DE2101599A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Be schleifen von metallischen Werkstucken - Google Patents

Description

DIPL-ING. HANS W. SCHÖNING

PATENTANWALT 2OOC HAMBURG 1

Mönckebergstraße 31

(am Rathausmarkt) Telefon (0411) 33 80 85

2Ί01599

TIMESAVERS SANDERS₅ IHO.
3270 HaD8on Court
Minneapolis« Minnesota USA

Anwaltsakte ϊ 2663

Verfahren und Vorrichtung zum Beschleifen von metallischen Werkstücken.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schnellen Beschleifen von metallischen Werkstücken mit einem endlosen Schleifband, welches über eine um eine feste Achse umlaufende Widerlagerwalze geführt ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in einiger Beziehung einem Breitbandschleifgerät ähnlich, wie man es zur Endbearbeitung von Holzplatten und Brettern verwendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgeraäße Vorrichtung unterscheiden sich jedoch im Vergleich mit dem Beschleifen von Holz sehr erheblich in der Art, wie die Werkstücke gegen das Schleifband angedrückt werden. Die vorliegende Erfindung basiert auf den Vorteilen der kürzlichen Entdeckung, daß von einem zu beschleifenden Werkstück, das mit großer Kraft gegen ein Schnellaufendes energiestark angetriebenes Schleifband vorgeschoben wird,

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KONTEN: DRESDNER BANK, KONTO 58Q7955 . POSTSCHECK HAMBURG 198523

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das Material βο schnell abgearbeitet «erden kann, vjis m?.>.v. es τοπ änderet! Bearbe i tungsverf al ir en nicht kennt. So kann beispielsweise innerhalb eines nach Sekunden bemessenen Iuterv&lles eine 3 tarn dicke Schicht von einer

200 cm groBeü G-vüeisenoberflache sibgenommen werden. Dieses Abschleifen geschieht, obwohl es im Trockenzustand vorgenommen wird, ohne erhebliche Wärmeentwicklung am Werkstück.

Hauptaufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung sun Durchführen solcher Bearbeitungen auf wirtschaftlicher Basis.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das srfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß aas Werkstück mit seiner abzuarbeitenden Oberfläche der Widerlagerwalze achsparallel gegenüberliegend aufgespannt, um eine senkrecht zu seiner Oberfläche gerichtete Achse ir- Umlauf gesetzt und dann durch Freigabe der in einem kompressiblen elastischen Druckspeicher gespeicherten Energie relativ zur Widerlagerwalze radial zur Widerlagerwalzenachse vorgeschoben und die Vorschubbewegung unterbrochen wird, sobald eine zuvor testgelegte Schichtdicke abgeschliffen ist,

Das Werkstück wird am Werkstückhalter entweder mechanisch

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Eine Schlaifmaschine ssur Durchführung dienes Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,, daß der Werkstückhalter iuf einer im wesentlichen radial zum mittleren Bereich der Widerlagerwalze ausgerichteten Achse motorisch antreibbar gelagert ist_f und daß die Vorschubvorrichtung einen im wesentlichen in Richtung der werkstückhalter-Unlaufachse wirkend9:ij st.amibaren elastischen Druckspeicher enthält.

G-enäß e5.nem veiteren Merkmal der Erfindung sind eiti orler msnrere Werkstückhalter drehbar auf einem Schwenkarm gelagert., dessen mit dem Maschinengestell verbundenes Schweuklager ia wesentlichen achsparallel sur Widerlagerwalze verläuft» Dieser Schwenkarm kann auch den Rotationsantrieb des Werkstückhalters tragen„

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darauf gerichtet, daß mehrere 'verkstückhalter auf einem Drehtisch so gelagert sind, daß die Achsen der einzelnen Werkstückhalt 3r. r.acheinander zwischen einer Belade- und Entladestation auf die Widerlagerwalze ausgerichtet werden.

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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben eich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Aus™ führungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind ο

In den Zeichnungen seigen:

^ Figo 1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht

einer erfindungegemäSen Schleifmaschine,

Figo 2 eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht der Schleifmaschine,

Figo 3 eine teilweise aufgebrochene und teilweise

geschnittene Seitenansicht der Schleifmaschine,

FIg₉ 3a eine Teilaneicht der Lagerung für die Widerlagerwalze,

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt gemäß der Schnittlinie 4 - 4 der Fig. 3 t

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt gemäß der Schnittlinie 5 - 5 der Fig_e 4_t

Figo 6 eine Draufsicht auf die Anordnung der in ?ig° 5 gemäß der Schnittlinie 6-6,

Fig» 7 einen Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie 7 ~ 7 der Figo 6,

Figo 8 und 9 Teilansichten des Energiespeichere der elastischen Andrückvorrichtung, welche 109 8 A 970962

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übertrieben den Vorschub des umlaufenden Werkstückhalter erläutern,

Fig, 10 eine zerlegte perspektivische Ansicht der umlaufenden Werkstückhalter und ihrer lagerungen,

Figo Π einen horizontalen Schnitt gemäß der Schnittlinie 11» 11 der Figo 5»

