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Die
Erfindung betrifft eine Schleifvorrichtung zur Herstellung von Abrundungen
an den Kanten der Stirnfläche
eines Hohlzylinders aus Metall.
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Insbesondere
bei Flächen,
die in Punkt- oder Linienberührung
aufeinander gleiten, ist es meist zweckmäßig oder gar erforderlich,
die Kanten zumindest einer der Flächen abzurunden. Bei Hohlzylindern
wird zu diesem Zweck ein Radius am Innen- und/oder Außenumfang
der Stirnfläche
angearbeitet. Bei Werkstücken,
die in einer Werkzeugmaschine eingespannt sind, ist diese Maßnahme sehr
leicht zu verwirklichen. Ist ein solches Werkstück aber erst einmal in einem
Gegenstand eingebaut, der sich in einer Maschine, einer Armatur
oder einer Anlage befindet, so wird die genannte Maßnahme oft
nur sehr schwer und mit hohem Aufwand vorgenommen werden können. In
vielen Fällen
ist aber notwendig, an schlecht zugänglichen Stirnflächen Abrundungen
im Wege von Wartungs- und Nacharbeiten wieder anzuarbeiten. Befindet
sich ein solcher Hohlzylinder gar in einer Anlage, die für das Wartungspersonal
nur zeitlich begrenzt zugänglich
ist, so können
längere
Ein- und Ausbaumaßnahmen,
die eine bessere Zugänglichkeit
der zu bearbeitenden Stirnflächen
erlaubten, vielfach nicht hingenommen werden. Dies ist z.B. bei der
Bearbeitung der Sitzfläche
einer Armatur im Kühlkreislauf
eines Kernkraftwerkes der Fall.
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Durch
die
US 4 934 109 ist
eine Schleifvorrichtung bekannt, mit der die Stirnflächen von
Hohlzylindern nachbearbeitet werden können. Zu diesem Zweck ist innerhalb
des Hohlzylinders eine Halterung eingespannt, die zur Aufnahme eines
schwenkbaren Werkzeugträgers
dient. Am Werkzeugträger
ist eine rotierende Schleifscheibe angeordnet, um die Stirnflächen des
Zylinders bearbeiten zu können.
Diese Art der Führung
ist jedoch nur von einer bedingten Genauigkeit.
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Es
besteht somit die Aufgabe, eine Schleifvorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die auch bei eingebauten, also beispielsweise
eingeflanschten oder eingeschweißten Hohlzylindern eine mühelose Bearbeitung
erlaubt.
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Die
gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schleifvorrichtung,
mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die
erfindungsgemäße Schleifvorrichtung zeichnet
sich u.a. dadurch aus, daß sie
sehr kompakt und leicht transportabel ist. Sie kann dabei so gestaltet
sein, daß sie
mit wenigen Handgriffen zu zerlegen und zusammenzusetzen ist. Dies
erlaubt einen Transport der Vorrichtung in einem eigens hierfür vorgesehenen
Koffer.
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In
zweckmäßiger Ausgestaltung
der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Drehgelenk für die Achse
des Werkzeugträgers
ein Kugelgelenk ist. Dies erlaubt auch die Bearbeitung von solchen
Stirnflächen,
die schräg
zur Achse des Hohlzylinders verlaufen.
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Der
Antrieb des Schleifwerkzeuges kann durch einen an dem mit dem Werkzeugträger verbundenen
Arm angebrachten Motor erfolgen. Dabei ist es möglich, die Einrichtung zur
Kraftübertragung
innerhalb eines hohl ausgeführten
Arms vorzusehen. Auf diese Weise wird ein in einem Lager innerhalb des
Arms angeordnetes Gelenk in Drehung versetzt. Diese Drehung wird über eine
drehfeste Verbindung auf das Schleifwerkzeug übertragen.
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Ein
wesentlicher Vorteil dieser Ausführung besteht
darin, daß der
Arm bei der Übertragung
der über
den Umfang des Hohlzylinders reichenden Drehbewegung innerhalb des
Gelenks verschwenkt werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß der Arm nicht
in einem zur Stirnfläche
des Hohlzylinders konzentrischen Kreis bewegt werden muß, was einen entsprechenden
Platzbedarf erforderte.
