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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Doppelscheibenflächenschleifmaschine
mit vertikalem Vorschub, die gleichzeitig die obere und untere Endfläche eines
von einer Spannvorrichtung gehaltenen Werkstücks, wie beispielsweise einer
Bremsscheibe eines Fahrzeugs, mittels einer oberen und einer unteren
Schleifscheibe schleift. Insbesondere betrifft sie eine Verbesserung
bei einer Andrückvorrichtung
für die
Schleifmaschine, die das von der Spannvorrichtung gedrehte Werkstück schleift.
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Üblicherweise
ist die Andruckvorrichtung zum Einklemmen des Werkstücks bei
der selbstdrehbaren Spannvorrichtung mit einer vertikal bewegbaren
Metallklemme, wie beispielsweise einer Spannpratze oder einem Klemmarm,
ausgestattet, so daß das
Werkstück
durch Schieben der Metallklemme von oben in eine geeignete Position
in Anlage an eine Oberfläche
des Werkstücks
in einer bestimmten Position der Spannvorrichtung gesichert ist.
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Insbesondere bei einem Werkstück, das
einen sich drehenden Körper
darstellt, wie beispielsweise eine Scheibenbremse für Automobile,
und das eine breite Bodenfläche
aufweist und mit einer bestimmten Starrheit versehen ist, um, selbst
wenn es in seiner Mitte gehalten ist, einer Biegung standzuhalten,
wird das Werkstück
in einer Mittenposition in die Spannvorrichtung eingespannt und
das Werkstück
dreht sich automatisch mit der Spannvorrichtung zusammen derart,
daß ein
Außenumfangsbereich
des Werkstücks
zwischen die Schleifscheiben eingeführt wird.
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Wenn das Werkstück während der Drehung durch die
Spannvorrichtung geschliffen wird, ist das stabile Halten des Werkstücks in einer
korrekten Halteposition und das ständige Beibehalten einer Schleifgenauigkeit
im Falle einer komplizierten Ausgestaltung der Werkstücksoberfläche oder
der Kleinformatigkeit der einzuspannenden Fläche schwierig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Doppelscheibenflächenschleifmaschine mit vertikalem
Vorschub zu schaffen, die ein Werkstück in seiner korrekten Einspannposition
stabil einklemmen und halten kann, selbst wenn die Konfiguration
der Werkstücksoberfläche kompliziert oder
die einzuspannende Fläche
klein ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine Doppelscheibenflächenschleifmaschine
mit vertikalem Vorschub gemäß der vorliegenden Erfindung
weist eine Spannvorrichtung mit einem selbstdrehenden Mechanismus
und eine Andruckvorrichtung zum Einklemmen eines Werkstücks W von
oben gegen die Spannvorrichtung auf, wobei die Andruckvorrichtung
mit einer über
ein Lager frei um eine selbst drehende Mittelachse der Werkstückhalteeinheit
auf einen Hebemechanismus eines Hebestellglieds, d. h. einen von
einem Zylinder angehobenen Andruckstab, drehbaren Andrückeinheit
versehen ist, und die Andruckeinheit mit einer Stahlkugel versehen
ist, die mit einem mittigen konkaven Bereich der Werkstücksoberfläche in Kontakt
ist.
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Selbst wenn die Oberfläche des
Werkstücks eine
komplizierte Ausgestaltung aufweist oder die einzuklemmende Fläche klein
ist, kann das Werkstück
im Vergleich mit der mit der Metallklemme, wie beispielsweise der
herkömmlichen
Spannpratze, versehenen Andruckvorrichtung gemäß der oben erwähnten Konstruktion
innerhalb einer Referenzaufnahmefläche, welche zum Halten des
Werkstücks
W dieses kontaktiert, korrekt positioniert und stabil eingeklemmt
werden, wodurch die Schleifgenauigkeit stabil gehalten werden kann.
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Da die Andrückeinheit um die sich drehende Mittelachse
der Spannvorrichtung drehbar an dem Hebeteil (Andruckstab) angebracht
ist, besteht keine Möglichkeit
des Auftretens eines Schlupfs zwischen der Stahlkugel und dem Werkstück während der Schleifarbeit,
so daß die
Stahlkugel sich kaum abnutzt.
