileinheiten realisiert sind, die unabhängig
voneinander ansteuerbar sind.
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Die
Fördereinrichtung 150 wird durch eine herkömmliche
Werkstückaufnahme- und Fördereinrichtung für
eine Durchlauffinishmaschine gebildet. Sie hat ein Paar von gleichsinnig
drehantreibbaren Förderwalzen 152A, 152B mit
schräg gegeneinander gestellten Drehachsen. Die rotationssymmetrischen Mantelflächen
der gegeneinander verschränkten Förderwalzen haben
eine hyperboloidförmige Kontur, um trotz der Schrägstellung
der Achsen bei gleichsinniger Drehung der Förderwalzen
auf die Werkstücke eine Vorschubkraft F in Längsrichtung
des zwischen den Förderwalzen gebildeten Aufnahmespaltes
auszuüben. Der Kontaktbereich zwischen den Außenflächen
der Werkstücke und den Man telflächen der Förderwalzen
ist nicht geschmiert, so dass aufgrund des Eigengewichts der Werkstücke
zwischen deren Außenflächen und den Außenflächen
der Förderwalzen ein Reibschluss mit ausreichendem Reibwert
vorliegt, der eine zuverlässige Förderung in Vorschubrichtung
gewährleistet.
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An
der Einlaufseite der Fördereinrichtung 150 ist
eine Führungsschiene 161 angeordnet, die mit dem
Aufnahmespalt der Fördereinrichtung 150 kommuniziert,
um die Werkstücke in den Bereich zwischen den Förderwalzen 152A, 152B einzuführen. Sobald
die Werkstückaußenflächen mit den Mantelflächen
der Förderwalzen in Eingriff kommen, erfahren die Werkstücke
eine Vorschubkraft F in Richtung der nachgeschalteten Bearbeitungseinrichtung 140. Zwischen
der Fördereinrichtung 150 und der Bearbeitungseinrichtung 140 ist
eine weitere Führungsschiene 160 eingefügt,
die den Aufnahmespalt der Fördereinrichtung 150 mit
dem Aufnahmespalt 114 der Werkstückaufnahmeeinrichtung 110 verbindet, so
dass die im Strang bewegten, stirnseitig aneinander liegenden Werkstücke
im Durchlaufverfahren unterbrechungsfrei und ohne Beeinträchtigung
der zu bearbeitenden Werkstückaußenflächen
in den Bereich der Bearbeitungseinrichtung 140 geschoben werden
können. Die Vorschubkraft F wird dabei durch die jeweils
im Eingriff mit den Mantelflächen der Förderwalzen 152A, 152B befindlichen
Werkstücke übernommen und über die davor
liegenden Werkstücke des Stranges zu den im Bereich der Honwerkzeugeinrichtung
gerade bearbeiteten Werkstücken übertragen, die
dadurch mit vorbestimmbarer Durchlaufgeschwindigkeit unter der Reihenanordnung
der oszillierenden Honwerkzeuge hindurchbewegt werden. Dabei wird
die Körnung der Honwerkzeuge von der der Fördereinrichtung 150 zugewandten
Einlassseite zur Auslassseite allmählich feiner.
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Da
die Aufbringung der zum Vorschub der Werkstücke erforderlichen
Vorschubkraft F von den Tragwalzen 112A, 112B der
Werkstückauf nahmeeinrichtung entkoppelt ist, ist ein störungsfreier
Betrieb der Bearbeitung auch dann möglich, wenn zwischen den
Werkstückaußenflächen und den Mantelflächen der
Tragwalzen 112A, 112B kein für einen
Vorschub ausreichender Reibschluss erzeugt werden kann. Dies kann
beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Oberflächen
sehr glatt bearbeitet werden sollen und/oder wenn mit stark reibwertmindernden
Kühlschmierstoffen gearbeitet wird. Außerdem haben
die durch die Fördereinrichtung 150 erzeugte Vorschubbewegung
und die Umfangsbewegung der zu bearbeitenden Werkstücke
getrennte Antriebe, so dass die Vorschubgeschwindigkeit unabhängig
von der Drehgeschwindigkeit der Werkstücke eingestellt
und gesteuert werden kann.
