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Leiteinrichtung für eine Vorrichtung zum Läppen und Schleifen von
Kugeln Die Erfindung richtet sich auf eine Kugelleiteinrichtung für eine Vorrichtung
zum Läppen und Schleifen von Kugeln zwischen zwei mit konzentrischen, die Kugeln
führenden Rillen versehenen Scheiben, deren eine umläuft und deren andere stillsteht
und eine sektorförmige Ausnehmung zur Kugelaufgabe und -abgabe aufweist, wobei die
Kugeln zwischen ihrem Durchlauf durch je zwei aufeinander folgende Rillen durch
ein Magazin, vorzugsweise ein die Scheiben ringförmig umgebendes Tellermagazin,
geführt und bei jedem Durchlauf einmal in die benachbarte Rille umgesetzt werden.
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Aus Gründen einer rationellen Fertigung sind den modernen Vorrichtungen
zum Schleifen oder Läppen von Kugeln, gleichgültig, ob diese mit horizontal oder
vertikal umlaufenden Läppscheiben arbeiten, Magazine zugeordnet, die ein Vielfaches
dessen an Kugeln aufnehmen, was einer einzigen Beschickung der Scheiben entspricht.
Dabei werden die Kugeln nach der Entnahme von den Läppscheiben in dem Magazin gesammelt
und aus diesem wieder erneut den Läppscheiben zugeführt. Im wesentlichen kommen
hierfür drei verschiedene Arten von Magazinen in Frage, nämlich entweder das Trommelmagazin
oder ein Becherwerk oder aber neuerdings auch das um die Läppscheiben laufende Ringmagazin.
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Trommelmagazine führen allerdings keine Trennung zwischen geläppten
und ungeläppten bzw. mehr oder weniger weit geläppten Kugeln herbei, sondern vermischen
diese in unkontrollierbarer Weise. Die Folge ist, daß die Bearbeitung der Kugeln
ungleich erfolgt, da nur die Kugeln mit großem Durchmesser tatsächlich geläppt werden,
während die anderen leer mitlaufen. Der ungleiche Kugeldurchmesser führt aber zu
schlecht ausgebildeten Rillen, was wiederum das Arbeitsergebnis verschlechtert.
Dies gilt auch für ein vorbekanntes Trommelmagazin, bei welchem die Kugeln nach
jedem Durchgang durch je eine Rille in einzelnen Kanälen einem gemeinsamen Mischbehälter
zugeführt werden, in dem eine Mischung der Kugeln stattfindet und aus dem sie mittels
einer Transportwalze den einzelnen Rillen der Schleifscheiben wieder zugeführt werden.
Infolge der in dem Behälter stattfindenden Durchmischung der Kugeln läßt sich nicht
vermeiden, daß einzelne Kugeln das Magazin schneller durchlaufen als andere Kugeln,
so daß sie dann um so eher wieder zwischen die Läppscheiben eingeführt und damit
stärker als andere Kugeln geschliffen werden.
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Es ist andererseits bekannt, die zu schleifenden Kugeln zwischen mehreren
Durchgängen durch die Schleifscheiben durch ein Magazin zu führen, und es werden
auch schon bei Schleifmaschinen Vorkehrungen getroffen, um die Kugeln jeweils in
die benachbarte Rille umzusetzen, ohne daß hierzu jedoch ein Magazin verwendet wird.
In einem anderen Fall durchlaufen die Kugeln entweder abwechselnd die äußerste und
die innerste Rille der Schleifscheiben, oder aber sie durchlaufen nur die beiden
mittleren Rillen.
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Die Mängel des Becherwerks als Magazin unterscheiden sich von denen
einer umlaufenden Trommel nur graduell, da die Kugeln nun nicht mehr ausnahmslos
einem gemeinsamen Vorrat innerhalb des Magazins zugeführt, sondern in der Anzahl
der Becher entsprechende Mengen aufgeteilt werden. Jedoch läßt sich auch hier eine
Vermischung geschliffener und ungeschliffener Kugeln nicht vermeiden.
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Demgegenüber ergibt sich bei der Verwendung eines Ringmagazins der
beachtliche Vorteil, daß die dem Bearbeitungsprozeß unterworfenen Kugeln in praktisch
der gleichen Reihenfolge hintereinander den ganzen Bewegungsablauf durch die Läppscheiben
und das Magazin ausführen, d. h., eine geschliffene Kugel wird erst dann wieder
den Läppscheiben zugeführt, wenn alle anderen nachfolgenden Kugeln die Läppscheiben
passiert haben.
