DE2018400A1 - Einrichtung und Verfahren zum selbsttätigen Schleifen eines Rades - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

dr. ing. H. NEGENDANK ■ dipx.-ing. H. HATJCK · dipl-phys. W. SCHMITZ

HAMBÜBG-MÜNCHEN

201840Q

ZITSTELIiUNGSANSCHRIFT; HAMBURG 36 ■ WEÜER WAtI 41

TEL. 36 74 28 TJND 36 4118

TEIiEOR. NESEDAFAIENT HAMBTTBG

MÜNCHEN 18 · MOZARTSTH. 23

TEI.. 0 38 0!5 80

TELBGB. NBGBDAPATENT Ü

HAMBURG,

16* April 1970

AMSTED INDUSTRIES INCORPORATED,
3700 Prudential Plaza,..
Chicago, Illinois 6O6OI
(V. St. A.)

Einrichtung·und Verfahren zum selbsttätigen Schleifen eines Rades.

Die Erfindung bezieht sich auf Schleifeinrichtungen und insbesondere auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Schleifen bestimmter Abschnitte eines¹ Rades für ein Schienenfahrzeug wie z.B. eines Eisenbahnrades oder eines ähnlichen Gegenstandes in einem bestimmten Arbeitsablauf.

Mit den heutzutage verwendeten besonderen Formen und vermittels der neueren Gießverfahren ist es möglich geworden, Stahlräder für Schienenfahrzeuge im wesentlichen in der Endform zu gießen.. Die bei der Endfertigung anfallenden Arbeitsgänge sind darauf beschränkt, in der Radnabe eine zur Aufnahme einer Achse dienende Bohrung anzubringen, die Bohrung zu entgraten und abzuschleifen und durch Schleifen

'■'-■■ - 2 0 0 9 8 Λ B/1 1 2Ö

mm Ο mm

den an dem Scheitel des Rades befindlichen Grat zu entfernen, der sich ah der Nahtstelle der Form befindet. Die Schleifvorgänge wurden seither getrennt ausgeführt, so daß sich bei der Herstellung ein erheblicher Zeitverlust ergab.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, vermittels welcher alle erforderliehen Schleifvorgänge selbsttätig und in einem einzigen Arbeitsgang ausgeführt werden können.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zum Schleifen von Rädern besteht darin, daß das Rad in aufrechter Stellung zu einer Schleifeinrichtung gerollt wird,und dann das Rad in einer selbsttätigen Arbeitsfolge in der Schleifeinrichtung angehalten und in aufrechter Lage gedreht wird, wobei die Schleifscheiben in einen Eingriff mit dem Rad gebracht werden, dann die Schleifscheiben von dem Rad zurückgezogen werden und das Rad aus der Schleifeinrichtung ausgestoßen wird.

Durch die Erfindung wird außerdem eine selbsttätige Radschleifeinrichtung vorgeschlagen, die aus einer zum Rollen des Rades in die Arbeitsstellung dienenden Zuführschiene, einem zum Anhalten des Rades dienenden beweglichen Arm, einem zum Drehen des Rades in aufrechter Stellung dienenden und durch den Eintritt des Rades in die Einrichtung betätig-

009846/1128 -3-

2018A00

■■-.- ; " ³ "■■' ;■'■■■■■ > ■"■■■■■'■

ten Walzenpaar, zum Schleifen des Rades während seiner Drehung auf beiden Seiten der Nabe und an seinem äußeren Umfang dienenden Schleifscheiben und Vorrichtungen zum Ausstoßen des Rades aus der Einrichtung nach Beendigung des Sehleifvorganges besteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert,

Fig. 1- ist ein Aufriß der Schleifeinrichtung.

Fig. 2 ist ein Querschnitt im wesentlichen entlang der Linie 2-2 der Fig* 1, wobei einige Teile weggelassen sind.

Fig. 3 ist ein endseitiger Aufriß der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung, wobei einige Teile weggelassen sind.

Fig. 4 ist ein Aufriß und zeigt Einzelheiten der

zum Abschleifen der Nabe dienenden Einheit.

Fig. 5 ist ein teilweise im Schnitt gehaltener endseitiger Aufriß der Einheit der Fig. 4. -

Fig. 6 ist ein Aufriß der zum Entgraten des Scheitels dienenden Einheit.

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 6 dargestellte Einheit.

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der in Verbindung mit den Figuren 1 - 7 verwendeten elektrischen Schaltung.