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Wenn die Stahlkugel so in einen Kugelhaltezylinder
eingesetzt ist, daß sie
unten herausragt und von oben von einer konischen Aufnahmevertiefungsfläche einer
lösbar
an dem Kugelhaltezylinder angebrachten Kugelkappe gedrückt wird,
werden Wartungsvorgänge,
wie beispielsweise die Montage und das Ersetzen der Stahlkugel,
erleichtert, und die Stahlkugel selbst ist im Handel günstig erhältlich.
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Wenn an der Oberseite der Spannvorrichtung
ein Anschlagteil (Anschlagstift), das an einem Teil des Werkstücks W zum
Begrenzen einer Drehbewegung desselben relativ zu der Spannvorrichtung angreift,
installiert ist, kann die Drehbewegung des Werkstücks relativ
zu der Spannvorrichtung während des
Schleifvorgangs begrenzt werden, so daß die Schleifgenauigkeit noch
gesteigert werden kann.
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Im folgenden wird die vorliegende
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Doppelscheibenflächenschleifmaschine mit vertikalem
Vorschub gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 eine
vertikal geschnittene Ansicht einer Spannvorrichtung und eines Werkstücks in einer Löseposition,
und
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3 eine
vertikal geschnittene Ansicht einer Spannvorrichtung, eines Werkstücks und
einer Andruckeinheit in einer Schleifposition.
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1 ist
die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Doppelscheibenflächenschleifmaschine
mit vertikalem Vorschub. Eine obere Schleifscheibe 2 und
eine untere Schleifscheibe 3, die einander gegenüber angeordnet
sind, sind in einem Gehäuse 1 untergebracht,
und die obere und untere Schleifscheibe 2 bzw. 3 sind
an einer oberen und unteren Schleifscheibenwelle 4 bzw. 5 angebracht,
welche auf derselben senkrechten Mittelachse 03 angeordnet
sind. Die beiden Schleifscheibenwellen 4 und 5 sind
so konstruiert, daß sie
jeweils in vertikaler Richtung durch Hebemechanismen bewegbar sind,
und so mit einem Energieübertragungsmechanismus
verbunden und gekoppelt, daß sie
jeweils in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden.
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Ein Indextisch 6 für die Zufuhr
von Werkstücken
ist an einem oberen Ende einer vertikalen Tischantriebswelle 7 befestigt,
und diese Tischantriebswelle 7 ist in einem zylindrischen
Lagergehäuse 8 über ein
Lager um eine Tischdrehmittelachse 01 drehbar gelagert
und durch einen nicht gezeigten Getriebemechanismus mit einem Antriebsmotor
verbunden und gekoppelt.
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Auf dem Indextisch 6 sind
zwei Spannvorrichtungen 10 und Andruckvorrichtungen 12 zum
Einklemmen von Werkstücken
W an den jeweiligen Spannvorrichtungen 10 von oben installiert.
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Die beiden Spannvorrichtungen 10 sind
um die Tischmittelachse 01 mit einer Phasendifferenz von
180° in
Bezug zueinander angeordnet und in einem zylindrischen Spannvorrichtungslagergehäuse 15 um
eine selbstdrehende Mittelachse 02 drehbar gelagert. Durch
eine halbe Drehung des Indextisches 6 wird ein Positionswechsel
zwischen einer schleifscheibenseitigen Schleifposition A2 zum Schleifen von
Werkstücken
und einer entgegengesetzten Löseposition
A1 zum Ein- und Ausspannen von Werkstücken möglich.
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Die Andruckvorrichtung 12 besteht
aus zwei Zylindern 22 mit nach unten ausfahrbaren Andrückstäben 21 und
an den unteren Enden der Andrückstäbe 21 angebrachten
Andrückeinheiten.
Die Zylinder 22 sind jeweils auf derselben Mittelachse
angeordnet wie die selbstdrehende Mittelachse 02 der Spannvorrichtung 10 und
an einem Träger
befestigt, der an einer Oberseite des Indextisches 6 gesichert ist,
so daß diese
Zylinder durch die Drehbewegung des Indextisches 6 zusammen
mit den Spannvorrichtungen 10 um die Drehmittelachse 01 des
Tisches gedreht werden.