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Bei
den folgenden Ausführungsformen tragen die Elemente der
Bearbeitungseinheit in der Regel die gleichen Bezugszeichen wie
in 1, jeweils erhöht um 100 oder
ein ganzzahliges Vielfaches von 100. Die Bearbeitungseinrichtung
kann bei allen Ausführungsformen identisch konstruiert
sein, es sind jedoch auch Abwandlungen möglich, um eine
Anpassung an die jeweils gewählte Fördertechnik
zu erreichen.
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Die
Durchlauffinishmaschine 200 in 2 hat eine
Bearbeitungseinrichtung 240, in die eine Fördereinrichtung 250 in
Form einer Mitnehmereinrichtung integriert ist. Die Mitnehmereinrichtung
hat einen endlos umlaufenden Mitnehmerförderer 252, der
horizontal umläuft und um vier vertikale Umlenkrollen 254A bis 254D herumgeführt
wird, wovon eine oder mehrere durch einen gesonderten Drehantrieb unabhängig
von der Tragwalzendrehung angetrieben sind. Der Mitnehmerförderer 252 kann
beispielsweise in Form eines Bandes oder einer Kette ausgestaltet
sein. An dem Mitnehmerförderer 252 sind in gleichmäßigen
Abständen zueinander schmale Mitnehmerelemente 255 mit
einer nach oben gerichteten Mitnehmerspitze befestigt. Die senkrecht
zur Fortbewegungsrichtung gemessene Breite der Mitnehmerelemente
ist geringer als die Breite des zwischen den einander zugewandten
Mantelflächen der Tragwalzen ge bildeten Spaltes an seine
schmalsten Stelle am unteren Ende des Aufnahmespaltes 214. Die
in Verlängerung des Aufnahmespaltes angeordneten, hinteren
Umlenkrollen 254C, 254D sind derart angeordnet,
dass der zwischen Ihnen liegende Abschnitt des Mitnehmerförderers
etwa mittig unterhalb des Aufnahmespaltes so verläuft,
dass die nach oben gerichteten Spitzen der Mitnehmerelemente ohne Berührung
der Tragwalzen von unten in den Aufnahmespalt eingreifen und soweit über
die schmalste Zone dieses Aufnahmespaltes hinausragen, dass sie von
unten an einem geeigneten Geometrieelement eines Werkstückes
formschlüssig angreifen können. Im Beispielsfall
haben die langgestreckten Werkstücke 120 im vorderen
Drittel eine Umfangsnut 221 und die Einführung
der Werkstücke zur Eingangsseite der Transportwalzen ist
so getaktet, dass jeweils ein Mitnehmer mit seiner nach oben gerichteten
Spitze in die Nut formschlüssig eingreifen und das Werkstück dann
durch den Aufnahmespalt hindurchziehen bzw. hindurchschieben kann.
Nach Beendigung des Durchlaufes gibt der Mitnehmer das Werkstück
dann jeweils im Bereich der hinteren Umlenkrolle 254C frei und
das Werkstück gleitet in die nachgeschaltete Führungsschiene 265 zu
nachgeschalteten Bearbeitungsschritten.
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Während
sich die Werkstücke im Aufnahmespalt zwischen den Tragwalzen 212A, 212B befinden,
werden sie vermittelt über den Reibschluss zu den Tragwalzen
in Umfangsrichtung gedreht und durch die axial oszillierenden Bearbeitungswerkzeuge 232 bearbeitet.
Auch hier ist die Drehgeschwindigkeit der Werkstücke, bestimmt über
die Drehgeschwindigkeit der gleichsinnig drehenden Tragwalzen und
das Durchmesserverhältnis zwischen den Tragwalzen und den
Werkstücken, unabhängig von der Fördergeschwindigkeit
in Längsrichtung des Aufnahmespaltes zu steuern, da diese
Fördergeschwindigkeit mit Hilfe der unabhängig
antreibbaren Mitnehmereinrichtung 250 frei gewählt
werden kann.
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Bei
der in den 3A und 3B ausschnittsweise
gezeigten Ausführungsform einer Durchlauffinishvorrichtung 300 hat
die Fördereinrichtung 350 zwei V-förmige
angeordnete Förderbänder 352A, 352B,
die zwischen einander zugewandten Förderflächen
einen V-förmigen Transportspalt für Werkstücke 320 bilden.