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Die
Schleifvorrichtung kann sowohl für
den Innen- als auch für
den Außenumfang
eines Hohlzylinders genutzt werden. Eine erste alternative Form sieht
vor, daß die
Welle des Schleifwerkzeuges parallel zur Achse des Werkzeugträgers verläuft, wobei der
das Schleifwerkzeug tragende Schlitten mittels einer in der Außenwand
des Werkzeugträgers
angeordneten Verstellschraube einstellbar ist. Die Schleifvorrichtung
ist hiermit für
einen Bereich geeignet, der beide Umfangskonturen umfaßt.
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In
Fällen,
in denen sich der Außenumfang des
Hohlzylinders innerhalb eines Raumes befindet, der für ein Schleifwerkzeug
mit parallel zur Achse des Hohlzylinders verlaufender Welle nicht
oder nur zum Teil zugänglich
wäre, sieht
die Erfindung vor, daß die Welle
des in einem winkelförmigen
Schlitten angeordneten Schleifwerkzeuges radial zur Achse des Werkzeugträgers verläuft, während der
Antrieb der Welle des Schleifwerkzeuges über eine parallel zur Achse
des Werkzeugträgers
verlaufende Antriebswelle erfolgt, wobei die Drehbewegung der Antriebswelle über Kegelräder auf
die Welle des Schleifwerkzeuges übertragen
wird, und wobei der Schlitten mittels einer Verstellschraube, die
in einer auf dem Werkzeugträger
gebildeten Erhebung angeordnet ist, einstellbar ist. Der radiale
Platzbedarf wird hiermit auf ein Minimum begrenzt.
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Der
Werkzeugträger
der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung kann auf unterschiedliche Weise
gestaltet sein. Für
kleinere Durchmesser empfiehlt sich ein runder, scheibenförmiger Werkzeugträger. Bei
größeren Durchmessern
erscheint ein sternförmig
ausgebildeter Werkzeugträger
zweckmäßig, während bei
sehr großen
Durchmessern ein aus mehreren Leisten gebildeter Werkzeugträger zu empfehlen
ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spannvorrichtung
des Verstellteils mit mehreren an der Innenwand des Hohlzylinders
zur Anlage zu bringenden Backen ausgestattet ist, wobei die radial
gerichtete Verschiebung der Backen mittels eines oder mehrerer im
Querschnitt keilförmiger
Einstellteile erfolgt, deren der Verschiebung dienenden Schrauben
von der Stirnseite des Hohlzylinders her zugänglich sind. Dabei können mehrere keilförmige Einstellteile
gleichmäßig über den
Umfang der Spannvorrichtung verteilt sein. Insbesondere bei kleineren
Durchmessern ist eine mit einer keilförmig verlaufenden Wand ausgestattete,
zentral angeordnete Verstellbuchse, die mittels einer ebenfalls zentral
angeordneten Schraube zu verstellen ist, vorteilhaft.
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Für den Einrichtvorgang
der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung
empfiehlt sich ein lösbar mit
dem Verstellteil zu verbindendes Ausrichtteil, welches vor dem Einbau
des Verstellteils auf den Verlauf der Stirnfläche einzurichten ist und welches
beim Einbau des Verstellteils an der Stirnfläche des Hohlzylinders allseitig
zur Anlage zu bringen und nach dem Verspannen des Verstellteils
zu entfernen ist.
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Anhand
zweier Ausführungsbeispiele
wird die Erfindung näher
erläutert.
Die Zeichnung zeigt in
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1 einen
Ausschnitt aus dem Gehäuse
eines Absperrschiebers mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Abrundung
der Innenkante der Sitzfläche
des Absperrschiebers;
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2 einen
Ausschnitt aus einem der 1 entsprechenden Gehäuse mit
einer erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Abrundung der Außenkante
der Sitzfläche
des Absperrschiebers;
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3 einen
Ausschnitt aus einem den 1 und 2 entsprechenden
Gehäuse
mit einem Ausrichtteil für
die erfindungsgemäße Einrichtung.
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In
das in der 1 ausschnittsweise dargestellte
Schiebergehäuse 1 ist
ein Hohlzylinder 2 eingeschweißt. Der Hohlzylinder 2 besitzt
eine schräg zu
seiner Achse verlaufende Stirnfläche 3,
die den Sitz für
einen – nicht
dargestellten – Schieberkeil
bildet. Die innere Kante der Stirnfläche 3 ist mit einer Abrundung 4 versehen,
die äußere Kante
besitzt eine Abrundung 5. Die Abrundungen 4 und 5 werden zweckmäßigerweise
erstmals vor dem Einschweißen des
Hohlzylinders 2 angebracht. Die durch den Schieberkeil
verursachte Abnutzung der Abrundungen 4 und 5 macht
allerdings von Zeit zu Zeit eine Nachbearbeitung notwendig.
