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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausrichtung mindestens eines an einem zangenförmigen Andrückarm einer Finishbearbeitungseinheit gehaltenen Finish- oder Andrückwerkzeugs.
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Finishbearbeitungseinheiten der vorstehend genannten Art werden insbesondere zur Bearbeitung von Lagerflächen von Werkstücken in Form von Kurbelwellen oder Nockenwellen verwendet. Hierbei werden die Lagerflächen der Werkstücke mittels eines Finishwerkzeugs (bspw. einem Finishstein oder einem Finishband) bearbeitet, indem das Finishwerkzeug gegen einen Werkstückabschnitt angedrückt wird. Während dieser Bearbeitung rotiert das Werkstück um eine Rotationsachse. Dieser Bewegung wird eine oszillierende, parallel zu der Rotationsachse gerichtete Bewegung überlagert, welche zwischen dem Werkstück und dem Finishwerkzeug stattfindet. Hierdurch entsteht eine für die Finishbearbeitung charakteristische Kreuzschliffstruktur.
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Die finishende Bearbeitung eines Werkstücks erfordert eine hochgenaue Ausrichtung eines Finish- und/oder Andrückwerkzeugs relativ zu einem Andrückarm der Finishbearbeitungseinheit. Während der finishenden Bearbeitung wird der Andrückarm mit einer hydraulisch erzeugten Kraft beaufschlagt. Diese Kraft wird in das Finishwerkzeug eingeleitet, sodass dieses gegen eine finishend zu bearbeitende Werkstückoberfläche angedrückt wird.
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Es ist aus dem Stand der Technik bekannt und auch im Rahmen der nachfolgend beschriebenen Erfindung möglich, dass a) ein Finishwerkzeug in Form eines Finishsteins an dem Andrückarm gehalten ist und somit die Andrückkraft von dem Andrückarm direkt auf das Finishwerkzeug und von dort auf das Werkstück übertragen wird. Alternativ hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt und auch im Rahmen der nachfolgend beschriebenen Erfindung möglich, dass b) ein Andrückwerkzeug (bspw. in Form einer Andrückschale) an dem Andrückarm gehalten ist und dass das Andrückwerkzeug ein Finishband gegen das Werkstück andrückt.
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Es hat sich herausgestellt, dass eine exakte Positionierung eines Finish- oder Andrückwerkzeugs an einem Andrückarm auch durch die Andrückkraft beeinflusst wird. Eine solche Positionierung wird üblicherweise mit Muster- oder Einrichtwerkstücken durchgeführt. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es jedoch nicht möglich, ein Finish- oder Andrückwerkzeug an einem Andrückarm auszurichten und dann zu fixieren, während der Andrückarm bei aktiver Maschinensteuerung mit einer hydraulischen Kraft beaufschlagt wird. Bei einer aktiven Maschinensteuerung darf sich ein Monteur nämlich nicht in dem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine aufhalten, an der die Finishbearbeitungseinheit angeordnet ist. Daher ist es derzeit nicht oder nur unter Umgehung von Sicherheitsvorschriften möglich, eine exakte Positionierung eines Finish- oder Andrückwerkzeugs an einem Andrückarm unter Berücksichtigung des Einflusses der Andrückkraft vorzunehmen.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Finishbearbeitungseinheit schnell, einfach und sicher für ein neues Werkstücklos einrichten zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, eine von der hydraulischen Antriebseinheit der Finishbearbeitungseinheit einer Werkzeugmaschine unabhängige Andrückkraft bereitzustellen. Auf diese Weise ist es möglich, während einer exakten Ausrichtung eines Andrück- oder Finishwerkzeugs an einem Andrückarm die hydraulische Antriebseinheit zu deaktivieren, sodass ein Monteur für den Ausrichtvorgang in dem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine anwesend sein darf. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Monteur die Andrückkraft, welche sonst von der hydraulischen Antriebseinheit der Finishbearbeitungseinheit erzeugt wird, anderweitig bereitstellen. Dies wiederum ermöglicht es dem Monteur, ein Finish- oder Andrückwerkzeug schnell und einfach relativ zu einem Andrückarm auszurichten, und zwar unter Berücksichtigung der für die nachfolgende, finishende Bearbeitung eines Werkstücks vorgegebenen Andrückkräfte.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkt auf mindestens einen Andrückarm, der mit einem der Anlageabschnitte der Vorrichtung zusammenwirkt. Der andere Anlageabschnitt des anderen Anlageelements kann mit einem zweiten Andrückarm zusammenwirken, sodass ein Paar von Andrückarmen in Richtung auf eine zentrale Achse eines Muster- oder Einrichtwerkstücks gedrückt wird. Es ist auch möglich, nur einen Andrückarm mit einer Kraft zu beaufschlagen; in diesem Fall stützt sich der Anlageabschnitt des anderen Anlageelements beispielsweise an dem Muster- oder Einrichtwerkstück oder einem anderen Bauteil der Finishbearbeitungseinheit oder der Werkzeugmaschine ab.