Die V-förmige Anordnung von Förderbändern
ist fluchtend mit dem zwischen den Tragwalzen 312A, 312B gebildeten
Aufnahmespalt 314 der Bearbeitungseinrichtung 340 angeordnet.
Am Austrittsende der mit Hilfe der beiden parallelen Förderbänder 352A, 352B gebildeten
Fördereinrichtung befindet sich eine Rollenanordnung 370 mit
zwei an gegenüberliegenden Seiten der Werkstückbahn
angeordneten Transportrollen 372A, 372B, die an
gegenüberliegenden Seiten der durch die Fördereinrichtung
definierten Werkstückbahn mit vertikalen Drehachsen angeordnet
sind und eine Seitenführung der geführten Werkstücke
bieten. Die Rollen sind an federbelasteten Hebeln 374A, 374B gelagert,
um ohne gesonderten Antrieb die Zentrierung zu ermöglichen.
Nach Durchtritt durch die Rollenanordnung gelangen die im Strang
aneinaderstoßend geführten Werkstücke über
eine kurze Führungsschiene 360 in den Aufnahmespalt 314 und
danach in den Bearbeitungsbereich der Honeinrichtung 330. Mindestens
eine der Transportrollen 372A, 372B ist mit Hilfe
eines nicht gezeigten Antriebes, beispielsweise eines Elektromotor
o. dgl., aktiv angetrieben, so dass das Paar von Transportrollen
die Werkstücke in Richtung der nachgeschalteten Honeinrichtung fördert.
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Bei
der in 4 gezeigten Variante einer Durchlauffinisheinrichtung 400 ist
ebenfalls eine mit zwei parallelen und V-förmig angeordneten
Förderbändern 452A, 452B ausgestattete
Fördereinrichtung 450 vorgesehen, die die im Strang
geführten Werkstücke 420 in den Aufnahmespalt 414 zwischen den
Tragwalzen einführen. Eine Rollenleiste 455 mit einer
Vielzahl von achsparallel in Reihe versetzt hintereinander angeordneten
Hartgummi-Rollen 456 kann von oben auf die im Transportspalt
der Fördereinrichtung liegenden Werkstücke aufgedrückt
werden, um einen zu verlässigen Reibschluss zwischen den
angetriebenen Förderbändern und den Werkstücken
zu ermöglichen. Diese Ausgestaltung kann besonders bei
relativ leichten Werkstücken sinnvoll sein.
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Die
Rollenleiste 455 hat in dieser Ausgestaltung vorwiegend
die Funktion eines Niederhalters, der dafür sorgt, dass
die geförderten Werkstücke eines Stranges nicht
nach oben gedrückt werden. Bei manchen Ausführungen
kann die als Niederhalter dienende, obere Rollenleiste auch den
Bereich zwischen der Fördereinrichtung und den in Materialflussrichtung
dahinter angeordneten Tragwalzen überragen, um auch im
Einlaufbereich des Aufnahmespaltes ein Hochdrücken der
Werkstücke zu verhindern. Eine derartige Ausgestaltung
eines Niederhalters 455' ist in 4 durch
gestrichelte Linien als optionale Ausgestaltung dargestellt.
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Bei
der Variante einer Durchlauffinishvorrichtung 500 in 5 hat
die Fördereinrichtung 550 ein einziges angetriebenes
Förderband 525, das eine nach oben weisende, horizontale
Förderfläche bietet, auf der die Werkstücke 420 aufliegen.
Die Seitenführung der im Strang geführten Werkstücke 520 wird durch
parallel und mit Abstand zueinander angeordnete Führungsschienen 556A, 556B gewährleistet, deren
in Horizontalrichtung gemessener lichter Abstand geringfügig
größer ist als der Durchmesser der Werkstücke 520.
Eine von oben angreifende Rollenleiste 555 sorgt für
den ausreichenden Anpressdruck der Werkstücke an die Förderfläche.
