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Vorrdchtung zum Finischen von Werkstücken mit nicht rotationssymmetrischer
Form.
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(Zusatz zu Patent. ... ...
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(Patentanmeldung P 19 50 839.S), Das Hauptpatent beschreibt eine
Vorrichtung zum Finischan von Werkstücken mit nicht rotationssymmetrischer Form,
bei der das Schleifmittel zur Bearbeitung des Werkstückes an einem b3ewegbaren Träger
angeordnet ist, dessen im wesentlichen radial zum Werkstäck gerichtete Bewegungen
von einem Meisterstück mit einer der Werkstückform entsprechenden Form gesteuert
sind. Diese Vorrd chtung hat den Vorteil, daß auch Werkstücke mit einer von der
Kreisform abweichenden Quersehnitts@@m nonmehr wirtsaheftlich fefinisht, d, h, in
ihrer Oberfiächergüte verbeasart werden können und trotzdem die geometrin be Form
des Weckatückes nicht verändert wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen,
mit der besonders leicht auch Bohrungen von nicht netatierssymmetrischer Form gefinisht
werden können.
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Auch debei soll die geometrische For des Werkstückes unverändert
bleiben
und nur die Oberflächengüte verbessert werden, Diese Aufgabe wird gemaß der Erfindung
dadurch gelöst, daß zi Finishen von Bohrungen mit nicht otationsaymetrischer Form,
insbesondere mit Trochoidenform, an einem drehbaren Werkzeugkörper wenigstens zwei
Träger mit einer Führungseinrichtung radial verschiebbar angeordnet sind, daß die
Führungseinrichtung dem in einer zum Werkstück parallelen Ebene angeordneten Meisterstück
nachläuft und daß an dem Träger das Schleifmittel unter Federkraft in im wesentlichen
radialer Richtung an die Bohrungswand andrückbar geführt ist.
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Eine besonders vorteilhafte Einsatzmöglichkeit ist das Finischen von
Bohrungen mit Trochoidenform, beispielsweise von Zylinderwandungen von Drehkolbenmaschinen.
Bei diesen ist auch die erwünschte Oberflächengüte besonders hoch, da sie ein mitbestimmender
Faktor für die Lebensdauer der gee samten Maschine ist.
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Nach einer bevorzugten Aus.fiihrungsform besteht die Führungseinrichtung
aus einer an dem Trager drehbar gelagerter Rolle, die durch die Kraft einer am Träger
und am Werkzeugkörper angreifenden weder an das Meisterstück andrückbar it Das Neisterstücl
kann vorzugsweise ein gleichachsig zu deii Werkstück aufgenommenes Teil sein, das
zumindest in der Bohrungsform rait dem Werkstück übereinstimmt. Tn der einfachsten
Ausführung kann das Meisterstück aus einem e'ei.ts fertiggestellten oder vorbearbeiteten
Werkstück besteheii, das beispiesweise oberhalb des zu bearbeitenden Werkstückes
angeordnet ist.
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Dnn Schleifrittel kann in einer Parallelihrung am Träger verschiebbar
gelagert sein. Nach einem besonders vorteil-
hafter Merkmal kann
es aus einem Schleifband bestehen.
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Dieses wird, Ile bereits in dem Rauptpatent beschieben, vorzugsweise
bei Jedem chleifvorgang wenigstens einmal um einen vorbestimmten Betrag vorgezogen.
Das relativ leichte Schleifband paRt sich besonders gut den Bewegungen des Xrägers
an. Durch die Tatsache, daß das Schleifmittel bei Jedem Schleifvorgang erneuert
werden kann, indem neues Schleifband vorgezogen wird, werden verschiedene Vorteile
erreictato Für Jedes Werkstück steht ein neuer Abschnitt des Schleifbandes zur Verfügung,
so daß stets gleiche Verschleißverhältnisse vorliegen. Das Schleifband steht vorteilhaft
mit dem Werkstück im wesentlichen in Linienberührung. Es nutzt sich dabei sehr schnell
ab, so daß nach einem anfänglichen größeren Werkstoffabtrag beim Ausbrechen bzw.