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Die Bewegbarkeit der Anlageelemente ermöglicht es, einen Abstand der Anlageabschnitte zu verändern, sodass die Vorrichtung toleranzunempfindlich ist und darüber hinaus für unterschiedlich groß dimensionierte Andrückarme und/oder Muster- oder Einrichtwerkstücke geeignet ist.
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Im Rahmen der Erfindung werden unter "Finish- oder Andrückwerkzeug" sowohl für die eigentliche Finishbearbeitung eines Werkstücks vorgesehene Finishwerkzeuge und Andrückwerkzeuge (bspw. Bearbeitungsschalen zum Andrücken gegen ein Finishband) verstanden als auch Bauteile, die nur im Zuge der Einrichtung der Finishbearbeitungseinheit bzw. der Werkzeugmaschine verwendet werden (bspw. Ausrichtschalen).
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Im Prinzip ist es denkbar, zur Erzeugung der Andrückkraft elektrische, pneumatische oder hydraulische Antriebseinheiten zu verwenden, die von der Maschinensteuerung der Finishbearbeitungseinheit separat bereitgestellt sind. Bevorzugt ist es jedoch, dass die Krafterzeugungseinrichtung zur Erzeugung der Andrückkraft ausschließlich handbetätigbar oder handbetätigt ist. In diesem Fall ist der Monteur nicht auf zusätzliche Energiequellen angewiesen; darüber hinaus kann die Andrückkraft besonders einfach und sicher erzeugt werden, ohne dass weitere Sicherungssysteme (bspw. Zustimmtaster) erforderlich sind.
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Im Prinzip kann die Andrückkraft in beliebiger Art und Weise erzeugt werden. Es ist jedoch besonders bevorzugt, wenn die Krafterzeugungseinrichtung einen Gewindestößel aufweist, der mit einem bewegbaren Anlageelement zusammenwirkt. Auf diese Weise kann mit niedrigen Handkräften eine hohe Andrückkraft erzeugt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Kraftbegrenzungs- oder Drehmomentbegrenzungseinrichtung vorgesehen. Diese verhindert, dass eine unzulässig hohe Andrückkraft auf den mindestens einen Andrückarm ausgeübt wird. Die Begrenzungseinrichtung ist vorzugsweise abgestimmt auf eine maximale Andrückkraft der Finishbearbeitungseinheit, die durch deren hydraulische Antriebseinheit vorgegeben ist.
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Vorzugsweise ist eine Kraftmesseinheit vorgesehen, die zum Messen der Andrückraft zumindest mittelbar mit mindestens einem der Anlageabschnitte zusammenwirkt. Insbesondere ist eine solche Kraftmesseinheit in einer zwischen beiden Anlageabschnitten verlaufenden Wirkachse der Andrückkraft positioniert, beispielsweise in einem rückwärtigen Bereich eines Anlageabschnitts. Die Kraftmesseinheit ist beispielsweise ein flacher Kraftsensor.
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Vorzugsweise ist die Kraftmesseinheit mit einer Kraftanzeigeeinheit gekoppelt. Diese kann an der Vorrichtung befestigt oder extern angeordnet sein.
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Eine besonders bevorzugte Krafterzeugungseinrichtung umfasst einen mit Handkraft drehbaren Griff, der mit einem Gewindestößel zusammenwirkt. Vorzugsweise ist ein maximales Drehmoment, das der Drehgriff auf den Gewindestößel übertragen kann, einstellbar. Ein solcher Drehmomentgriff ist beispielsweise unter der Bezeichnung "071333" der Firma norelem Normelemente KG, Markgröningen, Deutschland bekannt.