Figo 12 und 1? den Figo 8 und 9 ähnliche Darstellungen von abgewandelten Ausführungsformen der Energiespeicher und

#ig_o 14 bis 17 Erläuterungsschemen, die den Einfluß einer Widerlagerwalzen-Verkippung gegenüber der Werkstückhalterebene auf die Oberflächengüte, der geschliffenen Werkstückfläche 2jeigen_o

Die Zeichnungen erläutern eine Schleifmaschine zur Durchführung fies erfindungageiaäßen Verfahrens» Die Maschine besteht aus einer Werkstückhaltevorrichtung und einer Schleifvorrichtung 6., Zur Schleifvorrichtung gehört ein endloses Schleifband 7, das über Führungs=· walzen 8 und 9 läuft_β Der Zylinder 9 ist die Widerlagerwalze, die das Schleifband gegenüber dem Werkstück abstütztο

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Die Schleifvorrichtung erstreokt sioh bei der dargestellten Maschine gegenüber der Werkstückhalter vorrichtung 5 senkrecht nach oben, wobei die Widerlagerwalze 9 mit Abstand unter der Führungswelle 8 angeordnet ist« Das Schleifband 7 könnte aber auch in einer anderen Ebene ausgerichtet sein, sofern die Werkstüokhaltevorrichtung 5 auch eine andere Lage mit gleicher Relation erhältο

Die zwei Vorrichtungstelle 5 und 6 befinden sich in einem starren, geschweißten Maschinengestell 10 mit einer rechteckigen Standfläche und zwei senkrechten Seitenwänden 12 und 13° Der das Schleifband umgebende Teil des Maechinengestelles enthält einen horizontalen Träger 11, der an seinem Ende an der Seitenwand 12 befestigt ist und frei vorragend zur gegenüberliegenden Seitenwand 13 zeigt.,

Beide Walzen 8 und 9 sind drehbar an dem Träger 11 gelagert ο Die untere Widerlagerwalsse 9 ruht in Lagern H, die an der Unterseite des Trägers 11 hängend befestigt sind» Die Walze 8 ruht in Lagern 15 eines jochartigen Rahmens 16, der vom Träger 11 beschränkt auf- und abbeweglich getragen wird, um das Schleifband zu spannen und eine Schwingung um eine Vertikalachse

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zu ermöglichen!, welche die zwei Walzenachse» mittig zwischen deren Enden schneidet_o Das Spannen des Schleifbandes erfolgt über das Joch 16 in konventioneller Weise mit einem Pneumatikzylinder 17_t. der koaxial zu der Achse ausgerichtet ist₉ um die das Joch und die obere Walze schwingen können,₀

Die Schwingung erhält das Joch 16 ven einem Schwingantrieb 18, beispielsweise einen am Träger 11 befestigten Pneumatik-Zylinder, dessen Kolben mit einem vom Joch nach unten ragenden Arm 19 verbunden ist» Diese Schwingung dient der Führung des Schleifbandesο Näheres hiersra ist aus dey USA-Patentschrift 3 Ή8 isu erseherio Außerdem bewegt die Schwingung dae Schleifband über die Länge der Walzen hin und her? um einen gleichmäßigeren Verschleiß am Schleifband zu erhaltene

Über eine Beöienungßöffnung 20 in der Seitenwand 13 des Maschinengestelles, welche normalerweise mit einer an Scharnieren aufgehängten Tür 21 verschlossen ist, kann das Schleifband T * £ die Walzen 8 und 9 aufgesetzt und von diesen abgenommen werden» Zum Austausch des Schleifbandes muß mit der Bandspännvorrichtung die obere Walsse 8 abgesenkt und ein schwenkbarer Tragarm

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in eine MontagesteXXung nach außen vor die öffnung 20 bewegt worden,. ICn der Aibeitüsteilung greift der Arm 22 Ti»3:c einen Zapfen 23 am Außenende dee Trägere '■ \ _t un den letzteren zu stützen und sicheraustelXen_P daß aio, WiderlageÄ'wal e 9 sich um eine gegenüber dem Maschinengestell festliegende Achse drehte

Wie am besten aus Pig* 3 und 3a au erkennen ist₉ iat k das hintere Ende des Tragarmee 22 bei 24 an der Seitenwand 13 des Maschinengostells neben der Öffnung 20 verschwenkbar gelagert ο Bas freie Ende des Tragarmes 22 ist an ätr.c geßeriuberliegendej'i Seite der öffnung an der Wand I" mit einom Knebel 25 verriegelbaro Der Tragarm 2.2 enthält in seiner Mitte eine obere Spannbacke 26 und eine untere Spannbacke 27, die , den am T'.-äger 11 vorragenden Zapfen 23 umspannen könne* Die Backen 26 -- 27 sind begrenzt vertikal Tersohieblici^ Die untere Backe 27 kann roit einem Hydraulikzylinder w angehoben und i?.bgesenkt werden. Die obere Backe wivd an eine:' Aurwärtebeiv/egting niiv einer Stellschraube 2<i gehindertο