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2 ist
die vergrößerte Vertikalschnittansicht
der Spannvorrichtung 10 und des Werkstücks W in der Löseposition
A1. Das Werkstück
weist eine Scheibenbremse für
ein Fahrzeug auf und besteht aus einer Nabe 26 mit einem
einstöckig
angeformten Flansch 26a und einer an dem Flansch 26a gesicherten
Ringscheibe 27. Sowohl die obere als auch die untere Endfläche der
Scheibe 27 werden dem Flächenschleifvorgang unterzogen.
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Über
ein Lager 29 ist eine selbstdrehende Welle 30 in
einem Spannvorrichtungslagergehäuse 15 drehbar
gelagert. Die Spannvorrichtung 10 ist an einer oberen Endfläche der
selbstdrehenden Welle 30 auf derselben Mittelachse wie
die selbstdrehende Mittelachse 02 gesichert. Das untere
Ende der selbstdrehenden Welle 30 ist über einen nicht gezeigten Zahngetriebemechanismus
mit einem Antriebsmotor verbunden und gekoppelt.
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Die Spannvorrichtung 10 ist
ringförmig
ausgebildet. Oben auf der Spannvorrichtung 10 ist ein ringförmiges Positionierstück 28 koaxial
befestigt. Eine ringförmige
Werkstücksreferenzfläche 32,
mit der eine Unterseite des Flansches 26a des Werkstücks W in
Berührung
ist, ist nach oben vorspringend ausgebildet. Eine Innenumfangsfläche 31 des Positionierstücks 28 ist
auf die Größe der Nabe 26 des
Werkstücks
W abgestimmt. Die Spannvorrichtung 10 ist mit einem nach
oben ragenden Anschlagstift 37 zum Begrenzen einer Drehbewegung
des Werkstücks
W relativ zu der Spannvorrichtung 10 versehen. Der Anschlag stift 37 wird
in ein an der Spannvorrichtung 10 ausgebildetes Stabeinführloch 40 derart
eingeführt,
daß er
vertikal bewegbar ist, und von einer Feder 42 nach oben
gedrückt,
um die Drehbewegung des Werkstücks
W relativ zu der Spannvorrichtung 10 zu stoppen, wenn sein
oberer Endbereich an einem Paßbolzen 45 oder
dem Flansch 26a des Werkstücks W angreift.
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3 ist
die vergrößerte Vertikalschnittansicht
der Andrückeinheit 23 und
der Spannvorrichtung 10 in der Schleifposition A2. Die
Andrückeinheit 23 ist
mit einer Stahlkugel 46, die von oben einen Umfangsrand
eines mittigen Lochs des Werkstücks W
kontaktiert, einem Kugelhaltezylinder 47, der mit der Stahlkugel 46 zusammenpaßt und diese
nach unten herausragend hält,
einer Kugelkappe 48 mit einer konischen vertieften Aufnahmefläche 48a,
die eine Oberseite der Stahlkugel 46 kontaktiert, einem
Lagerhalter 51, der durch das Lager 50 von dem
unteren Teil des Andrückstabes 21 um
die selbstdrehende Mittelachse 02 drehbar gelagert ist,
und einer unteren Abdeckung 52 ausgestattet, die an einer
Unterseite des Lagerhalters 51 gesichert ist. Die Stahlkugel 46,
der Kugelhaltezylinder 47, die Kugelkappe 48 und
der Lagerhalter 51 sind alle auf derselben Mittelachse
angeordnet wie die selbstdrehende Mittelachse 02 der Spannvorrichtung 10.
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Eine Innenumfangsfläche einer
unteren Hälfte
des Kugelhaltezylinders 47 ist in seinem unteren Teil sich
zu einem geringen Durchmesser verjüngend ausgebildet. Von diesem
verjüngten
Bereich ist die Stahlkugel 46 nach unten herausragend gehalten. Die
Kugelkappe 48 paßt
von oben in den Kugelzylinder 47. Die Stahlkugel 46 ist,
zusammen mit dem Kugelhaltezylinder 47, nach unten herausragend
mit der unteren Abdeckung 52 verbunden.