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Ferner ist es bevorzugt, wenn zur Relativbewegbarkeit der Anlageelemente eine von der Krafterzeugungseinrichtung unabhängige Linearführung vorgesehen ist. Dies ermöglicht es, eine Selbsthemmung der beiden Anlageelemente zu verhindern. Auf diese Weise steht eine von einem Monteur aufgebrachte Handkraft ausschließlich zur Erzeugung der Andrückkraft zur Verfügung.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine von der Krafterzeugungseinrichtung unabhängige Vorspanneinrichtung vorgesehen, welche die Anlageelemente gegeneinander vorspannt. Dies ermöglicht es, die Anlageelemente in einer Ausgangsposition gegeneinander auszurichten, insbesondere um den Abstand zwischen den beiden Anlageabschnitten zu maximieren, um auf diese Weise eine Positionierung der Vorrichtung an den Andrückarmen einer Finishbearbeitungseinheit zu vereinfachen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein System, welches eine vorstehend beschriebene Vorrichtung und eine Finishbearbeitungseinheit umfasst.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Ausrichtung eines an einem zangenförmigen Andrückarm einer Finishbearbeitungseinheit gehaltenen Finish- oder Andrückwerkzeugs, umfassend:
- – Anordnen eines Finish- oder Andrückwerkzeugs an einem Andrückarm einer Finishbearbeitungseinheit, derart, dass das Finish- oder Andrückwerkzeugs an dem Andrückarm gehalten, aber noch relativ zu dem Andrückarm ausrichtbar ist,
- – Positionieren des Andrückarms, vorzugsweise unter Verwendung der Steuerung der Finishbearbeitungseinheit, derart, dass
a) ein Finishwerkzeug an einem Muster- oder Einrichtwerkstück anliegt
oder
b) ein Andrückwerkzeug an einem Finishband anliegt und das Finishband an einem Muster- oder Einrichtwerkstück anliegt,
- – Deaktivieren der Steuerung der Finishbearbeitungseinheit,
- – Anlegen eines Anlageabschnitts einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung an den Andrückarm,
- – Aufbringen einer ersten Andrückkraft mittels der Krafterzeugungseinrichtung,
- – Ausrichten des Finish- oder Andrückwerkzeugs an dem Andrückarm,
- – Aufbringen einer im Vergleich zur ersten Andrückkraft erhöhten zweiten Andrückkraft mittels der Krafterzeugungseinrichtung,
- – Befestigen des Finish- oder Andrückwerkzeugs an dem Andrückarm.
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Bei dem Muster- oder Einrichtwerkstück handelt es sich um ein exakt gefertigtes Werkstück (Musterwerkstück) oder um ein Sonderteil (Einrichtwerkstück). Bei einem solchen Sonderteil sind bestimmte konstruktive Besonderheiten eines finishend zu bearbeitenden Werkstücks realisiert.
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Insbesondere handelt es sich bei einem finishend zu bearbeitenden Werkstück um eine Kurbelwelle mit umfangsseitig geschlossenen Lagerflächen. Ein hierzu korrespondierendes Musterwerkstück ist eine besonders exakt gefertigte Musterkurbelwelle. Ein zu einer Kurbelwelle korrespondierendes Einrichtwerkstück ist beispielsweise eine Welle mit Umfangsflächen, die einen bestimmten Durchmesser aufweisen, wobei zwischen den Umfangsflächen in axialer Richtung (also parallel zur Wellenachse) exakt positionierte Wellenbünde vorgesehen sind, an welche Finish- oder Andrückwerkzeuge in seitlicher Richtung angelegt werden können.
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Das Ausrichten des Finish- oder Andrückwerkzeugs an dem Andrückarm bedeutet, dass das Finish- oder Andrückwerkzeug relativ zu dem Andrückarm so positioniert wird, dass eine Andrückfläche des Finish- oder Andrückwerkzeugs vollflächig an einem entsprechenden Umfangsflächenabschnitt des Muster- oder Einrichtwerkstücks anliegt. Außerdem erfolgt eine Positionierung des Finish- oder Andrückwerkzeugs in zu einer zentralen Achse des Muster- oder Einrichtwerkstücks parallelen Richtung (axiale Ausrichtung). Ferner umfasst das Ausrichten des Finish- oder Andrückwerkzeugs das Einnehmen definierter Kipplagen des Finish- oder Andrückwerkzeugs.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, ein Finish- oder Andrückwerkzeug exakt auszurichten, und zwar unter Berücksichtigung der während der finishenden Bearbeitung mittels der hydraulischen Antriebseinheit der Finishbearbeitungseinheit erzeugten Andrückkraft. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die vorstehend genannte "zweite Andrückkraft" des erfindungsgemäßen Verfahrens betragsmäßig der hydraulisch erzeugten Andrückkraft während der finishenden Bearbeitung eines Werkstücks entspricht.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn das Anordnen eines Finish- oder Andrückwerkzeugs an einem Andrückarm mit einem ersten Anzugsmoment einer Befestigungsschraube einhergeht, und wenn das Befestigen des Finish- oder Andrückwerkzeugs an dem Andrückarm mit einem im Vergleich zum ersten Anzugsmoment erhöhten zweiten Anzugsmoment einhergeht.