Um den Zapfen 23 zwischen den Backen 26 und 27 einzusetzen, nachdem man den schwenkbaren Tragarm 22 in dx*? Arbeitsteilung bewogt hat, müssen zunächst die Banker

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genügend weit voneinander entfernt werden« In äer Arbeitastellung des Tragarmes 22 nach Schließm dos Knebels 25, laßt sich die untere Eacke 27 mit ihrem Hydraulikzylinder 28 anheben_f um den Zapfen 23 fest zwischea den Backen einzuspannen₀

Durch Verstellen der Schraube 29 kann man das freiliegende Ende des Trägers 11 auf jedem ausgewünschten Niveau halte- soweit es die Durchbiegung des Träger« zuläßt ο So kann &&nn die Achse der Widerlagerwalr,e 9 exakt horizontal oder auch ssu nachfolgend noch näher zu erläuternden Zwecken geringfügig in der einen oder anderen Richtung verschy/enkt festgesetzt werden₀

Wie Figo 2 zeigt, wird das Schleifband von einem kräftigen Elektromotor 30 angetrieben dessen Achse mit der Achse der Widerlagerwalze 9 über einen Mehrfach-Riementrieb 31 ver'ouaden ist_n Bezüglich der Fig_o 3 laufen die Widerlagerwalsse 9 und das Schleifband 7 in Uhrseiger= richtung,, so daß im Botrieb das vom Werkstück abgearbeitete Material nach hinten ku einer Auslaßöffnimg 32 in der Rückwand des Maschinenrahmens geschleudert wirdο Das abgearbeitete Material gcjlang'; über die öffnung 32 und einen konventionellen EykXoAi-Absaboi&css 33 in einen Spänebehäl te: * 34,.

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In dem unteren Yorrichtungsteil 5 der Maschine befindet sich die Werkstückhalte- und Andrückvorr ich/er·ig 35» welche erst eine Ausnutzung der Entdeckung ge stattet, daß aich von einom Werkstück mit einem schnellaufenden, kräftig angetriebenen Schleifband ohne merkliche Temperaturerhöhungen große Materialmengen sehr sohneil abnehmen lassen, sofern das Werkstück mit ausreichender Kraft vorgeschoben wirdο

P Zur Werkstückhalter und Andrückvorrichtung 35 gehörst zwei umlaufende Werkstückhalter ?6 auf einem Drehtisch 37» der von einem Hubtisch 38 getragen wirdο Vier Hubspindeln 39 an den Ecken des Tisches 38 ermöglichen eine Vertikalverstellung aller auf dem Tisch 38 ange= ordneten Bauteile«, Die Hubspindeln sind an ihren unteren Enden starr mi'; dem Maschinenrahmen verbunden Auf die HubBpindeln aufgeschraubte drehbare Muttern 40 werden gegenüber dem Tisch 38 an einer Axialbewegung gehinderte Die Muttern 40 sisiä tu Käfigen 3n gslsgar^ die an der Unterseite dee Tisches 38 befestigt sind« Durch gleichzeitige Drehung aller Muttern 40 läßt sich der Tisch 38 _tie nach Drear:chtung auf- u:ad abbewegen.

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Wie die -?ig„ 11 erkennen läßt, sind die vier Muttern 40 antriübsmäßig miteinander Ye:r>vnden<> Die an alle» Muttern 40 angeordneten Schneckenantriebe 42 sind paarweise mit Querwellen 43 und 4.4 verbunden, die ihrerseits wieder über einen Kettentrieb 45 miteinander in Verbindung stehen.. Die eine Welle 43 wird von dem in Figo 3 und 4 dargestellten reversiblen Hydro» motor 46 angetrieben.*

Der Drehtisch 37 tat auf dem Hubtisch 38 mit einem großen Drucklager 4"/ frei drehbar gelagert* Er wird von einem Mot ?r 48 _? inst·= sondere eicen Hydromotor angetrieben der an der Unierraeite äea Tiechea 38 gelagert ist, wie es Sie Fig.- 3 aeigto 'äi ae Eaatvorrichtung 49 (Figo 4} kann, den Drehtisch 37 iv swei Dreheinstellunge;;= lösbar <re:rriegeln_o In der einen SteJlung liegt der eine 'Ä'ärkstücskbaltcT 36 in der Arbeitsatellung unmitt- ~r \xnvar der-Wiäerlagerwalze ¹J? während eich der andere Werkstückhalter :..n einer Jjade- und F-ntladestation befindet,, die gegemiber der Arbeitsstellung ure 180° versetzt Der Motor 46 3reht d.on * /xiliiBoh 38 zv/isehen den Schleifvorgängeüter einen Winkelweg von 180°_t um die Yierkstiickhalt-sr untereinander zu ^ertsusclien,

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Durch eine mit den Hubspindeln verursachte Anh-sbunc d--s Tisches 38 kann der sich in der Arbeitsstellung unter der Widerlagerwalze 9 befindliche Werkstückhalter auf ein Niveau gebracht werden, bei dem das Werkstück am Halter das Schleifband 7 gerade berührt. Wären die Werkstückhalter auf dem Drehtisch unnachgiebig gelagert» würde die durch die Hubspindeln bedingte Anlage des Werkstückes am Schleifband zwar zu einem SohleifVorgang ^ führen, doch entstände keine gleichmäßige Andrückkrafτ, die für ein wirksames schnelles Abarbeiten mit einem Schleifband erforderlich ist.