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Die Verwendung eines Magazins hat sich aber in der modernen Kugelfertigung
schon aus dem Grund als unbedingt notwendig erwiesen, als damit eine größere Beschickung
der Läppvorrichtung zugrunde gelegt und die erzielbare Genauigkeit auf diese größere
Kugelmenge bezogen werden kann. Diese übt aber angesichts des bei Kugeln infolge
der rollenden B ewegung vergleichsweise geringen Läppmoments eine gleichmäßigere
Beanspruchung der Rillen der Läppscheiben aus, was sich naturgemäß vorteilhaft auf
das
Verfahren der Oberflächengestaltung der Kugeln auswirken muß.
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Die insbesondere bei der Verwendung von Trommel- und Becherwerkmagazinen
auftretenden Durchmesserdifferenzen erfordern noch mindestens einen Sortiervorgang
in besonderen Sortiermaschinen. Zur Erzielung von Kugeln größerer Form- und Maßgenauigkeit
werden die sortierten Klassen nochmals einem Läppprozeß unterzogen und danach erneut
sortiert. Auf diese Weise verteuert sich aber das Herstellungsverfahren außerordentlich,
und zwar um so mehr, je höher die gewünschte Genauigkeit liegt.
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Aus der Erkenntnis der beträchtlichen Nachteile der bekannten Einrichtungen
zum Läppen und Schleifen von Kugeln resultiert die der Erfindung gestellte Aufgabe,
eine Kugelleiteinrichtung an einer mit einem Magazin ausgerüsteten Läpp- nud Schleifmaschine
für Kugeln zu schaffen, bei der die einzelnen Kugeln in gleicher Reihenfolge hintereinander
den ganzen Bewegungsablauf durch die Läppscheiben und das Magazin ausführen, so
daß keine Sortiervorgänge in den Läppvorgang eingeschaltet werden müssen.
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Vorteile ergeben sich gemäß der Erfindung dadurch, daß das Magazin
eine der Anzahl der Rillen oder Gruppen von Rillen der Scheiben entsprechend unterteilte
Leiteinrichtung aufweist, die mit je einem Ende im Bereich der Ausnehmung der stillstehenden
Scheibe über in der gleichen Weise unterteilte Führungsbahnen an die Aufgabeöffnung
und Abgabeöffnung der Scheiben angeschlossen ist.
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Auf diese Weise durchlaufen die einzelnen Kugeln den Bearbeitungsvorgang
in kontinuierlicher Folge vom kleinsten bis zum größten Radius der Rillen auf den
Scheiben, oder umgekehrt. Diese planmäßige Führung der Kugeln gewährleistet aber
eine überaus gleichmäßige Bearbeitung und führt zu ebenso ausgeglichenen Läpprillen,
was wiederum der erzielbaren hohen Genauigkeit des Verfahrens zugute kommt. Die
Folge davon sind Hochgenauigkeitskugeln, deren Maßtoleranzen außerordentlich eng
liegen, so daß jeder Sortiervorgang überflüssig ist und andererseits die Bearbeitungszeit
auf ein Mindestmaß beschränkt wird.
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Die Erfindung sieht weiter vor, daß die eine Außenbahn der einen Führungsbahn
in an sich bekannter Weise unter über- oder Unterfahren der weiteren Bahnen an die
andere Außenseite der Führungsbahn geleitet ist.
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Die nacheinander aus den Scheiben austretenden Kugeln werden in den
Führungsbahnen durch den ihnen zwischen den Scheiben erteilten Bewegungsimpuls vorwärts
bewegt. Gegebenenfalls können jedoch noch besondere Bewegungselemente vorgesehen
sein, und zwar insbesondere an den Stellen, an denen die Führungsbahnen ansteigend
ausgebildet sind.
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Durch die Erfindung wird eine Anzahl von je für sich endlosen Bewegungsbahnen
für die Kugeln geschaffen, und diese Bahnen schließen sowohl den Weg durch die Läppscheiben
wie denjenigen durch das Magazin ein. Mit Ausnahme der am Umsetzungspunkt die anderen
Bewegungsbahnen überspringenden Bahn verlaufen die Bewegungsbahnen für die Kugeln
im wesentlichen parallel zueinander.
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Eine besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung, die
von der Verwendung eines Tellermagazins ausgeht; sieht vor, daß der Teller eine
den Rillen der Scheiben entsprechende Anzahl von konzentrischen Rillen aufweist.