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Das erste Anzugsmoment ist vergleichsweise niedrig und nur so hoch, dass das Finish- oder Andrückwerkzeug und der Andrückarm miteinander in Anlage kommen und spielfrei oder zumindest weitestgehend spielfrei aneinander gehalten sind. Jedoch ist das erste Anzugsmoment noch so niedrig, dass das Finish- oder Andrückwerkzeug noch relativ zu dem Andrückarm bewegbar ist und somit relativ zu dem Andrückarm ausrichtbar ist. Diese Ausrichtung erfolgt a) durch Wirkung der ersten Andrückkraft und Selbstausrichtung infolge des Anlegens des Finish- oder Andrückwerkzeugs an Anlageabschnitten des Muster- oder Einrichtwerkstücks, und/oder b) durch manuelles Bewegen des Finish- oder Andrückwerkzeugs, beispielsweise mit Handkraft des Monteurs oder leichten Schlägen mit einem Gummihammer.
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Nach dem Ausrichten des Finish- oder Andrückwerkzeugs an dem Andrückarm wird eine im Vergleich zur ersten Andrückkraft erhöhte zweiten Andrückkraft aufgebracht, die vorzugsweise der in der nachfolgenden Finishbearbeitung eines Werkstücks aufgebrachten maximalen Andrückkraft entspricht. In diesem Zustand wird das Finish- oder Andrückwerkzeug an dem Andrückarm durch Verschrauben befestigt, und zwar mit einem zweiten Anzugsmoment, das so hoch ist, dass sich das Finish- oder Andrückwerkzeug während der Finishbearbeitung eines Werkstücks nicht mehr relativ zu dem Andrückarm bewegen kann, also in seiner Ausrichtung relativ zu dem Andrückarm verbleibt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
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In der Zeichnung zeigt
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1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausrichtung eines an einem Andrückarm einer Finishbearbeitungseinheit gehaltenen Finish- oder Andrückwerkzeugs;
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2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Werkzeugmaschine mit einer Finishbearbeitungseinheit;
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3 eine perspektivische Ansicht eines Systems, mit einer Vorrichtung gemäß 1 und mit einer Werkzeugmaschine gemäß 2;
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4 einen Ausschnitt aus 3; und
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5 eine Schnittdarstellung des Ausschnitts gemäß 4 in einer vertikalen Schnittebene.
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Eine Vorrichtung zur Ausrichtung eines an einem zangenförmigen Andrückarm einer Finishbearbeitungseinheit gehaltenen Finish- oder Andrückwerkzeugs ist in 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
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Die Vorrichtung 10 erstreckt sich mit einem zentralen Hauptkörper 12 im Wesentlichen entlang einer Hauptachse 14. Im Bereich einer Rückseite 16 des Hauptkörpers 12 ist ein Haltegriff 18 an dem Hauptkörper 12 befestigt. Im Bereich einer Vorderseite 20 des Hauptkörpers 12 sind zwei Anlageelemente 22 und 24 vorgesehen, die sich quer, vorzugsweise senkrecht, zu der Hauptachse 14 erstrecken.
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Ein erstes Anlageelement 22 ist einstückig mit dem Hauptkörper 12 ausgebildet und weist einen bügelförmigen Arm 26 auf, der im Bereich eines freien Endes einen Anlageabschnitt 28 und einen Zentrierabschnitt 30 aufweist.
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Das zweite Anlageelement 24 weist ebenfalls einen bügelförmigen Arm 32 auf, der an einem freien Ende einen Anlageabschnitt 34 aufweist, der dem Anlageabschnitt 28 des ersten Anlageelements 22 zugewandt ist. Das zweite Anlageelement 24 weist ebenfalls einen Zentrierabschnitt 36 auf, der dem Zentrierabschnitt 30 des ersten Anlageelements 22 zugewandt ist.
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Die Anlageelemente 22 und 24 sind mittels einer Linearführung 38 relativ zueinander geführt, wobei eine Führungsachse der Linearführung 38 parallel zu der Hauptachse 14 verläuft. Alternativ hierzu ist auch eine zangenförmige Kinematik für die Relativbewegbarkeit der Anlageelemente 22 und 24 möglich.
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Die Vorrichtung 10 umfasst ferner eine Krafterzeugungseinrichtung 40 mit einem Gewindestößel 42, der in einem Gegengewinde eines Materialabschnitts 44 des Hauptkörpers 12 verdrehbar gelagert ist.