Beim Schleifen drehen sich in nachfolgend noch zu beschreibender Weise die Werkstückhalter und die an ihnen angeordneten Werkstücke um die Werkstückhalterachee, Somit würde normalerweise «jede vorübergehend auftretende heiße Stelle an der Werkstücksoberfläche, wenn diese durch Drehung des Werkstückhalters mit dem Schleifband

in Berührung kommt, au einem steileu Anstieg der Andrüokkraft führen. Auch würden unvermeidbare Unregelmäßigkeiten in der Werkstückoberfläche zu entsprechenden Schwankungen der Anärüokkraft .führen.

Wenn man nun davon ausgeht, dai3 eine gleichförmige hob* Andrückkraft wesentlich ist für eine wirkungsvolle Be-

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arbeitirag von Metallwerkstücken nach dem erfindungsgemäßen Verfahret!, müssen die Werkstücke gegen das Schleifband so vorgeschoben werden, daß es zu der geforderten Gleichförmigkeit der Andrückkraft kommt. Dies geschieht durch eine nachgiebige Lagerung des Werkstückhalters 36 auf dem Drehtisch 37 mit kompresgiblen, elastischen Druckspeichern 50, die zwischen dem Drehtisch 37 und den Schwenkarmen 51 der Werkstückhalter 36 vorgesehen sind*

Wie am beste« aus Fig. 10 zu erkennen, befindet sich auf dem Drehtisch 57 ein Lagersookel 52 mit zwei auseinanderliegenden und axial aufeinander ausgerichteten Lagern 53 für die Sehwetiksrme 51. Jeder Schwenkarm 51 hat awe! axial aufeinander ausgerichtete Lageraugen 55 zur Aufnahme von Lagarbolzen 56, mit denen die Lager 53 und 55 verbunden werden,, um die Schwenkarme 51 am Drehtisch 37 zu lagere., Wenn der Drehtisch sich in einer seiner Arbeitsstellungen befindet» verläuft die gemeinsame Lagerbclzeuachse im wesentlichen parallel zur Achse der Widerlagcrwslza 9, so daß der unter der Widerlagerwalze befindliche Schwenkarm 51 in Richtung auf die Widerlagerwalaeuaehse verschwenken kann_o

Die Werkstückhalter si'-aö an den Schwenkarmen 51 mit

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kombinierten Druck- und Radiallager 57 frei drehbar gelagert (Fig. 7). Konzentrisch an den Werkstückhaltern 36 befestigte Antriebswellen 58 ragen nach unten in eine Ausnehmung 59 an der Unterseite des zugeböri-. gen SchWenlsraraLes, wo ein Schneckenrad 60 aufgekeilt igt, das in sine Schnecke 61 eingreift, mit der Werkstückhalter gedreht werden kann, Die Schnecken 61 werden von Hydromotoren 62 angetrieben, die an den Schwenkarmen 51 gelagert sind {Fig* 6).

Vorzugsweise besteht jeder Werkstückhalter aus einer unteren Scheibe 63, die mit Preßsitz auf die Welle 58 aufgesetzt ist, und einer oberen Scheibe 64$ die lösbar auf der unterer. Scheibe befestigt ist und zum Halten der zu bearbeitenden Werkstücke dient. So kann die obere Scheibe 64 des Werkstückhalter^ eine magnetische Spannvorrichtung enthalten oder, wie 5¹Ig* 7 zeigt, mit Sacxbohrungen versehen ευ in,, in die man eine mechanische Einspannvorrichtung einsetzen kann.

Der Werkstückhalter hat eine besonders ausgebildete SchmieiTßittelvGrsorgung für sein Traglager 57, sein Antriebswellenlage:? 59' und für den Schneckentrieb in der Ausnehmung 59= Diese besonders deutlich in Fig. 7 erkennbare Einzelheit besaht aus einer verschließbaren

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Bohrung 65 in der oberen Scheibe 64 des Werkstückhalter^, welche nach uirben zum Lager 57 und über eine Spaltfläche 66 zwischen der Unterseite der unteren Scheibe 63 und der Oberseite ties Schwenkarmes 51 «um Lager 59' und in die Ausnehmung 59 kuib Schneckentrieb 60, 61 führt.