Es ist aber andererseits auch möglich, daß der Teller den Rillen oder Gruppen von
Rillen der Scheiben entsprechende ortsfeste, konzentrisch angeordnete Trennwände
als Leiteinrichtung aufweist, die an die Trennwände der Führungsbahnen anschließen.
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Während die Ausführungsform mit dem mit Rillen versehenen Magazinteller
insbesondere für die Bearbeitung von Kugeln mit größerem Durchmesser in Frage kommt,
eignet sich ein mit Trennwänden zwischen den einzelnen Bewegungsbahnen versehener
Magazinteller vor allem zur Bearbeitung von Kugeln kleineren Durchmessers, wobei
gegebenenfalls mehrere nebeneinanderliegende Rillen der Scheiben zusammengefaßt
und einer Bewegungsbahn der Magazinunterteilung zugeordnet sind.
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Findet ein Becherwerkmagazin Verwendung, so können nach einem anderen
Merkmal der Erfindung die Becher entsprechend der Anzahl der Rillen oder Gruppen
von Rillen der Scheiben unterteilt sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Figuren an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigt F i g.1 eine Draufsicht und F i g. 2 einen Schnitt nach
Linie II-II in F i g.1 einer ersten Ausführungsform, F i g. 3 eine der F i g.1 entsprechende
Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform, F i g. 4 einen Teilschnitt durch eine
der F i g. 3 ähnliche Ausführungsform und F i g. 5 einen Teilschnitt durch eine
andere Ausführungsform.
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Bei den Ausführungsformen nach den F i g.1 bis 4 wird von einer mit
vier Reihen von Rillen versehenen Läppscheibenanordnung ausgegangen, wobei diese
Ausbildung aber lediglich ein Beispiel darstellt, das, wie dies F i g. 5 schon zeigt,
auf beliebig viele Rillen der Scheiben ausgedehnt werden kann, wobei allerdings
dem Durchmesser der zu bearbeitenden Kugeln eine entscheidende Bedeutung zukommt.
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Bei der Vorrichtung nach den F i g.1 und 2 sind zwei konzentrisch
angeordnete Läppscheiben vorgesehen, deren untere, 1, mit dem Träger 2 umläuft,
während die obere, 3, mit dem zugeordneten Träger 4 stillsteht. Während die untere
Läppscheibe 1 mit beim dargestellten Ausführungsbeispiel vier Rillen 5 zur Führung
der Kugeln 6 ausgestattet ist, weist die obere Läppscheibe 3 eine ebene Arbeitsfläche
7 auf. Bei 8 weist die obere, stillstehende Läppscheibe eine sektorförmige Ausnehmung
auf, deren Öffnungsweite, wie F i g.1 zeigt, etwa einem Winkel von 70° entspricht.
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Die beiden Läppscheiben 1 und 3 sind exzentrisch innerhalb eines ringförmigen
Tellermagazins 9 angeordnet, wobei die Mittelpunkte der Scheiben 1 und 3 einerseits
und des Ringmagazins 9 um den Betrag x auf dem Durchmesser 10 voneinander
entfernt sind, der die Winkelhalbierende der Ausnehmung 8 der oberen Läppscheibe
3 bildet. Die Drehrichtung der Läppscheibe 1 ist durch den Pfeil 11 gekennzeichnet.
Entgegengesetzt hierzu läuft das Ringmagazin 9 in Pfeilrichtung 12 um. Der Antrieb
der umlaufenden Läppscheibe 1 und des Ringmagazins 9 sind, da bekannt, nicht im
einzelnen wiedergegeben.