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Der Gewindestößel 42 wirkt mit einem handbetätigbaren Drehgriff 46 zusammen, mit welchem der Gewindestößel 42 verdrehbar und entlang der Hauptachse 14 verlagerbar ist. Eine Kraftübertragungsfläche 46 des Gewindestößels 42 liegt auf einer Kraftaufnahmefläche 48 des zweiten Anlageelements 24 auf. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 10 eine Vorspanneinrichtung 50 in Form einer Druckfeder auf, die das zweite Anlageelement 24 von dem ersten Anlageelement 22 wegdrückt und die Kraftaufnahmefläche 48 gegen die Kraftübertragungsfläche 46 des Gewindestößels 42 vorspannt.
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Der Drehgriff 46 kann bei einer einfacheren Ausführungsform direkt mit dem Gewindestößel 42 bewegungs- und kraftgekoppelt sein. Vorzugsweise ist jedoch eine Kraftbegrenzungs- oder Drehmomentbegrenzungseinrichtung 52 vorgesehen, die bei Überschreitung einer vorgebbaren Maximalkraft oder bei Überschreitung eines vorgebbaren maximalen Drehmoments den Drehgriff 46 von dem Gewindestößel 42 entkoppelt, sodass also nur eine vorgegebene Maximalkraft oder nur ein vorgegebenes maximales Drehmoment von dem Gewindestößel 42 auf das zweite Anlageelement 24 ausübbar ist. Bei einer solchen Begrenzungseinrichtung kann es sich beispielsweise um federnd gelagerte Kugeldruckelemente handeln, wobei die Einstellung eines maximal von dem Handgriff 46 auf den Gewindestößel 42 übertragbaren Drehmoments mittels Gewindestiften erfolgt, mit welchen die Vorspannung der Federn verändert wird. Eine Einheit mit einem Handgriff 46 und einer Begrenzungseinrichtung 52 ist beispielsweise als "Drehmomentgriff 07133" der Firma norelem Normelemente KG, Markgröningen, Deutschland bekannt.
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Solange ein Grenzdrehmoment nicht überschritten wird, wird durch manuelles Drehen des Handgriffs 46 ein Drehmoment auf den Gewindestößel 42 übertragen, der dann eine Kraft auf die Kraftaufnahmefläche 48 des zweiten Anlageelements 24 ausübt. Diese Kraft wird auf die Anlageabschnitte 28 und 34 übertragen und verläuft dort entlang einer Wirkachse 54. Die Wirkachse 54 verläuft insbesondere parallel zu der Hauptachse 14.
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Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung 10 eine Kraftmesseinheit 55, die beispielsweise in Form eines Kraftmesssensors benachbart zu dem Anlageabschnitt 34 angeordnet ist. Diese Kraftmesseinheit erfasst eine entlang der Wirkachse 54 verlaufende Andrückkraft, die mittels einer (nicht dargestellten) Kraftanzeigeeinheit angezeigt wird.
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Die Anlageelemente 22 und 24 sind in Richtung der Hauptachse 14 gesehen im Profil C-förmig und umschließen jeweils einen Freiraum 56, 58.
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In 2 ist eine Werkzeugmaschine zur Finishbearbeitung eines Werkstücks dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 60 bezeichnet. Die Werkzeugmaschine 60 weist ein Maschinengestell 62 auf, welches in an sich bekannter Art und Weise zur Anordnung eines Spindelstocks 64 und eines Reitstocks 66 dient. Der Spindelstock 64 und der Reitstock 66 dienen dazu, ein Werkstück, beispielsweise eine Kurbelwelle, zwischen sich einzuspannen und um eine Rotationsachse 70, welche der zentralen Achse des Werkstücks entspricht, rotierend anzutreiben.
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Die Werkzeugmaschine 60 umfasst ferner einen Oszillationsantrieb 72, der dazu dient, eine Gesamtheit aus Spindelstock 64, Werkstück und Reitstock 66 in zu der Rotationsachse 70 paralleler Richtung oszillierend, also hin und her, anzutreiben.
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Zur Bearbeitung von Lagerflächen des Werkstücks (insbesondere Haupt- und Pleuellager einer Kurbelwelle) sind der Anzahl der Lagerflächen des Werkstücks entsprechend viele Finishbearbeitungseinheiten an der Werkzeugmaschine 60 anordenbar. In 2 ist zur Verbesserung der Übersichtlichkeit lediglich eine Finishbearbeitungseinheit 74 dargestellt.