Die Führungsschienen 556A, 556B sind
an einem gemeinsamen Trägerelement 557 angebracht,
das verstellbar ausgebildet sein kann, um den Horizontalabstand
der Führungsleisten zueinander stufenlos einzustellen. Die
Rollenleiste 555 wird von einem Rahmen 558 getragen,
der ein Abheben und Aufsetzen der Rollenleiste auf die Werkstücke
erlaubt, sowie ggf. eine gezielte Steuerung des Anpressdruckes über
einen geeigneten Antrieb.
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Bei
der Durchlauffinishmaschine 600 in 6 umfasst
die Fördereinrichtung 650 eine Schubstange 652,
die mit Hilfe eines beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder
elektrisch betätigten Schubstangenantriebs 653 in
den zwischen den Tragwalzen 612A, 612B gebildeten
Aufnahmespalt 614 von der Werkstückeintrittseite
hinein bewegt oder zu dieser Seite zurückgezogen werden
kann.
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Die
intermittierend in Transportrichtung verschiebbare Schubstange 652 dient
damit einerseits zum Einführen von Werkstücken
in den Aufnahmespalt und zum anderen zum kontrollierten Hindurchschieben
des Werkstückes 620 durch den Aufnahmespalt mit
einer durch die Vorschubgeschwindigkeit der Schubstange definierten
Vorschubgeschwindigkeit. Die Länge der Schubstange sowie
ihr Hub zwischen vollständig eingezogener und vollständig
ausgezogener Stellung sind dabei so bemessen, dass die freie Stirnseite
der Schubstange im eingezogenen Zustand der Schubstange and er hinteren Stirnseite
eines in den Aufnahmespalt einzufügenden und außerhalb
des Aufnahmespalts angeordneten Werkstückes angreifen kann
und das Werkstück bis in den Bereich einer in Werkstückflussrichtung hinter
den Tragwalzen angeordneten Auslassschiene verschoben werden kann.
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Die
Werkstücke werden bei dieser Ausführungsform in
einem Werkstückmagazin 660 vorgehalten, das zwischen
dem Gehäuse des Schubstangenantriebs 653 und den
Tragwalzen 612A, 612B angeordnet ist und eine
Vielzahl von gleichartigen Werkstücken übereinanderliegend
aufnehmen kann. Das jeweils im Magazin unten liegende Werkstück liegt
im Arbeitsbereich der Schubstange und kann mit Hilfe der Schubstange
aus dem Magazin heraus in den Aufnahmespalt 614 zwischen
die Tragwalzen geschoben werden.
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Bei
der Durchlauffinishvorrichtung 700 in 7A, 7B hat
die der Werkstückaufnahmeeinrichtung 710 vorgeschaltete
Fördereinrichtung 750 zwei parallele Förderbänder 752A, 752B,
die mit horizontalem Abstand parallel zueinander verlaufen und zwischen
sich einen vertikalen Transportspalt für Werkstücke
bilden, dessen horizontale Breite im Wesentlichen dem Durchmesser
der zu transportierenden Werkstücke entspricht und stufenlos
eingestellt werden kann. Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß 4 ist
eine von oben auf die Werkstücke auflegbare Rollenleiste 755 vorgesehen,
die den Transportspalt nach oben begrenzt. Gemeinsam mit der horizontalen
Auflagefläche, auf der die Werkstücke in Richtung
Honeinrichtung rutschen, und den seitlichen Förderbändern
begrenzt die als Niederhalter dienende Rollenleiste 755 einen
vierseitig geschlossenen Transporttunnel für die Werkstücke,
die auf diese Weise zuverlässig vorgeschoben werden, ohne
dass der Strang seitliche Ausweichmöglichkeiten hat. Auch
bei dieser Ausführungsform kann, ähnlich wie in 4 gezeigt,
der durch die Rollenleiste gebildete Niederhalter in Richtung der
Tragwalzen soweit verlängert sein, dass er bis in den Bereich
des zwischen den Tragwalzen gebildeten Aufnahmespaltes reicht, um
auch bei der Übergabe zwischen Fördereinrichtung
und nachgeschalteten Tragwalzen ein Ausweichen der Werkstücke
nach oben zu verhindern.