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Das Ringmagazin 9 weist eine der Rillenzahl der Läppscheibe 1 entsprechende
Unterteilung in vier
Bewegungsbahnen 13, 14, 15 und
16 auf, deren Bahn 13 den kleinsten und deren Bahn 16 den größten
Radius aufweist. Diese Bahnen 13 bis 16 werden durch Trennwände
17 gebildet, die durch die mit dem Magazinteller 9 umlaufende Außenwand 18
und die feststehende Innenwand 19 ergänzt werden. Die konzentrischen Trennwände
17 sind ebenfalls ortsfest angeordnet, wozu die bei 20 angedeuteten Halterungen
dienen. Wie F i g. 2 zeigt, enden die Trennwände 17 in geringem Abstand von der
Lauffläche 21 des Magazinrings 9. Die Bewegungsbahnen 13 bis 16 und des Ringmagazins
9 sind an ihrem einen Ende durch die insgesamt mit 22 bezeichnete und an
ihrem anderen Ende durch die mit 23 bezeichnete Führungsbahn an die Läppscheibenausnehmung
8 angeschlossen. Die Führungsbahnen 22 und 23 entsprechen in
ihrer Unterteilung derjenigen des Magazins 9 bzw. der Rilleneinteilung der
Läppscheibe 1. Zu diesem Zweck sind die Trennwände 17 an-ihren Enden
in der dem Ringmagazin 9 und den Läppscheiben 1, 3 gemeinsamen Ebene um etwa
180° umgebogen, so daß im Fall der Führungsbahn 22 zunächst drei Bahnen gebildet
werden, die mit 24, 25 und 26 bezeichnet sind. Dabei geht die Bahn
24, die der Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem größten Radius
entspricht, in die Bewegungsbahn 14 des Magazins 9 über, die im Magazin
9 die, von innen gesehen, zweite Bahn bildet. Die der Rille 5 der Läppscheibe
1 mit dem nächstkleineren Radius entsprechende B ahn 25 der
Führungsbahn 22 geht in die Bewegungsbahn 15 mit dem nächstgrößeren
Radius des Magazins 9 über, und die nächstfolgende Bahn 26 mündet
schließlich in die äußerste Bewegungsbahn 16 des Magazins 9 ein. Diese Bahn
26 wird durch ein ortsfestes Kurvenstück 27 nach außen hin abgegrenzt, welches
an der Außenwandung 18. des Magazinringes 9 ausläuft.
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Der Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem kleinsten Radius ist
in der Führungsbahn 22 eine Rinne 28
von U-förmigem Querschnitt zugeordnet,
die in der Weise von ihrem Ausgangspunkt 29 an ansteigend verläuft, daß sie schließlich
die Bahnen 24 bis 26 der Führungsbahn 22 überfährt, um dann aber bei
30 in die Bewegungsbahn 13 des Magazins 9 mit ebenfalls dem kleinsten
Radius einzumünden.
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Entsprechend der Führungsbahn 22 am einen . Übergang von den
Läppscheiben 1, 3 zum Magazin 9
ist die Führungsbahn 23 an der
anderen Übergabestelle ausgebildet. Hierzu sind lediglich die Enden der Trennwände
17 um 180° parallel zueinander gebogen, so daß die Einzelbahnen 31, 32, 33 und 34
; gebildet werden, wobei zur äußeren Abgrenzung der Bahn 34 ein weiteres Kurvenstück
35 dient, weiches entsprechend dem Kurvenstück 27 der gegenüberliegenden Seite ortsfest
angeordnet ist und im Bereich der Außenwand 18 des Ringmagazins 9 ausläuft. ; Hierbei
geht die Bewegungsbahn 13 des Magazins 9 mit dem kleinsten Radius über die Führung
31 in die Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem größten Radius über. Dagegen
mündet die Bewegungsbahn 16 des Magazins 9 mit dem größten Durchmesser über
die Führung 34 schließlich in die Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem
kleinsten Radius ein.
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Verfolgt man den Bewegungsablauf der Kugeln 36, so ergibt sich unter
Berücksichtigung der Bewegungsrichtungen 11 und 12 der beweglichen Elemente 1 und
9 folgendes Bild: Die von der Rinne 28 bei 30 an die Bewegungsbahn 13 des Magazins
9 abgegebenen Kugeln folgen der Bewegung des Magazinringes 9, wobei sie am Ende
37 der inneren Begrenzungswand 19 des Magazins 9 in die Führung 31 einmünden und
von dieser auf die Rille 5 der Läppscheibe 1 mit dem größten Radius
geleitet werden. Dementsprechend treten diese Kugeln im Bereich der Führungsbahn
22 aus der Läppscheibe wieder aus, und zwar gelangen sie dabei in die Führung
24, die nun aber in die Bewegungsbahn 14 des Magazins 9 einmündet, welche
gegenüber der Bewegungsbahn 13
den nächstgrößeren Radius aufweist. Diese Bewegungsbahn
14 verlassen die Kugeln schließlich durch die Führung 32, die sie auf die Rille
5 mit dem zweitgrößten Radius führt. Diese Rille 5 verlassen sie wieder über
die Führung 25 und gelangen dabei auf die nächste Bewegungsbahn
15. Dieses Bewegungsspiel setzt sich so lange fort, bis die Kugeln schließlich
in die Rille 5 der Läppscheibe'1 mit dem kleinsten Radius gelangen. Von dieser Rille
aus treten sie aber an der Stelle 29 in die Rinne 28 ein, die das
Umsetzen der Kugeln in die Bewegungsbahn 13
mit dem kleinsten Radius bewirkt.