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Für die Nachbearbeitung
oder für
eine erstmalige Anbringung von Abrundungen an einem eingeschweißten Hohlzylinder 2 wird
die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung
benutzt.
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Die
Schleifvorrichtung umfaßt
ein mit einem Konus ausgestattetes Verstellteil 6, das über drei gleichmäßig über den
Umfang verteilte verstellbare Backen 7 verfügt. Auf
ihrer zur Achse des Verstellteils 6 gerichteten Seite besitzen
die Backen 7 jeweils eine schräge Ebene, die mit dem konischen
Teil zusammenwirken. Getragen wird das Verstellteil 6 von einem
Basisteil 8. Mit Hilfe einer Spannschraube 9 ist die
Position des Verstellteils 6 gegenüber dem Basisteil 8 zu
verändern,
wobei die auf dem Verstellteil 6 gleitenden Backen 7 je
nach Schraubrichtung gegen die Innenwand des Hohlzylinders 2 zu
pressen oder von dort zu lösen
sind.
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Die
in der 2 dargestellte Schleifvorrichtung wird ebenfalls
von einem Verstellteil 6, welches an einem Basisteil 8 befestigt
ist, getragen.
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Ein
in der 3 dargestelltes Ausrichtteil 32 erleichtert
den Einbau des Verstellteils 6 dadurch, daß mit seiner
Hilfe die achskonforme Lage des Basisteils 8 und damit
eine allseitig flächige
Anlage der Backen 7 auf der Innenseite des Hohlzylinders 2 schnell
und sicher herzustellen ist. Hierzu wird das Ausrichtteil 32 mit
dem Verstellteil 6 mittels einer oder mehrerer Schrauben
verbunden und in den Hohlzylinder 2 eingeschoben. Dabei
kommt das Ausrichtteil 32 allseitig an der Stirnfläche 3 zur
Anlage. Nun kann die mit einem Innensechskant versehene Spannschraube 9 mit
einem entsprechenden Schlüssel über eine
im Ausrichtteil 32 vorhandene Öffnung angezogen werden. Nachdem
die Backen 7 zur festen Anlage im Hohlzylinder 2 gekommen
sind, wird das Ausrichtteil 32 entfernt.
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Das
Ausrichtteil 32 ist in seiner einfachsten Form als Platte
ausgebildet. Es kann aber auch eine andere Form besitzen; wobei
allein die Bedingung gilt, daß eine
gleichmäßige Anlage
am gesamten Umfang des Hohlzylinders erreicht wird.
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Das
Verstellteil 6 der Ausführungen
der 1 und 2 ist auf seiner aus dem Hohlzylinder 2 herausragenden
Seite mit einem Kugelgelenk 10, in das eine Achse 11 eingreift,
versehen. Die Achse 11 gehört zu einem Werkzeugträger 12,
an dem jeweils das Schleifwerkzeug verstellbar angeordnet ist.
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Die
Ausführung
der 1 ist mit einem Werkzeugträger 12 ausgestattet,
der eine Ausnehmung 13 für einen radial verstellbaren
Schlitten 14 besitzt. Im Schlitten 14 ist mittels
zweier Kugellager 15 die Welle 16 eines Schleifwerkzeuges 17 gelagert. Die
Kontur des Schleifwerkzeuges 17 ist so gestaltet, daß sie dem
Radius der an der Innenkante der Stirnfläche 3 anzubringenden
Abrundung 4 entspricht. Durch Einstellschrauben 18 wird
der Werkzeugträger 12 an
der Stirnfläche 3 des
Hohlzylinders 2 justiert. Der Schlitten 14 wird
mittels einer Feder 26 an die, Abrundung 4 gedrückt. Mit
einer – nicht
dargestellten – Verstellschraube
wird der Schlitten 14 fixiert. Durch radiale Verstellung
des Schlittens 14 wird ein schrittweises Zustellen des
Schleifwerkzeuges 17 zur Abrundung 4 hin bewirkt.
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Die
Welle 16 ist über
ein Gelenk 19 mit einer Antriebswelle 20 verbunden.