- I₁ _ 009846/1 128

In den Figuren 1-3 der Zeichnungen ist der Gesamtaufbau der Einrichtung dargestellt, woraus zu ersehen ist, daß die Arbeitsglieder derselben innerhalb eines Maschinengestells gelagert sind, das allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist und aus einer rechteckigen Basis 12 und einem mit dieser durch mehrere senkrechte Pfosten 14 verbundenen rechteckigen oberen Rahmen 16 besteht. Aufeinanderfolgende Räder treten ein bzw. verlassen die Einrichtung auf einer Zuführschiene 18 bzw. einer mit dieser ausgerichteten Abgabeschiene 20, und seitliche Führungsschienen 22 sind an den senkrechten Pfosten 14 befestigt und dienen dazu, die Räder während der Zuführung und der Abgabe von der Einrichtung in einer senkrechten Stellung zu halten.

Vorrichtungen zum Anhalten des Rades in der Einrichtung, sowie zum Drehen des Rades während des Schleifvorganges und zum anschließenden Ausstoßen des Rades aus der Einrichtung sind vorgesehen. Zu diesem Zweck befinden sich in dem Zwischenraum zwischen der Zuführschiene 18 und der Abgabeschiene 20 zu diesen Schienen ausgerichtete und einen gegenseitigen Abstand aufweisende Walzen 24 und 26. Jede Walze weist eine entsprechende Nut 23 zur Aufnahme des Flansches 27 eines in senkrechter Stellung befindlichen Rades 29 auf (Figur 3). Die Walzen 24 und 26 sind jeweils auf einer Welle 28 bzw. 30 gelagert, und diese Wellen werden an ihren Enden in Lagern wie z.B„ dem Lager 32 geführt, das mit der

009846/1 128 - 5 -

: : ■■■■-■' Λ - 5 -

Basis 12 verbunden ist. Die Welle 28 der Walze 24 ist vermittels einer Riemenscheibe und eines Treibriemens betriebsmäßig mit einem zum Drehen der Walze dienenden Motor 36 verbunden, so daß die Walze ihrerseits das Rad 29 drehen kann, '

Die zum Anhalten und Ausstoßen des Rades dienende Vorrichtung weist zwei bogenförmige Arme 38 und 40 auf, die auf einer gemeinsamen Welle 42 befestigt sind, welche unterhalb der Walzen 24 und 26 in der Basis 12 geführt ist. Die Welle 42 wird vermittels eines pneumatischen Druckzylinders 44 gedreht, der an seinem einen Ende mit dem Rahmen und an seinem anderen Ende über einen Bügel mit dem einen Ende eines Hebels 46 verbunden ist, wobei das andere Ende des Hebels an der Welle befestigt ist. Die Einheit ist so ausgelegt , daß sich das nach oben vorstehende Ende des Arms bei einer gegen den Uhrzeigersinn gerichteten Drehung der Welle 42 über die Linie der Walzen 24 und 26 nach oben bewegt und ein von links her in die Einrichtung eingeführtes Rad anhält* Durch Betätigung des Zylinders 44 wird dann die Welle 42 in dem anderen Drehsinn gedreht, so daß das nach oben vorstehende Ende des andsen Arms 38 über die Walzen und 26 hinaus nach oben vorsteht_? in einen Eingriff mit dem Rad kommt und diesem ein Drehmoment erteilt, wodurch das Rad auf die Abgabeschiene 20 ausgestoßen wird.

009846/1 128

20"18AOO

Die am besten aus den Figuren 1-5 ersichtliche Nabenschleifund Stabilisierungsrolleneinhei-t weist Vorrichtungen zum gleichzeitigen Schleifen einer Fläche der Nabe auf beiden Seiten des Rades auf, wobei das Rad während seiner Drehung aufrecht gehalten wird. Da auf beiden Seiten eines Rahmens im wesentlichen einander identische Einheiten gelagert sind, wird der Kürze halber nur eine einzige Einheit beschrieben.