Ab stumpfen der Schleifkörner des Schleifbandes sine Polierwirkung entsteht.
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Es kann daher in relativ kurzer Zeit zusätzlich zu einem gewissen
Werkstoffabtrag eine beste Polierwirkung erzielt werden. Die Folge ist, daß die
Werkstücke mit einer relativ geringen Oberflächengüte, d.h. nur vorgeschliffen,
in die Vorrichtung eingebracht werden können und trotzdem in kurzer Zeit ein Finisen
auf eine hervorragende Oberflächengüte, möglich ist, Weitere Vorteile und Merkmale
der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit
der Zeichnung hervor0 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näber erläutert.
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Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
nach der Erfindung, wobei die linke Hälfte der Zeichnung die Vorrichtung an einer
Ausweitung der Werkstückbohrung und die rechte Hälfte die Vorrichtung an einer Verengung
der P.ohrung darstellt
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung
besitzt einen Werkzeugkörper 117der von einer Welle 40 drehend und gegebenentalls
auf und ab beweiih angetrieben werden kann0 Aln Antriebsmaschine kann eine normale
Sonmaschine dienen.
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Der Werkzeugkörper besitzt zwei seitliche Führungsteile 41, zwischen
denen zwei Träger 12 in radialer Richtung verschiebbar gefdhrt sind. Bei dem dargestellten
schematischen Ausführungsbeispiel wird die Führung von einer an den Träger angebrachten
Führungsstange 42 übernommen, die in einem Zylinder 43 läuft. Die Führungsstange
42 trägt einen Bund 44, gegen den sich eine Druckfeder 26 abstützt. Das andere Ende
der Feder 26 stützt sich gegen den Zylinder 43 ab, so daß sie den Träger 12 radial
nach außen zu drücken sucht.
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An dem Träger 12 ist ferner eine Rolle 14 drehbar gelagert, die an
der Bohrungsinnenwand 45 eines Neisterstücks 15 abrollt. Das Meisterstück 15 kann
dem zu bearbeitenden Werkstück 19 vollständig entsprechen.
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Am in der Zeichnung unteren Ende des Trägers 12 ist ein Schleifniittel
16 vorgesehen. Es besteht aus einem Halter 46 und einem Schleifband 20, das an dem
Halter auswechselbar bzw. nachstellbar befestigt ist. Der Halter 46 ist über zwei
Führungen 17, die in Bohrungen des Trägers laufen, zu diesem verschiebbar angebracht,
und zwar ebenfalls in radialer Richtung bewegbar.Zwischen Kalter 46 und Träger 12
liegen Druckfedern 18, die das ichleifmittel 16 von dem Träger 12 hinwegzudrücken
suchen und es somit an die Werkstückbohrung 47 des Werkstückes 19 anpressen.
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Das Meisterstück 15 und das Werkstück 19 sind in nicht dargestellten
Spannvorrichtungen getrennt voneinander aufgenommen, so daß das Werkstück 19 unabhängig
von dem Meister
stück 15 schnell ausgewechselt werden kann.
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Aus dem Vergleich beider Hälften der Zeichnung ist zu erkennen, daß
der Träger sich entsprechend dem radialen-Abstand der Bohrung 45 von der Werkstückachse
radial verstellt. Da Neisterstück' und Werkstück so gespannt werden, daß ihre miteinander
übereinstimmenden Bohrungen 45, 47 genau zueinander ausgerichtet sind, hat das Schleifmittel
16 stets den gleichenbstand vom Träger 12, d. h. die Federn 18 sind stets um den
gleichen Betrag vorgespannt, und der Anpreßdruck zwischen dem Schleifmittel 16 und
dem Werkstück 19 ist stets der gleiche. Die relativ kräftig bemessene Feder 26 sorgt
dafür, daß die Rolle 14 stets gut an der Bohrungsinnenwand-45 anliegt.