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Die
Durchlauffinishvorrichtung 800 in 8 kann als
konstruktive Variante der ersten Ausführungsform gemäß 1 verstanden
werden, weshalb aus Gründen der Übersichtlichkeit
für entsprechende Elemente die gleichen Bezugszeichen,
erhöht um 700, verwendet werden. Auf die entsprechende
Beschreibung wird verwiesen.
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Im
Unterschied zur ersten Ausführungsform ist jedoch auch
im Bereich der vorgeschalteten, schräg gestellten Förderwalzen 852A, 852B eine Honwerkzeugeinrichtung 830' mit
Honwerkzeugen 832' vorgesehen, so dass auch im Bereich
der schräg gestellten Förderwalzen eine Bearbeitung
der Werkstückoberflächen stattfinden kann. Daher
hat die Durchlauffinishmaschine zwei hintereinander geschaltete
Bearbeitungsstatio nen, nämlich eine erste Bearbeitungseinrichtung 840' und
eine im Materialflussrichtung nachgeschaltete zweite Bearbeitungseinrichtung 840.
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Die
zweite Bearbeitungseinrichtung 840 hat eine Werkstückaufnahmeeinrichtung 810 mit
einem Paar von zwei identischen Tragwalzen 812A, 812B, die
um parallele, horizontal ausgerichteten Drehachsen über
einen gemeinsamen Drehantrieb gleichsinnig mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit
D2 gedreht werden können, die durch relativ kurze, die Drehrichtung
anzeigende Pfeile veranschaulicht ist. Der zwischen den zylindrischen
Mantelflächen der Tragwalzen gebildete Aufnahmespalt 814 nimmt
die Werkstücke für die Bearbeitung so auf, dass
deren nach oben gerichtete Umfangsflächenbereiche mit Hilfe
von zweiten Honwerkzeugen 832 der zweiten Honwerkzeugeinrichtung 830 finishend
bearbeitet werden können. Die zweite Honwerkzeugeinrichtung 830 umfasst
einen nicht gezeigten zweiten Oszillationsantrieb, der im Betrieb
der Einrichtung die Honwerkzeuge in eine parallel zur Ausrichtung
des Aufnahmespaltes 814 verlaufende Schwingungsbewegung
versetzt, deren Hubamplitude bzw. Hub H2 durch relativ lange Pfeile
dargestellt ist.
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Wie
bei der Ausführungsform gemäß 1 üben
die gleichsinnig drehenden, kreiszylindrischen Tragwalzen 812A, 812B keine
in Längsrichtung des Aufnahmespaltes gerichtete Vorschubkraft
auf die Werkstücke aus.
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Die
Durchlauffinishmaschine 800 hat eine von den zweiten Tragwalzen 812A, 812B gesonderte Fördereinrichtung 850 zur
Fortbewegung der im Aufnahmespalt 814 der nachgeschalteten
zweiten Bearbeitungseinrichtung 840 aufgenommenen Werkstücke
in Längsrichtung des Aufnahmespaltes (Vorschubrichtung).
Die Fördereinrichtung 850 wird durch eine herkömmliche
Werkstückaufnahme – in Fördereinrichtung
für eine Durchlaufmaschine gebildet und hat ein Paar von
gleichsinnig drehend antreibbaren Förderwalzen 852A, 852B mit
schräg gegeneinander ge stellten Drehachsen, welche wie
in der im Zusammenhang mit 1 beschriebenen
Ausführungsform aufgrund der Schrägstellung der
Achsen auf die Werkstücke eine Vorschubkraft in Längsrichtung
des zwischen den Förderwalzen gebildeten Aufnahmespaltes
ausüben.
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Die
Förderwalzen 852A, 852B dienen gleichzeitig
als Tragwalzen der ersten Bearbeitungseinrichtung 840'.