Dabei überfahren diese Kugeln innerhalb der Rinne 28 die in den drei angrenzenden
Führungen 24 bis 26 befindlichen Kugeln. Dieses Bewegungsspiel setzt
sich so lange fort, bis die Kugeln 36 den gewünschten Durchmesser und die erforderliche
Maßgenauigkeit angenommen haben.
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Die Ausführungsform nach F i g. 3 entspricht im Prinzip derjenigen
nach den F i g.1 und 2. Während dort aber die Kugeln aus dem Magazin einen rechtsgängigen
Drehsinn und im Bereich der Läppscheiben einen linksgängigen Drehsinn aufweisen,
bleibt dieser bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ständig gleich. Hierzu verlaufen
die mit 38 und 39 bezeichneten Führungsbahnen über Kreuz. Die Führungsbahn
38
wird von den parallelen Trennwänden 40 gebildet, die in einer Ebene
parallel zum Ringmagazin 9 verlaufen. Auf diese Weise werden die Führungen
41,
42, 43 und 44 gebildet, die die nicht dargestellten Kugeln zwischen die
Läppscheiben 1 und 3 führen.
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Die Führungsbahn 39 besteht aus vier bei 45 ansetzenden parallelen
Rinnen 46, 47, 48 und 49, die insgesamt ansteigend verlaufen und damit
die Führungsbahn 38 überfahren. Die der innersten Rille 5 der Läppscheibe 1 entsprechende
Bahn 46 mündet allerdings in die, von innen gesehen, zweite Bewegungsbahn
14 des Ringmagazins 9. Dagegen überfährt die äußerste Bahn 49 der
Führung 39 die inneren Bahnen 46 bis 48 und mündet bei 50 in
die den kleinsten Radius aufweisende Bewegungsbahn 13 des Ringmagazins
9 ein. Auf diese Weise werden die Kugeln jeweils auf die nächstfolgende Bewegungsbahn
umgesetzt.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 3, der der Schnitt nach F i g.
4 etwa entspricht, ist die konzentrische Unterteilung des Ringmagazins 9 in der
Weise vorgenommen worden, daß statt der Trennwände 17
der Ausführungsform
nach F i g.1 und 2 Rillen 51
vorgesehen sind, deren Ausbildung, Anordnung
und Anzahl derjenigen der Rillen 5 der Läppscheibe 1 entsprechen.
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Die F i g. 5 zeigt schließlich eine Ausführungsform, die zum Bearbeiten
von Kugeln kleineren Durchmessers bestimmt ist. Dabei ist nicht jeder einzelnen
Rille 52 der Läppscheibe 53 eine besondere Bewegungsbahn auf den Führungen 22, 23
bzw. 38, 39 zugeordnet, sondern diese Rillen 52 sind gruppenweise zusammengefaßt,
wobei die Anzahl der Gruppen der Unterteilung des Ringmagazins 9 entspricht,
welches
bei dieser Ausführungsform in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise in vier Bewegungsbahnen
13 bis 16 unterteilt ist.
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So können die Läppscheiben 1 und 3 durchaus auch in einer vertikalen
Ebene umlaufen. Andererseits kann aber an die Stelle des Ringmagazins 9 auch ein
Becherwerk treten, dessen Becher entsprechend der Zahl der Rillen oder Gruppen von
Rillen der Läppscheibe in axialer Richtung unterteilt sind. In entsprechender Weise
ist es auch möglich, an Stelle der Führungsbahnen 22, 23 bzw. 38,39
zwei gegenläufige
Transportbänder zu verwenden, die entweder mit die Kugeln führenden Rillen versehen
sein können oder aber mit Trennwänden entsprechend der in F i g.1 und 2 mit 17 bezeichneten
zusammenwirken können.
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Die Einrichtung ist selbstverständlich auch in der Weise ausführbar;
daß das die beiden Läppscheiben umgebende Ringmagazin stillsteht, während andererseits
aber die beiden Führungsbahnen (z. B. 38 und 39 in F i g. 3) gemeinsam mit der oberen
Läppscheibe 3 entgegengesetzt zur unteren Läppscheibe 1 langsam umlaufen, so; daß
die einzelnen Führungen der Führungsbahn 38' (z. B. 41 bis 44 in F i g. 3) die Kugeln
aus dem Ringmagazin gewissermaßen reihenweise herausgreifen und zwischen die Läppscheiben
1, 3 einführen. Selbstverständlich muß zu diesem Zweck das Ringmagazin mit Führungsrillen
für die Kugeln gemäß F i g. 3 versehen sein.