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Bei dem in den 2 und 3 dargestellten Muster- oder Einrichtwerkstück 68 handelt es sich um ein Einrichtwerkstück, das auf eine bestimmte Kurbelwellengeometrie abgestimmte Lagerflächen und Wellenbünde aufweist. Ein solches Einrichtwerkstück kann anstelle eines finishend zu bearbeitenden Werkstücks zwischen Spindelstock 64 und Reitstock 66 eingespannt werden.
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Für einen weiter unten detaillierter beschriebenen Ausrichtvorgang wird die Vorrichtung 10 (vgl. 1) an der Finishbearbeitungseinheit 74 der Werkzeugmaschine 60 (vgl. 2) montiert. Dieser Zustand ist in 3 dargestellt. 4 zeigt ein System 75 mit der Finishbearbeitungseinheit 74 und der Vorrichtung 10 in vergrößerter Darstellung.
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Die Finishbearbeitungseinheit 74 umfasst ein Gestell 76 zur verschiebbaren Anordnung an einem Schlitten 78 des Maschinengestells 62 (vergleiche 2).
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An dem Gestell 76 sind plattenförmige Haltekörper 79 angeordnet, die zur Anordnung von zwei Schwenklagern 80, 82 dienen. Die Schwenkachsen 84 und 86 der Schwenklager 80 und 82 verlaufen parallel zueinander und parallel zu einer Rotationsachse 70 eines finishend zu bearbeitenden Werkstücks, die durch den Spindelstock 64 und den Reitstock 66 definiert ist.
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An den Schwenklagern 80 und 82 sind zwei zangenförmige Andrückarme 88 und 90 schwenkbar gelagert. Die freien Enden beider Andrückarme 88 und 90 werden während der finishenden Bearbeitung eines Werkstücks aufeinander zu und jeweils in Richtung auf die Rotationsachse 70 des Werkstücks gedrückt. Hierfür umfasst die Werkzeugmaschine 60 an sich bekannte und daher nicht dargestellte hydraulische Antriebseinheiten, im Folgenden "Hydraulikeinheiten" genannt.
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Die Andrückarme 88, 90 dienen jeweils zur Anordnung von Baugruppen 92 bzw. 94, welche nachfolgend insgesamt als "Finish- oder Andrückwerkzeuge" benannt sind. Zur Verbindung eines Finish- oder Andrückwerkzeugs 92, 94 mit einem Andrückarm 88, 90 sind Befestigungsschrauben 96 bzw. 98 vorgesehen.
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Der Aufbau der Finish- oder Andrückwerkzeuge 92, 94 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 erläutert. Das Finish- oder Andrückwerkzeug 92 weist einen C-förmigen Außenrahmen 100 auf, der mittels der Befestigungsschrauben 96 an dem Andrückarm 88 anordenbar und befestigbar ist. Der Außenrahmen 100 dient zur kippbeweglichen Lagerung eines Innenrahmens 102, der mit einer Andrückschale 104 verbunden ist. Die Andrückschale 104 und der Innenrahmen 102 sind um eine Kippachse 106 relativ zu dem Außenrahmen 100 verschwenkbar gelagert.
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Die Andrückschale 104 des Finish- oder Andrückwerkzeugs 92 begrenzt gemeinsam mit einer Andrückschale 105 des Finish- oder Andrückwerkzeugs 94 einen Arbeitsraum 108. In diesem Arbeitsraum 108 ist ein finishend zu bearbeitender Werkstückabschnitt eines Werkstücks anordenbar. Hierbei drücken die Andrückschalen 104 auf ein Finishband, dessen Zuführung in 4 schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 110 bezeichnet ist.
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Bei den Andrückschalen
104,
105 kann es sich um (insbesondere diamantbeschichtete) Bearbeitungsschalen handeln, die während der finishenden Bearbeitung eines Werkstücks zum Andrücken gegen das Finishband verwendet werden. Bei den Andrückschalen
104,
105 kann es sich auch um (insbesondere glattflächige) Ausrichtschalen handeln, die im Rahmen eines nachfolgend beschriebenen Einrichtvorgangs verwendet werden und anschließend durch Bearbeitungsschalen ausgetauscht werden. Zum Austausch von Schalen an dem Innenrahmen
102 kann ein Schnellwechselsystem vorteilhaft sein, das in der
DE 10 2014 214 719 A1 beschrieben ist.
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Bei den Finishwerkzeugen 92, 94 kann es sich auch um unmittelbar jeweils mit den Andrückarmen 88, 90 verbundene Andrückschalen 104, 105 handeln. In diesem Fall dienen die Befestigungsschrauben 96 bzw. 98 unmittelbar zur Befestigung der Andrückschalen 104, ohne dass ein Außenrahmen 100 und/oder ein Innenrahmen 102 vorgesehen ist.