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In 1 sei
auf einen Vorgang in der Löseposition
A1 verwiesen; die Andrückeinheit 23 wird nach
oben bewegt, das Werkstück
W wird auf der Spannvorrichtung 10 angeordnet und der Andrückstab 21 nach
unten bewegt, wodurch die Andrückeinheit 23 das
Werkstück
W von oben in einer mittigen Position festklemmt.
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Beim Einspannen des Werkstücks in 2 paßt die Nabe 26 des
Werkstücks
W in die Innenumfangsfläche 31 des
Positionierstücks 28,
eine Unterseite des Flansches 26a kontaktiert die ringförmige Referenzaufnahmefläche 32 des
Positionierstücks 28 und
der Anschlagstift 37 wird an einer von dem Paßbolzen 45 in
Umfangsrichtung abweichenden Stelle positioniert. Wenn die Andrückeinheit 23 in
diesem Zustand nach unten bewegt wird, kontaktiert die Stahlkugel 23 zwangsläufig einen
oberen Rand P einer Innenumfangsfläche (mittiges Loch) der Nabe 26, so
daß das
Werkstück
W, wie in 3 dargestellt,
in einer vorbestimmten Position positioniert wird.
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Da ein von der Stahlkugel 46 mit
Druck beaufschlagter Bereich innerhalb der Referenzaufnahmefläche 32 eingegrenzt
ist, ist das Werkstück
nach dem Einklemmen stabil und korrekt positioniert.
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Nach dem Abschluß des Andrückvorgangs in der Löseposition
A1 von 1 wechselt die
Betriebsposition zu der Schleifposition A2, wenn der Indextisch 6 um
eine halbe Drehung bewegt wird.
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In 3 werden
die Schleifscheiben 2 und 3 während des Positionswechselvorgangs
nach oben bzw. nach unten zurückgezogen.
Nach dem Abschluß des
Positionswechselvorgangs dreht sich die Spannvorrichtung 10 automatisch,
um eine Drehung des Werkstücks
W um die selbstdrehende Mittelachse 02 zu bewirken, und
der Abstand zwischen der oberen und der unteren Schleifscheibe 2 und 3 nimmt ab,
wodurch die obere und die untere Endfläche gleichzeitig dem Flächenschleifen
ausgesetzt sind.
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Während
des Schleifvorgangs wird die Stahlkugel 46 ebenfalls zusammen
mit dem Werkstück
W um die sich selbstdrehende Mittelachse 02 gedreht, die
gesamte Andrückeinheit 23 jedoch
wird um die sich selbstdrehende Mittelachse 02 relativ
zu dem Andrückstab 21 gedreht,
weil die Andrückeinheit 23 durch
das Lager 50 an dem Andrückstab 21 abgestützt ist.
Mit anderen Worten, zwischen der Stahlkugel 46 und dem
Werkstück
W tritt kein Schlupf auf, so daß auch
zwischen der Stahlkugel 46 und der konischen Aufnahmefläche 48 kein
Schlupf auftritt. Daher ist der Verschleiß der Stahlkugel 46 unter
Kontrolle.
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Da die Drehung des Werkstücks W relativ
zu der Spannvorrichtung 10 durch den Anschlagstift 45 gestoppt
wird, besteht keine Möglichkeit
einer durch einen Schleifwiderstand verursachten Drehung des Werkstücks W relativ
zu der Spannvorrichtung 10.
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Nach dem Abschluß des Schleifvorgangs des Werkstücks W werden
die obere und die untere Schleifscheibe 2 und 3 von
der oberen und unteren Endfläche
des Werkstücks
W nach oben bzw. unten zurückgezogen.
Die automatische Drehung der Spannvorrichtung 17 wird gestoppt,
und es erfolgt ein Positionswechsel in die Löseposition A1 von 1 durch eine halbe Drehung
des Indextisches 6. Dann wird die Andrückeinheit 23 nach
oben bewegt.
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Bei einer anderen Ausführungsform
können anstelle
des den Zylinder mit dem Andrückstab
von 1 verwendenden Hebestellglieds
andere Stellglieder vom Zahnstangen- und Kipphebeltyp etc. verwendet
werden, die Motoren als Energiequellen nutzen.