Ein nicht gezeigter erster Drehantrieb ist dazu eingerichtet, den
im Aufnahmespalt aufgenommenen Werkstücken eine erste Drehgeschwindigkeit D1
(relativ lange Pfeile) zu verleihen, die im dargestellten Beispielsfall
deutlich größer ist als die zweite Drehgeschwindigkeit
D2. Generell ist das Verhältnis der ersten Drehgeschwindigkeit
D1 zur zweiten Drehgeschwindigkeit D2 bei der Durchlauffinishvorrichtung
im Rahmen der konstruktiven Einzelheiten der Anlage frei wählbar,
wobei die Drehgeschwindigkeiten unabhängig voneinander
einstellbar sind. Die im Aufnahmespalt 814' der vorgeschalteten
ersten Bearbeitungseinrichtung 840' aufgenommenen Werkstücke
werden mit Hilfe einer ersten Honwerkzeugeinrichtung 830' bearbeitet,
deren Honwerkzeuge 832' mit Hilfe eines ersten Oszillationsantriebs
in eine axiale Schwingungsbewegung versetzt werden können,
deren Hubfrequenz und Hubamplitude (bzw. Hub) frei einstellbar ist.
Im Beispielsfall ist die durch die geraden Pfeile symbolisierte
erste Hubamplitude H1 wesentlich kleiner als die im nachfolgenden
Bearbeitungsschritt wirksame zweite Hubamplitude H2.
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Insgesamt
hat somit die Durchlauffinishmaschine 800 ein durch die
Förderwalzen 852A, 852B gebildetes erstes
Paar von Tragwalzen und ein dem ersten Paar nachgeschaltetes zweites
Paar von Tragwalzen 812A, 812B, wobei bei jedem
der Paare zwischen der Mantelflächen ein Aufnahmespalt
gebildet wird und jedem Paar ein Drehantrieb zur aktiven Drehung
mindestens einer der Tragwalzen des Paares zugeordnet ist. Die Aufnahmespalte 814', 814 fluchten
miteinander, so dass die Werkstücke nacheinander zunächst
im Bereich des ersten Paares und später im Bereich des
zweiten Paares bearbeitet werden können. Diese Kaskade
von zwei hintereinander geschalteten Paaren von Tragwalzen erlaubt
eine sehr flexible mehrstufige Bearbeitung von Werkstücken
und kann beispielsweise wie folgt betrieben werden.
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Die
Antriebe der vorgeschalteten ersten Bearbeitungseinrichtung 840' werden
so eingestellt, dass die Werkstücke mit einer ersten Drehgeschwindigkeit
D1 gedreht und gleichzeitig mit einem erstem Hub H1 bearbeitet werden.
Durch die Schrägstellung der zugehörigen Tragwalzen
wird gleichzeitig eine Vorschubkraft auf den Werkstückstrang
ausgeübt. Bei der nachgeschalteten zweiten Bearbeitungseinrichtung 840 wird
es durch eine andere Einstellung der Antriebe erreicht, dass eine
relativ kleine Drehgeschwindigkeit D2 < D1 mit einer relativ großen
axialen Amplitude H2 > H1
kombiniert wird.
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Auf
diese Weise kann im Bereich des ersten Paares z. B. eine Grobbearbeitung
stattfinden, bei der beispielsweise der überwiegende Anteil
des Materialabtrages in herkömmlicher Weise mit kurzhubig oszillierenden
Honwerkzeugen 832' an den relativ schnell drehenden Werkstücken
erzielt wird. Bei dieser Bearbeitungsstufe kann das für
das Außenhonen typische Kreuzschliffmuster an der Werkstückaußenfläche
erzeugt werden, beispielsweise mit Honwinkeln (Winkel zwischen sich überkreuzenden
Honspuren) von mehr als 45° oder mehr als 60° oder
mehr als 90°. Aufgrund der relativ großen, durch
die Grobbearbeitung erzeugten Oberflächenrauhigkeit der Werkstücke
im Bereich der ersten Bearbeitungseinrichtung 840' ist
auch bei Verwendung von Kühlschmierstoff bei der Bearbeitung
ein ausreichender Reibschluss zwischen den Werkstückoberflächen und
den schräg gestellten Walzen sichergestellt, so dass ein
kontinuierlicher Vorschub zuverlässig gewährleistet
ist.