Ein in senkrechter Richtung beweglicher rechteckiger Rahmen 48 ist zwischen zwei in einem gegenseitigen Abstand angeordneten zylindrischen senkrechten Pfosten 50 durch Rollen 52 gelagert, die ihrerseits drehbar an Trägern 54 gelagert sind, welche mit den vier Ecken des Rahmens verbunden sind. Eine Welle 58 wird in entsprechenden Lagern in zwei in einem gegenseitigen Abstand angeordneten Armen 56 geführt, die mit dem Rahmen 48 verbunden sind und von diesem in waagerechter Richtung nach innen vorstehen. Ein Schwenkrahmen 60 ist an seinem einen Ende mit der Welle 58 und an seinem anderen Ende mit einer herkömmlichen Schleifvorrichtung oder Schleifmaschine 62 verbunden, die einen kreisförmigen Schleifkopf oder eine Schleifscheibe 64 aufweist.

Die zum Schwenken des Rahmens 60 mit seiner zugeordneten Schleifvorrichtung nach innen dienende Vorrichtung besteht aus einem pneumatischen Druckzylinder 66, der an seinem ■

0098 4 6/1128 - 7 -

• - 7 -

einen Ende mit dem in senkrechter Richtung beweglichen Rahmen 48, und an seinem anderen Ende durch einen Bügel mit einem Hebel 68 verbunden ist, welcher seinerseits mit dem einen Ende der Welle verbunden ist (Figuren I₉ 4 und 5). Zur Stabilisierung dienende Rollengruppen, die allgemein bei 70 und 72 dargestellt sind, sind jeweils zwischen einem · Arm 56 des Rahmens 48 und einem mit jedem Arm verbundenen, nach außen vorstehenden waagerechten Träger 74 gelagert. " Jede Rollengruppe weist eine Welle Jß und eine Vielzahl drehbar auf dieser Welle geführter Rollensegmente 78 auf, so daß jede Rollengruppe eine ausreichende Länge besitzt, um Räder verschiedener Größen aufzunehmen, welche in die Einrichtung eingeführt werden. Die Rollengruppen 70 und verhindern ein stärkeres Kippen der Räder während des Schleif-Vorganges, ohne jedoch dabei deren Drehung zu behindern.

Wie am besten aus den Figuren 1, 4 und 5 ersichtlich, ist eine zum Verstellen des Rahmens 48 in senkrechter Richtung dienende Vorrichtung vorgesehen, die dazu dient, die Schleifscheibe 64 in bezug auf die Nabe verschieden großer Räder■ ■' in die .gewünschte Lage zu bringen. Zu diesem Zweck weist das obere Ende einer senkrechten Gewindestange 80 ein Kopfstück 82 auf, das in dem oberen Rahmen 16 drehbar gelagert ist. Ein mit dem Kopfstück 82 verbundenes Kegelrad 84 steht in einem Eingriff mit einem zweiten Zahnrad 86, das vermittels einer waagerechten Welle 88 mit einer kreisförmigen Kurbel

- 8 009846/1128 . .

verbunden ist. Das untere Ende der Gewindestange 80 greift in eine Gewindebuchse 90 ein, die an einem oberen Abschnitt des in senkrechter Richtung verstellbaren Rahmens 48 befestigt ist, so daß der Rahmen 48 durch eine Drehung der Kurbel 89 nach oben oder nach unten verstellt werden kann. Auf der anderen Seite der Einrichtung ist eine entsprechende Einstellvorrichtung für den beweglichen Rahmen vorgesehen.

Eine dritte Schleifeinheit ist zum Entfernen des Grates an dem Scheitel 92 des Flansches 27 des Rades 29 vorgesehen (Figur 3). Wie am besten aus den Figuren 1, 3» 6 und 7 ersichtlich, ist diese Einheit schwenkbar an dem Rahmen durch eine Welle 9^ gelagert, die an ihren Enden in Lagern 96 geführt ist, welche mit dem oberen Rahmen 16 verbunden sind. Ein senkrechter Schwenkrahmen 98 ist vermittels eines Paares mit dem Rahmen verbundener Buchsenlager 100 (Fig.7) drehbar auf der Welle 9^ gelagert. Der Rahmen 98 weist ein Paar gegenüberliegender und nach innen weisender Kerben 102 auf₉ die zum Gleiteingriff eines zweiten senkrechten Rahmens 104 mit komplementären Ohren 106 dienen, welche in einem Gleiteingriff mit den Kerben stehen. Ein auf der oberen Oberfläche eines waagerechten Auslegers 109 des verschiebbaren Rahmens 104 befestigter Motor 108 ist auf einer Seite vermittels eines Zapfens 110 drehbar befestigt, welcher in einem Eingriff mit zwei in einem Abstand befindlichen und

- 9 -009846/ 1 128

mit dem Rahmen 104 verbundenen Trägern 112 steht (Figur 7) ₃ während der Motor auf der anderen Seite durch in senkrechter Richtung einstellbare'Bolzen 114 an dem Ausleger 109 befestigt ist. Auf diese Weise läßt'sich die Spannung des Motorriemens einstellen.

Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich, ist eine Welle 116 drehbar in einem Gehäuse 118 gelagert, das mit der Unterseite des verschiebbaren Rahmens 104 verbunden ist, und eine auf der einen Seite der Welle 116 befindliche Riemenscheibe 120 ist, vermittels eines Riemens 122 mit einer an dem Motor 108 befindlichen Riemenscheibe 124 verbunden und dient dazu, eine an dem anderen Ende .der Welle befindliche Schleifscheibe 126 zu drehen. An einem oberen Abschnitt der Schleifscheibe 126 kann außerdem eine Sicherheitsabdeckung 128 vorgesehen sein. Ein Gegengewicht 130 ist an einer von der Drehachse des Rahmens 98 entfernten Stelle mit dem Schwenkrahmen 98 verbunden und dient zum Ausgleich des Gewichtes des Motors 108 und der Schleifvorrichtung. Ein pneumatischer Druckzylinder 132 ist zwischen dem oberen Rahmen 16 und dem Schwenkrahmen 98 betriebsmäßig verbunden und dient dazu, die gesamte Einheit um die Welle 94 zu drehen, so daß die Schleifscheibe 126 in einen Eingriff mit dem Scheitel 92 des Rades gelangt.

Zur senkrechten Verstellung des verschiebbaren Rahmens 104 und des Schwenkrahmens 98 sind der vorstehend beschriebenen

009846/1 128 _ ₁₀ .

- ίο -

Vorrichtung ähnliche Vorrichtungen vorgesehen. Eine Gewindemanschette 134 (Figur 6) ist mit dem oberen Rahmen 16 verbunden und steht in einem Eingriff mit einer senkrechten Gewindestange 136, die vermittels einer geeigneten Zahnradübersetzung 138 mit einer waagerechten Welle 140 verbunden ist, welche eine zum Drehen der Gewindestange in bezug auf die Gewindemanschette dienende Handkurbel 142 aufweist..

Die Arbeitsweise der Einrichtung wird in Verbindung mit der in Fig. 8 dargestellten elektrischen Schaltung und anhand, der Figuren 1-3 beschrieben. Der elektrische Arbeitsgang der Steuerschaltungen ist mit der Bewegung des Rades durch die Einrichtung vermittels mehrerer elektromechanischer Grenzschalter gekoppelt, die in Figur 8 und in den Figuren 1-3 jeweils mit 1 LS (144), 2 LS (152), 3 LS (148), 4 ES (150) und 5. LS (146) bezeichnet sind. Zwei Schalter, nämlich die Schalter 1 LS und 2 LS werden durch das Rad betätigt, während die anderen Schalter durch die Bewegung der Schleifeinheiten betätigt werden.

Die Schaltung wird durch Niederdrücken des Drucktastenschalters 2 PB eingeschaltet, wodurch die Spule des Relais CRM erregt wird und die ,Kontakte CRM-I, GRM-2 und CRM-3 schließt. Der Kontakt CRM-2 überbrückt den normalerweise offenen Drucktastenschalter 2 PB und hält die Spule des Relais CRM erregt. Der Arbeitsablauf kann anschließend jederzeit durch

- 11 009846/1128

Betätigung des normalerweise geschlossenen Schalters 1 PB unterbrochen werden.

Nachdem das Relais CRM erregt worden ist, kann ein Rad der Einrichtung zugeführt werden, wodurch ein normalerweise geöffneter Grenzschalter 1 LS (144 in Figur 1) kurzzeitig geschlossen wird und die Spule des Zeitrelais 1 TDR erregt, wodurch der Kontakt 1 TDR-I geschlossen wird. Wenn sich bereits ein Rad in der Einrichtung befindet, wird der normalerweise geschlossene Grenzschalter 2 LS offengehalten, und das Relais 1 TDR wird nicht länger im Erregungszustand gehalten, wodurch eine Portführung des selbsttätigen Arbeitsablaufs verhindert wird. Im anderen Falle bleibt das Relais 1 TDR im Erregungszustand.

Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne wird der Kontakt 1 TDR-2 geschlossen und startet den Motor 36, wodurch das Rad auf der Walze 24 gedreht wird. Gleichzeitig werden der zum Schleifen des Scheitels dienende Schleifmotor 108 und der diesem zugeordnete Taktgeber 1 TR, sowie der Abschleif-Taktgeber 2 TR betätigt. Die Taktgaber 1 TR und 2 TR betätigen ihrerseits die Relais 1 CR und 2 CR, wodurch die Elektromagnete 1, 2 und 3 eingeschaltet werden und den Druckzylinder 132 für den Scheitel, sowie die zum Schleifen der Nabe dienenden Druckzylinder 66 ausfahren und die Nabenschlei f vor richtungen 62 zum Anlauf bringen.

■ '■.■■■ - 12 -

009846/1128

Die Schleifköpfe oder -scheiben 126 und 64 kommen mit dem Rad während einer vollständigen Umdrehung desselben in Eingriff, was durch die Taktgeber 1 TR und 2 TR vorgegeben wird, wonach die Schleifvorrichtungen zurückgezogen werden. Durch das nach oben gerichtete Kippen der zum Schleifen des Scheitels dienenden Schleifvorrichtung wird der Schalter 5 LS (146 in Figur 2) geschlossen, während durch das Zurückziehen der zum Schleifen der Nabe dienenden Schwenkrahmen 98 die entsprechenden Schalter 3 LS und 4 LS ( 148 bzw. I50) geschlossen werden. Dadurch wird die Spule des Relais 3 CR erregt und schließt die Kontakte 3 CR-I, 3 CR-2 und 3 CR-3» wodurch der zum Ausstoß dienende Druckzylinder 44 betätigt wird und das Rad ausstößt. Das ausgestoßene Rad öffnet den Schalter 2 LS (152), wodurch die Relais 1 TDR und 3 CR stromlos gemacht werden und die Schaltung für die Zufuhr des nächsten Rades zurückstellen.

- Patentansprüche -

- 13 0098 4 6/1128

Claims (6)

Patentansprüche

1.1 Selbsttätige Radschleifeinrichtung, die eine zu der Einrichtung führende Zuführschiene, eine von der Einrichtung wegführende Abgabeschiene und zur Lagerung und zum Drehen des Rades in einer senkrechten Stellung in der Einrichtung dienende angetriebene Walzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anhalten des Rades (29) innerhalb der Einrichtung und nach Beendigung des Schleifvorganges zur Abgabe des Rades an die Abgabeschiene (20) dienende bewegliche Arme (38, 40) mit der Einrichtung verbunden sind, oberhalb der angetriebenen Walzen (24, 26) ein Rahmen (10) vorgesehen ist, an sich bekannte Schleifvorrichtungen (62, 126) mit dem Rahmen verbunden und bei einem Drehen des Rades in einen Eingriff mit beiden Seiten der Radnabe und dem äußeren Umfang des Rades bringbar sind, und Druckzylinder (66, 132) vorgesehen sind, um die Schleifscheiben (64, 126) in oder außer Eingriff mit dem Rad zu bringen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-.net, daß Schraubvorrichtungen (80, 9O; 134, 136) zum Einstellen der Höhe der Schleifscheiben vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die. Arme (38, 40) unterhalb der Höhe des Rades an einer drehbaren Welle (42) befestigt sind und von der

- 14 -0098A6/1128

2018A00

- 14 -

Welle bogenförmig nach oben verlaufen, und ein zum Drehen der Welle vermittels eines Hebels (46) dienender Druckzylinder (44) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rahmen zur Verhinderung eines Kippens des Rades während des Schleifvorganges dienende freilaufende Rollen (70, 72) gelagert sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Schaltung mit einem Verzögerungsrelais (1 TDR) zur selbsttätigen Ausführung des Schleifvorganges nachdem das Rad auf die Walzen gerollt worden ist, vorgesehen ist.

6. Verfahren zum selbsttätigen Schleifen von Rädern, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad in aufrechter Lage in die Schleifeinrichtung eingeführt und während des Schleifvorganges um seine Achse gedreht wird, wobei die Schleifvorrichtungen in einer bestimmten Lage gehalten werden, und das Rad an seinem äußeren Umfang und auf beiden Nabenseiten während einer selbsttätig eingestellten Zeitspanne gleichzeitig geschliffen wird.

0098A6/1 128

Leer seife