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Bei dem Finish- oder Andrückwerkzeug 92, 94 kann es sich auch um einen Finishstein handeln, der anstelle einer Andrückschale 104 und eines Finishbands verwendet wird. Ein solcher Finishstein kann ebenfalls entsprechend der Anordnung gemäß 5 kippbeweglich gelagert sein oder aber direkt mit einem Andrückarm 88, 90 verbunden sein.
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Die Andrückarme 88 und 90 weisen voneinander abgewandte Anlageflächen 112 auf, die jeweils zur Anlage der Anlageabschnitte 28, 34 der Vorrichtung 10 dienen.
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Ferner weisen die Andrückarme 88, 90 jeweils Aussparungen 114 auf, die zur jeweiligen Aufnahme der Zentrierabschnitte 30, 36 der Vorrichtung 10 dienen.
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Die Befestigungsschrauben 96, 98 der Andrückarme 88, 90 sind vorzugsweise innerhalb einer senkrecht zu der Rotationsachse 70 verlaufenden Befestigungsebene angeordnet. Die Befestigungsschrauben 96, 98 sind insbesondere so angeordnet, dass bei Montage der Vorrichtung 10 an den Andrückarmen 88, 90 die Wirkachse 54 innerhalb der Befestigungsebene verläuft und zwischen jeweils zwei durch einander gegenüberliegende Befestigungsschrauben 96, 98 definierten Befestigungsachsen angeordnet ist.
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Jeweils eine der Befestigungsschrauben 96, 98 ist in einem der Freiräume 56, 58 der bügelförmigen Arme 26 und 32 der Anlageelemente 22, 24 anordenbar.
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Zur Ausrichtung eines Finish- oder Andrückwerkzeugs 92, 94 an einem Andrückarm 88, 90 wird das Muster- oder Einrichtwerkstück 68 zwischen Spindelstock 64 und Reitstock 66 eingespannt. Ferner werden die Finish- oder Andrückwerkzeuge 92, 94 mittels der Befestigungsschrauben 96, 98 an den jeweiligen Andrückarmen 88, 90 angeordnet. Dabei werden die Befestigungsschrauben 96, 98 nur leicht angezogen, derart, dass die Finish- oder Andrückwerkzeuge 92, 94 noch relativ zu den Andrückarmen 88, 90 ausrichtbar sind.
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Anschließend wird die Finishbearbeitungseinheit 74 entlang des Schlittens 78 in zu der Rotationsachse 70 paralleler Richtung positioniert, derart, dass ein Finish- oder Andrückwerkzeug 92, 94 in zu der Rotationsachse 70 paralleler Richtung gesehen auf Höhe einer Einricht-Lagerfläche des Einrichtwerkstücks 68 zugeordnet ist.
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Anschließend werden die Andrückarme 88, 90 ausgehend aus einer geöffneten Stellung unter Verwendung der Hydraulikeinheit geschlossen, bis die Andrückflächen der Andrückschalen 104, 105 an der Einricht-Lagerfläche des Einrichtwerkstücks 68 anliegen. Anschließend wird die Steuerung der Finishbearbeitungseinheit 74 und somit auch deren Hydraulikeinheit deaktiviert.
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Anschließend wird die Vorrichtung 10 an der Finishbearbeitungseinheit 74 montiert, indem die Anlageabschnitte 28 und 34 zunächst so weit voneinander beabstandet werden, dass die bügelförmigen Arme 26 und 32 der Vorrichtung 10 die Andrückarme 88 und 90 der Finishbearbeitungseinheit 74 von außen umgreifen können. Die Zentrierabschnitte 30 und 36 werden dann in Eingriff mit den Materialaussparungen 114 der Andrückarme 88, 90 gebracht.
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Anschließend wird der Handgriff 46 der Vorrichtung so lange verdreht, bis die Anlageabschnitte 28 und 34 der Vorrichtung 10 in Anlage mit den Anlageflächen 112 der Andrückarme 88, 90 gelangen. Ein weiteres Verdrehen des Handgriffs 46 führt dazu, dass der Gewindestößel 42 eine Kraft auf die Kraftaufnahmefläche 48 des Anlageelements 24 ausübt. Diese Kraft wird über den bügelförmigen Arm 24 auf den Anlageabschnitt 34 übertragen. Der Anlageabschnitt 28 des ersten Anlageelements 22 bildet ein entsprechendes Gegenlager.