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Bei
dem in Werkstückflussrichtung nachgeschalteten zweiten
Paar wird der Drehantrieb so angesteuert, dass eine wesentlich geringere
Drehge schwindigkeit D2 < D1
vorliegt. Hierdurch können im nachgeschalteten Bearbeitungsschritt
im Wesentlichen axial verlaufende Bearbeitungsspuren erzeugt werden,
beispielsweise Bearbeitungsspuren, deren Verlaufsrichtung maximal
um 10° oder maximal um 5° von einer achsparallelen
Richtung abweicht. Bei einer Verfahrensvariante kann der zweite
Drehantrieb zumindest in der Endphase der Bearbeitung völlig
abgeschaltet werden, so dass an den Außenseiten der bearbeitenden
Werkstücke parallel zur Werkstückachse verlaufende
Bearbeitungsspuren erzeugt werden.
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Mit
einer solchen Vorrichtung zum Kurzhubhonen rotationssymmetrischer
Werkstücke im spitzenlose Durchlaufverfahren ist somit
grundsätzlich eine mehrstufige Bearbeitung von Werkstücken
möglich, bei der die Werkstücke in jeder der Bearbeitungsstufen
in einem zwischen zwei Tragwalzen gebildeten Aufnahmespalt aufgenommen
sind und mindestens zeitweise unter Drehung der Tragwalzen um ihre
Werkstückachse gedreht sowie mit Hilfe von parallel zur
Richtung der Werkstückachse axial oszillierenden Bearbeitungswerkzeugen
an der Werkstückumfangsfläche materialabtragend
bearbeitet werden, wobei die Werkstücke in der ersten Bearbeitungsstufe
mit einer ersten Drehgeschwindigkeit und einer ersten Hubamplitude
und in der zweiten Bearbeitungsstufe mit einer zweiten Drehgeschwindigkeit und
einer zweiten Hubamplitude bearbeitet werden, wobei sich die erste
und die zweite Drehgeschwindigkeit und/oder die erste und die zweite
Hubamplitude voneinander unterscheiden.
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Insbesondere
kann es beispielsweise so sein, dass in der vorgeschalteten ersten
Bearbeitungsstufe mit einer ersten Drehgeschwindigkeit gearbeitet
wird, die größer ist als die zweite Drehgeschwindigkeit
der zweiten Bearbeitungsstufe, wobei alternativ oder zusätzlich
die erste Hubamplitude kleiner sein kann als die zweite Hubamplitude.
Diese mehrstufige Bearbeitung mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten
und/oder unterschiedlichen Hubamplituden und/oder ggf. unterschiedlichen
Hubfrequenzen kann unabhängig von den sonstigen Merkmalen
der Erfindung nützlich sein. Beispielsweise kann die erste
Bearbeitungsstufe der Grobbearbeitung der Werkstückaußenfläche
dienen, während in der zweiten Bearbeitungsstufe eine feinere
Endbearbeitung stattfindet, bei der gegebenenfalls die durch die
vorgeschaltete grobe Bearbeitung erzeugte Rauhigkeit weitgehend
reduziert wird, so dass die Oberflächenstruktur des fertig
bearbeiteten Werkstücks im Wesentlichen durch die Parameter
der zweiten Bearbeitungsstufe festgelegt werden.
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Bei
allen hier gezeigten Varianten von spitzenlosen Durchlauffinishmaschinen
sind gesonderte Antrieb für die Vorschubbewegung und die
Drehbewegung der Werkstücke während der Bearbeitung vorgesehen.
Damit ist es möglich, die Vorschubbewegung und die Umfangsbewegung
der Werkstücke unabhängig voneinander in weiten
Grenzen auszulegen, wodurch bisher nicht verfügbare Prozessparameter-Kombinationen
möglich werden. So ist es beispielsweise möglich,
gegenüber herkömmlichen Verfahren die Vorschubgeschwindigkeit
relativ zur Umfangsgeschwindigkeit der Werkstücke wesentlich
zu erhöhen, um im Durchlaufverfahren eine im Wesentlichen
axiale Bearbeitungsstruktur auf dem Werkstück zu erzeugen.
Weiterhin ist ein störungsfreier Werkstückvorschub
bei allen Bearbeitungsbedingungen unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der
Werkstücke und von den Schmierungseigenschaften verwendeter
Kühlschmierstoffe möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 7517159
U [0002]
- - DE 19617663 A1 [0002]