Wie erwähnt* befindet sich zwischen jedem Schwenkarm 51 und dem Drehtisch sin elastischer Druckspeicher 50_s der im wesentlichen aus einer geschlossenen Luftkammer mit nachgiebig i^Terfombaren Wänden 67 besteht. Dieser Druckspeicher 50 arbeitet etwa wie die bekannten Luftfederungen , die man im Kraftfahrzmigbau anstelle von mechanischen PederaufhlLsigungen verwendet. Die Luftkammer wird, wie die Zeichnung zeigt, im wesentlichen von einem zylindrischen Grumraihalg geringer axialer Länge gebildet, der an einem Ends rait einer flachen Stirnwand 68 ver-.schlossen ist und auf der gegenüberliegenden Seite einen radial nach innen gerichteten Plansch 69 aufweist. Die flache Stirnwand 68 ist an der Unterseite des Schwenk- . armes 51 zwischen einer Scheibe 70 und einer Ringscheilie 71 eingespannt· Dfie Scheibe 70 ist löefear an dem Schwer ksssa befestigt und mit Schrauben 72 an der Ringscheibe 71 fest vej.*spätmbar_r

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Der nach innen gerichtete Plsnsab 69 ist an der ')ber~ seite des Drehtisches 37 luftdicht angeschlossen, Hierzu dient eine Ilingsebeibe 73» die an der Innenseite dea Ringflansebtis 69 angreift und ait Schrauben 74 am Drehtisch verspannt werden kann. Eine Bohrung 75 im Drehtisch siimdei iß den G-umtaibalg ein und ist mit einer Druckleitung 76 versehen, über die der Gummibalg mit Druckluft versorgt werden kann. Der Luftdruck in dem Gumiaibalg ist e:.ne Energiequellö, mit der der Schwenkarm und damit dor an diesem Schwenkarm befestigte Werkstückhalter ein« nach oben gerichtete Vorspannung erhalten katin« Di«se nach oben gerichtete Vorspannung Sient allein dar iürzeugung einer gleichförmigen Andruck« fcraft, »-it dsr <·«3 Werkstück gegen <lv,a Schleifband gedrückt ν ir dc

Die -von der in ie? Luftfeasisiei' gespeicherten Energie bell wirkte, definitiv aum Schwenkarm und zum Werks tue khsl ten: übertragene riaoli obea gerichtete Beuogung wird mechanisch begrsnst mit awii Zugstangen 77,. die an Lageraug<3n 78 der Schwenkarm« 51 sngelenkt ?.ind. Diese Zugstangen greifen mit SpIc-I. in Zylinder 79 einj die bei 80 schwenk oar am Drehtisch .57 gelagert ciiiid. Die Kolbenstangen laben am unter-st JJhide einen vergrößerten Kopf 81, der, Figo 9 seigi _? an de:? oberen Stirnwand 82 des Zy-

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limlers 79 sur Anlage kox&en kann· Durch diese Anlage ist die nach oben gerichtete Schwenkbewegung des Schwank armes so "begrenzt, daß die Oberseite des Werkstückhai tere 36 exakt horizontal ausgerichtet ist. Wie erwähnt, ist ö.ie Schwenkachse 56 des Schwenkarmes 51 exakt horizontal ausgerichtet.

Da dis Andrücklrraft, mit der das Werkstück gegen das der Wi derlage^walze gehaltene Schleifband gedrückt wird, eine Punktion des Luftdruckes in der Luftkansaer ist und unterschiedliche Werkstoffe unterschiedliche Anörttckkräfte erfordern ₉ muß dar Druck in der Luftkamsaer verstellbar Bein* Dies lässt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß man die luftzufuhr zur Luftkaauner dosiörbar macht. Dies kann in üblicher Weise beispielsweise dadurch geschehen, daß man die Luftkammerdruckleitung 7(5 über ein Dreiwegeventil 83 mit eiaer Druckluftquellß und einem Auslaß verbindet, wie ea di3 Pigο 7 andeutet.

Arbe it swe iajs

Die Arbeitsvreise der Maschine, die in den Zeichnungen als ein Ausx'fihrutigsbeispiel der Erfindung dargestellt istρ berücksichtigt lediglich eine Möglichkeit das er-

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findungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es sei zunächst davon ausgegangen, daß der Luftdruck in den Luftkammern unter beiden Werkstückhalter^ 36 für das bestimmte Metall des zu bearbeitenden Werkstückes richtig eingestellt ist. Es soll auch davon ausgegangen werden, daß die unbearbeitete Oberfläche der zu bearbeitenden Yferkstücke im wesentlichen flach ist. Eg sei ferner, um unnötige Komplikationen zu vermeiden, davon ausgegangen, daß jedes Werkstück so geformt ist, daß seine abzuarbeitende Oberfläche im wesentlichen parallel zur Oberseite des Werkstückhalters verläuft, wenn es auf den Werkstückhalter aufgelegt ist.

Die Maschine wird auf die Größe der Werkstücke eingestellt, indem man ein Werkstück auf den Werkstückhalter in der Belade- und Entladestellung aufspannt. Anschliessend wird der Drehtisch so gedreht, daß das Werkstück unter die Widerlagerwalze kommt. Dieses Verdrehen erfolgt, solange sich der Drehtisch noch auf einem so tiefen Niveau befindet, daß das Werkstück das Schleifband nicht berühren kann. Wenn sich das Werkstück unter der Widerlagervfalze befindet, wird der Drehtisch durch langsames motorisches Vorschraubeu. der Hubepindeln angehoben, bis äi<e Oberseite des Werkstückes gerade eben das Schleifband berührt, das zu diesem Zeitpunkt noch

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nicht umläuft» Hiermit liegt das Ausgangsniveau für das spezielle Werkstück fest.