Ein in der Gelenkverbindung angeordneter Stift 21 stellt
sicher, daß die
Drehung der Antriebswelle 20 auf die Welle 16 übertragen
wird. Durch Kugellager 22 wird die Antriebswelle 20 innerhalb
eines hohl ausgeführten
Arms 23 aufgenommen. Mit der Antriebswelle 20 ist
ein Antriebsrad 24, das mittels eines Treibriemens 25 angetrieben wird,
fest verbunden. Der Treibriemen 25 wird von einem – nicht
dargestellten – Motor,
der am äußeren Ende
des Arms 23 befestigt ist, angetrieben.
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Die
in der 1 dargestellte Schleifvorrichtung ist grundsätzlich geeignet,
sowohl die Innen- als auch die Außenkante eines Hohlkörpers abzurunden.
Die dargestellte Gestaltung des Gehäuses 1 läßt allerdings
eine Verwendung an der Außen kante nicht
zu, da im unteren Bereich des Gehäuses 1 nicht genügend Platz
für ein
Schleifwerkzeug 17 mit achsparallel verlaufender Welle
vorhanden ist.
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Um
auch unter solchen Bedingungen eine Abrundung der Außenkanten
vornehmen zu können, sieht
die Erfindung die in der 2 dargestellte Anordnung vor.
Auch hier ist das Schleifwerkzeug 17 mit Hilfe von Kugellagern 15 in
einem Schlitten 27 gelagert, wobei der Schlitten 27 innerhalb
einer Ausnehmung 13 verschiebbar ist. Die Welle 16 des
Schleifwerkzeuges 17 ist allerdings radial verlaufend angeordnet.
Um die Übertragung
der Drehbewegung von der achsparallel verlaufenden Antriebswelle 20 auf die
Welle 16 zu erreichen, ist es notwendig, beide Wellen über eine
Zwischenwelle 28 und zwei Kegelräder 29 miteinander
zu verbinden. Dies wiederum bedingt auch eine Änderung des Schlittens 27,
der hier winkelförmig
gestaltet ist. Schließlich
mußte auch
die Gestaltung der Einstellung für
das Schleifwerkzeug 17 an die anderen Gegebenheiten angepaßt werden.
Dies geschieht dadurch, daß eine
Verstellschraube 30, die in einer auf dem Werkzeugträger 12 gebildeten
Erhebung 31 angeordnet ist, auf den Schlitten 27 einwirkt.
Eine – nicht
dargestellte – Feder
drückt
den Schlitten 27 mit dem Schleifwerkzeug 17 auf
die Abrundung 5.
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Der
Vorgang des Abrundens der Kanten erfolgt bei den Vorrichtungen der 1 und 2 grundsätzlich auf
die gleiche Weise:
Bei laufendem Antriebsmotor wird das in
Drehung befindliche Schleifwerkzeug 17 mit Hilfe seiner
Verstelleinrichtung, in der 2 ist dies
die Verstellschraube 30, so weit an die abzurundende Kante
herangeschoben, bis es zu einem leichten Anstreifen des Schleifwerkzeuges 17 kommt.
Dann wird das Schleifwerkzeug 17 mit Hilfe des Arms 23 über den gesamten
Umfang des Hohlzylinders 2 verfahren. Zur Herstellung der
vollständigen
Abrundung 4 bzw. 5 wird das Schleifwerkzeug 17 bei
weiteren Umläufen immer
weiter in radialer Richtung verstellt.
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Aufgrund
der Gestaltung der Kraftübertragung,
insbesondere der Funktionsweise des Gelenks 19 muß der Arm 23 zur
Verwirklichung der Drehbewegung des Werkzeugträgers 12, also des
Umlaufes des Schleifwerkzeuges 17, nur auf- und abwärts und seitlich
bewegt werden. Die horizontale Ausrichtung des Arms 23 kann
hierbei beibehalten werden. Somit bedarf ein Umrunden des gesamten Umfangs
des Hohlzylinders durch die Schleifvorrichtung nur eines geringen
Platzes.
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Die
erfindungsgemäße Schleifvorrichtung besteht
aus Einzelkomponenten, die voneinander zu trennen und zusammen mit
etwa vorhandenen Ausrichtteilen verschiedener Größen platzsparend in einem gemeinsamen
Behältnis
unterzubringen sind. Ein solches Behältnis kann z.B. ein Koffer
sein. Dieser hat den Vorteil, daß er leicht zum Einsatzort
in einer Anlage oder ähnlichem
zu transportieren ist.