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Die an dem Handgriff 46 von einem Monteur von Hand erzeugte Betätigungskraft wird also mittels der Vorrichtung in eine Andrückkraft übersetzt, welche von den Anlageabschnitten 28 und 34 auf die Anlageflächen 112 der Andrückarme 88, 90 übertragen wird.
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Zunächst wird nur eine vergleichsweise kleine ("erste") Andrückkraft von beispielsweise 10 Newton bis 100 Newton aufgebracht. Während des Anliegens dieser ersten Andrückkraft werden die Finish- oder Andrückwerkzeuge 92, 94 relativ zu den Andrückarmen 88, 90 ausgerichtet. Hierbei bewegen sich die Befestigungsschrauben 96, 98 geringfügig innerhalb entsprechender Schraubenaufnahmen der Andrückarme 88, 90. Der Ausrichtvorgang umfasst eine möglichst vollflächige Anlage der Andrückschalen 104, 105 an der Einricht-Lagerfläche des Einrichtwerkstücks 68. Ferner umfasst der Ausrichtvorgang eine seitliche Anlage der Andrückschalen 104, 105 an einem Wellenbund des Einrichtwerkstücks 68, der in 3 beispielhaft mit dem Bezugszeichen 116 bezeichnet ist.
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Anschließend wird die mittels der Krafterzeugungseinrichtung 40 ausgeübte Andrückkraft erhöht auf einen im Vergleich zum ersten Wert erhöhten, zweiten Wert. Der zweite Wert entspricht in vorteilhafter Weise der maximalen Andrückkraft der Hydraulikeinheit der Finishbearbeitungseinheit 74.
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Während des Anliegens der zweiten Andrückkraft werden die Finish- oder Andrückwerkzeuge 92, 94 an den Andrückarmen 88, 90 befestigt, indem die Befestigungsschrauben 96, 98 angezogen werden, derart, dass eine Relativbewegung zwischen dem Finish- oder Andrückwerkzeug 92, 94 und dem jeweiligen Andrückarm 88, 90 während der finishenden Bearbeitung eines Werkstücks vermieden wird.
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Abschließend die Krafterzeugungseinrichtung 40 durch Zurückdrehen des Handgriffs 46 entspannt und die Vorrichtung 10 von der Finishbearbeitungseinheit 74 entfernt. Die Andrückarme 88, 90 werden mittels der Hydraulikeinheiten in eine geöffnete Stellung verbracht und das Einrichtwerkstück 68 von Spindelstock 64 und Reitstock 68 entfernt.
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Nun kann ein finishend zu bearbeitendes Werkstück zwischen Spindelstock 64 und Reitstock 66 eingespannt und in an sich bekannter Art und Weise finishend bearbeitet werden.
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Für eine einmalige Einstellung einer von der Krafterzeugungseinrichtung 40 ausübbaren maximalen Andrückkraft ist es möglich, eine Kraftmesseinrichtung zu verwenden, welche anstelle des Einrichtwerkstücks 68 in dem Arbeitsbereich 108 zwischen den Andrückschalen 104, 105 angeordnet wird. Anschließend wird bei an der Finishbearbeitungseinheit 74 montierter Vorrichtung 10 der Handgriff 46 verdreht, bis die Begrenzungseinrichtung 52 aktiv wird/keine höhere Kraft mehr überträgt und der von der Kraftmesseinrichtung gemessene Wert erfasst.
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Wenn der auf diese Weise gemessene Wert niedriger als eine gewünschte maximale Andrückkraft ist, wird die Begrenzungseinrichtung 52 so verstellt, dass eine höhere Andrückkraft auf die Andrückarme 88, 90 ausübbar ist. Ist der mittels der Kraftmesseinrichtung erfasste Wert zu hoch, wird die Begrenzungseinrichtung 52 so verstellt, dass nur noch eine niedrigere Kraft ausübbar ist. Im Anschluss an den Verstellvorgang wird der Handgriff 46 wieder bis zur Aktivierung der Begrenzungseinrichtung 52 betätigt und ein neuer Wert gemessen und wieder mit der gewünschten maximalen Andrückkraft verglichen.
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Dieser Vorgang wird iterativ so lange wiederholt, bis der mittels der Kraftmesseinrichtung gemessene Wert der gewünschten maximalen Andrückkraft entspricht. Die gewünschte maximale Andrückkraft entspricht vorzugsweise der maximalen Andrückkraft, die mittels der Hydraulikeinheit der Finishbearbeitungseinheit erzeugbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014214719 A1 [0058]