Nun wird der Drehtisch wieder in die andere Stellung zurückversehwertkt. Diese Verschwenkung des Drehtisches kann stets in gleicher Richtung oder aber such durch Torwarts- und Rückwärtslauf erfolgen;, in jedem Falle wird aber die Drehbewegung zwischen den beiden Einstellungen über einen Weg von 180° vorgenommen.

Die Steuerung für den Hubspind elan tr iebsmo tor 4-6 wird nun auf <?is gewünschte Scbnittiefe eingestellt, beispielsweise siif eine Größe von 3 sea« Dieae Einstellung ■uilrö euf das vorerwähnte Ausgangsniveau bezogen. Nachdem die Einstellung vorgenommen worden ist, führt jedes nachfolgende Anheben der Achsen, um die die angelenkten ßohv-eiikarme der Werkstückhaitsr verschwenken und swar ua oine Höhendifferenz, d3x gleich der Schnittiei'eneinstellirag ist. Jedes gesteuerte Absenken des Drehtisches iTüiirt den letsteren zua Ausgangsniveau zurück«

Bei auf Außgaiügsaiveau stehendem Drehtisch wird ein Werkstück auf den Werkstückhalter der Belade- und Entlade station aufgelegt und entweder mechanisch oder magnetisch aufgespannt. Vorzugsweise ist das Werkstück

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oo ausgerichtet_s daß die ran !«sr Oberseite abstarb *.ί-teade Fläche slemlich genau bezüglich der Werkstüexhslterachse zentriert ist. Nun wird der Antriebsmotor 62 für den beschickten Werkstückhalter 36 eingeschaltat und der Drehtiseh 37 entweder manuell oder automatisch \imgeschaltet.; ms den "beschickten Werkstückhalter unter die Widerlagerwalsse 9 zu bringen,. Nun heben die Hubspindeln den «lalaufenden Werkstückhalter 36 um die zuvor festgelegte Schnittiefe an und drücken hierdurch das Werkstück kräftig gegen äau Schleifband. Das Anhebcm des Drehtiscbes mit den Hubsjpindelu erfolgt schlupflos und praktisch raomentsti« Wenn ilas Werkstück daes at?, dar Widerlagervyelze abgestützte; Sofc Le if band berührt _t rlrd der Werkstückhalter und se ic S-.ihweBkarm nach t-iite*- gedrückt, wie e;·¹ die Pig. 8 zeigt, .'-.ierdurch wird der elastische Druckspeicher gespanct» d.h. die geschicssene Luftkammer wird komprimiert, so daß sich die dort gespeicherte Energie vergrößert.

Der Druck in der Luftkammer, d„h. der elastische Speicherdruck drückt das Werkstück gegen die gekrümmte Schleiffläche den an der Widerlag'jrwalze abgestützt9n Schleifbandes mit einer ausgewähltem Andrückkraft, lic sich gleichmäßig über die gesamte Berührungsfläche zwischen Schleifband und Werkstück verteilt. Die Be-

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rührungsfläche hängt verständlicherweise nicht nur der Größe des Werkstückes, sondern auch von der Schnitttiefe an der Werkstücksoberfläche ab, während sieb diese mit dem Werkstückhalter dreht. Auf alle 3?älle erstreckt sieh die Berührungsfläche und damit die Wirkungszone über einen schmalen Streifen, der parallel zur Achse der Widerlagerwalze und damit auch parallel zur Schwenkachse des den Werkstückhalter tragenden Armes verläuft.

Nach einer oder zwei Umdrehungen des Werkstückhalters ist die gesamte fläche der Werkstückoberseite bis auf die zuvor festgelegte Sehnittiefe abgearbeitet oder abgeschliffen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine weitere Vorschubbewegung nach oben durch den formschlüssigen Anschlag begrenzt, der den Schwenkarm gegenüber dem Drehtisch festhält, wie es die Fig. 9 zeigt. Die Drehgeschwindigkeit des Werkstückhalters wird nun gegenüber der Anfangsphase des Arbeitsvorganges automatisch auf eine erheblich größere Geschwindigkeit gebracht. Obwohl praktisch keine Andrückkraft mehr zwischen Werkstück und Schleifband festzustellen ist, ergibt sich durch die hohe Drehgeschwindigkeit eine Verbesserung der Oberflächengüte des Werkstückes, da durch diesen Vorgang noch winzige hochliegende Elächenteilchen abgetragen

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werden. Naoh Ende der Schnelldrehung des Werkstückhalters werden die Hubspindeln so betätigt, daß sie den Drehtisch auf das Ausgangsniveau zurüokbewegen.

Während der beschriebene Schleifvorgang mit automatischer Steuerung durchgeführt wird, wird ein anderes ähnliches Werkstück am anderen Werkstückhalter eingesetzt, so daß der nächste Arbeitszyklus durch eine Umschaltung des Drehtisches sofort begonnen werden kann.

Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren wird der Energie-Inhalt des elastischen Druckspeichers, d.h. die in der geschlossenen Luftkarnmer gespeicherte Energie um einen zuvor festgelegten Wert vergrößert, d.h. der Druckspeicher wird geladen.Dieses Laden erfolgt durch die schlupflose Aufwärtsbewegung des Drehtisches mit den Hubspindeln in der Zeit, in der die Aufwärtsbewegung des Schwenkarmes und des daran befindlichen Werkstückhalters begrenzt ist durch das Anlegen des Werkstückes an dem mit der Widerlagerwalze abgestützten Schleifband. Durch das Laden des Druckspeichers kommt es zu einem mechanischen Verschleiß an den Eubspindeln und auch an allen dazugehörigen Antriebselementen, weil die Hubepindeln bei jedem Arbeitszyklus der Maschine betätigt werden. Um diesen Verschleiß klein zu halten« Icann man so vorgehen,

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wie es an Hsnd der Fig. 12 und 13 erläutert ist. In diesem Falle werden die Hubspindeln nur betätigt, um die Maschine den Abmessungen des Werkstückes entsprechend einzustellen oder zu justieren. Sobald dies getan ist, werden die Hubspindeln nicht mehr betätigt, da der Drehtisch auf dem Ausgangsniveau verbleibt, auf dem raan ihn bei der Einstellung der Maschine auf die Abmessungen des Werkstückes gebracht hat.

Wie Fig. 12 und 13 zeigen, erfolgt das Spannen der elastischen Vorspannvorrichtung, d.h. das Laden der Luftkammer durch Herunterdrücken der Schwenkarme zum Drehtisch hin, d.h. in Richtung auf eine Komprimierung der Luftkammern. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Schwenkarme mit je einem Hydraulikmotor nach unten gedrückt. Der Zylinder 85 des Motors 84 ist mit dem Schwenkarm und sein zugehöriger Kolben mit dem Drehtisch verbunden ■> Wenn man Druckmittel in den Zylinder 85 einlässt, wird das Werkstück ausreichend abgesenkt, um es beim Umschalten des Drehtisches unter das mit der Widerlagerwalze abgestützte Schleifband zu bringen. Das des Hydraulikmotor 84 zugeführte Druckmittel lässt aan anschliessend entweichen, so daß der Schwenkarm und der an ihm angeordnete Werkstückhalter durch Abgabe von Energie aus der Luftkammer nach oben

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gedrückt wird und das Werkstück das Schleifband beaufschlagt. Falls erwünscht, lässt sich das Abströmen des Druckmittelfi aus dem Hydromotor dosieren, was beispielsweise mit sinem Drosselventil 87 in der Druckleitung des Motors erfolgen kann. In keinem Fall darf das Abströmen des Druckmittels aus dem Motor so weit beschränkt werden, daß eine Verminderung der Andrückkraft auftritt, die das Werkstück gegen das Schleifband drückt.

Die Aufwärtsbewegung des Werkstückhalters endet, wenn der Kolben 85 deü Boden des Hydraulikzylinders erreicht, d.h. insmer dann, wenn das Werkstück bis auf das gewünschte Nireau abgearbeitet ist,.

Im übrigen entsprechen Torrichtung und Verfahren gemäß Pig. 12 und 13 genau dem zuvor Beschriebenen» Es ist aber zu beachten„ daß die Einstellung des Ausgangsniveaus des Drehtisches bei komprimierten Luftkammern vorgenommen wird, so daß jetzt das Ausgangsniveau dem Niveau entspricht, auf das die Werkstüekoberflache abzuarbeiten ist und dicht mehr dem Niveau der unbearbeiteten Werkstückoberfläche, wie bei der ersten beschriebenen Ausführungsfona,

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Eine andere Möglichkeit, mit einer Luftkammer einen alastischen Druckspeicher zum Andrücken der Werkstücke gegem das Schleifband su verwirklichen, liegt darin, sine unter hohem Druck stehende Eruckluftquelle an die Luftkanmer über geeignete Ventile anzuschließen. Bei dieser Anordnung wird jsder Werkstückhalter mit aufgespanntem Werkstück in die Arbeitsstellung unter die Andrückwalze gebracht, während die Luftkammer so weit zusammengedrückt ist, daß das Werkstück das Schleifband aicht berührt. Dan« lässt man in die Kammer Druckluft 3in₉ um die letztere zu expandieren und das Werkstück gegen das Schleifband au drücken. Zwischen den einzelnen οchleifvorgängen mu3 die Luft aus der. Luftkammer abgelassen werden, um den zuvor geschilderten Zustand wieder aeraustellen« Falls erforderlich, kann die Luftkanmer auch federnd zussmaaengedrückt werden, um den Werkstückhalter auf das angegebene niedrige Niveau zu bringen. iOabei darf die Kraft zum Zusammen abrücken der Luft-Kammer aber «sieht ku groß sein, damit die Ausdehnung lar Luftkammer nicht so stark beschränkt wird, daß der Werkstückhalter nicht mehr das durch den positiven Anschlag 82 festgelegte Niveau erreichen kann.