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Abweichungen von der Roüationssymmetrie des Werkstückes 19 bewirken
also keine Änderung der Anpreßkraft des Schleifmittels 16. Vor allem würden aber
ohne Benutzung der Erfindung die auftretenden Massenkräfte infolge der hin- und
hergehenden Bewegung beim Ablauf einer unrunden Bohrung ein gutes Ergebnis verhindern.
Bei der Annäherung an eine Bohrungsverengung würde daraus ein zu hoher Anpreßdruck
und bei der Annäherung an eine Bohrungsaufweitung ein zu geringer Anpreßdruck resultieren.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung kann aber stets ein gleichbleibender Anpreß
druck ierzlelt werden. Wenn sich bei sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten die Massenkräfte
des Schleifmittels bzw.
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seiner Halterung, die ohnehin sehr leicht gebaut werden sollte, bemerkbar
machen sollten, so kann dem durch entsprechende Voreilung bms, Änderung der Form
des MeSsterstückes begegnet werden. Daher wird unter allen Umständen die geometrische
Form des Werkstückes nicht verändert und ein gleichmäßiger WerkstoffabtraEg bei
bester Oberflächengüte erzielt.
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In diesem Zusammenhang ist noch zu bemerken, daß das Neisterstück
auch als Schablone ausgebildet sein kann, auf deren Außenumfang die Rolle 14 abläuft.
In diesem Falle müßte die Reder 26 die Träger nach innen zu drücken suchen. Die
Führung und Ausbildung der Träger kann abweichend von der gezeigten schematischen
Darstellung außgebildet sein. Es sei auch bemerkt, daß im Normalfall die Vorrichtung
symmetrisch in eine Bohrung eingesetzt wird, also nicht, wie die Zeichnung es zur
Erläuterung zeigt, der eine Träger eine Engstelle bearbeitet, während der gegenti70erL>gende
an einer Bohrungserweiterung arbeitet.
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Die Vorteile, die durch die Verwendung eines Schleifbandes anstelle
eines "dauerhaften" Schleifbelages sich ergeben, sind in dem Hauptpatent erläutert.
Der Halter 46 ist gekrümmt, so daß das Schleifband, streng genommentdas Werkstück
nur längs einer Linie bertihrta Der Krümmungsradius entspricht dabei vorzugsweise
demjenigen der Rolle 14. Zu Beginn des Bearbeitungsvorganges sind im Bereich dieser
Linie noch frische Schleifkörner vorhanden, die einen stärkeren Werkstoffabtrag
bewirken. Damit UngleichmaBigkeiten im Schleifband sich nicht auf die Oberfläche
des Werkstückes auswirken, wird das Werkstück während der Bearbeitung axial hin-
und herverschoben. Die Schleifkörner im Arbeitsbereich brechen während der Bearbeitung
relativ schnell aus bzw. stumpfen sich ab. Es entsteht damit eine Polierfläche,
die für eine Feinbearbeitung der Oberfläche sorgt. Nach Beendigung der Bearbeitung
wird das Schleifband durch Antrieb einer nicht dargestellten Fort schaltvorrichtung
um einen solchen Betrag weitergeschaltet, daß für das nächste Werkstück wieder ein
frischer Teil des Schleifbandes zur Verfügung steht. Es ist auch möglich, das Schleifband
während eines Bearbeitungstaktes mehrmals weiterzuschalten. Ein periodischer synchroner
Drehrichtungs-
wechsel der Vorrichtung ist zur Verbesserung der
Form- und Oberflächengüte zu empfehlen.
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Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung liegt darin, daß sie eine Feinsthearbeitung
von kompliziert geformten Teilen, wie beispielsweise Trochoideninnenflächen, auf
einfachen Ion maschinen erlaubt.
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Zum leichten Aus- und Einfahren des Werkzeuges in die Bohrung des
Werkstückes bzw. des Meisterstücks empfiehlt es sich, daß die Träger durch eine
nicht dargestellte Rastvorrichtung so festgelegt werden können, daß das Eshleifmittel
zumindest in eine Ausweitung einführbar ist. Sie könnten beispielsweise durch einen
Bügel in der Stellung fixierbar amin, die sie an der engsten Stelle der Bohrung
ein nehmen