3eispielswetfia kann, wie Fig. ? zeigt, der Druck in der üuftkaffimer mit eisern konventionellen Dreiwegeventil 83 .?■ asteuert werden«

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Einfluß der Höhenverstellung fies Außenendes cies Trägers 11.

Der die gesamte Schleifvorrichtung tragende Träger 11, der ein starrer Seil des Maschitj.anrahiaeiis ist, kann sich beschränkt vertikal durchbiegen. Hit dem Hydraulikzylinder 28 lässt sich in Verbindung mit äer Stellschraube 29 das Außenende des Trägers 11 geringfügig anheben oder absenken und in einer ausgewählten Höhenlage festsetzen. Durch diese Einntellung kann man die Achse der Wiöerlsgerwalze 9 in exakt horizontale Ausrichtung bringen und halten, wie es die Pig. 14 zeigt. Es entsteht dann exakte Parallelität zwischen der Widerlagerwaleenscb.se und der Schwenkachse der die Werkstückhalter tragenden Schwenksrme 51 ·> wenn die andere Walzenachse so ausgerichtet ist, verläuft auch die schmale langgestreckte Schneid- oder Schleifzone exakt parallel zu den Achsen von Andrückwalze und der Lagerachse 56 der Arme 51· Man könnte unter diesen umständen annehmen, daß die sbgeschliffene Oberfläche fies Werkstückes nun exakt fisch v/ird. Diese Annahme ist jedoch, mindestens wenn die abzuarbeitenden Flächenteile sich durchgehend über die Gösamtflache erstrecken_s beispielsweise iit !Falle einer matslven Scheibe nicht richtig. Es wurde festgestellt, 6aß oei der angenommenen.

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Einstellung' die abgearbeitete kontinuierliche Oberfläche geringfügig konkav wird, wie es übertrieben in Fig. 15 dargestellt ist. Der Mittelpunkt der konkaven Höhlung liegt in der Mitte der Werkstticksdrehachee, d.h. vier Drehachse ßes Werkstückhalters. Zweifellos kommt diese konkave Ausbildung daher, daß sich die Arbeitsiscme wie ein diametraler Streifen über das Werkstück erstreckt, so daß bei Drehung des Werkstückes ständig andere Umfsngsteile in die Arbeitsaone gelangen und aus dieser he3?suslaufea₉ während eier Mittelteil kontinuierlich sä? Schleifband in Anlage bleibt und daher einer größeren Schleifwirkung unterliegt.

Durch ein geringfügiges Absenker, oder auch Anheben des Äußenendes des Prägers 11 gemäß ILg. 16 wird die Achse den Andrückwalze entsprechend verkippt. Nun arbeitet die eine Eälfle des Sohleifbande3 stärker als die andere Half te. Die Umfangsteile des Werkstückes, die unter dem tiefliegenden Teil des SchieifbaMes hindurchlaufen, »erden nur schneller abgearbeitet und es ergibt sich sine Kompensation für die Schleifarbeitszeit_r in der die genannten FEfangsteile außerhalb der Arbeitszone liegen. Auf diesfc Weise wird die konische Aushöhlung dar be schuf feiien Oberfläche vermieden und es entsteht ^iae korrekte t>bene Oberfläche, wie sie die Fig. 17 zeigt.

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Kin susätzlio'ioi? ¥ert€?il sliue:? geringfügig eier Horizontalem verkippten Ändrüakwalzenaeiise ist ©£b gleichmäßigerer Verschleiß über d:le Breite des Schleifbande ε, sumal üie über den Drefemittelpunkt des Werkstückes Mnw®glauf enden Sohleiibsndteile nicht mehr eiaeia größeren Verschleiß unterliegt als die anderen £eile des Sohleifbandes. Die Lebsnsdauer des SchleifbsMes wir*, somit verlängert.

Da als Werkgfcücikß nonnal©rweiee so auf d©ß Werkstückhalter aufgelegt ws:M€n« daß Sie abzuarbeitende V/erkstückoberf lache im weseötlichea bssüglich eier Umlauf ach se der Werkstückhalter zentriert ist, läuft des Werkstück auf der ainsn Seit© der Werkstückhalterachse gegen den hochlaufenden ^ff3il <Ses Schleif bande s und auf der anderen Seite der Warkstückhalteracfcae gegen den nach unten lau«· fendea Teil des Schleifband^. ll??.ch einer gewissen Zedt führt dies su ei^eia ungleichförmigen Verschleiß über di€> Breite ties 3chl@ifban(i.0E.> lim üismn Nachteil auszuschalten, wsrd^is d5.© V'erkstückhalter voraugsweiee in entzten Richtungen iß UrJ.auf versetzt.

Wenn auch die I^x'iisüimg vor steh svu; "besüglich einer Maschine öura^trcokeneü Beschield$ti beschrieben wurde, "besteht auch die Möglichkeit_t<5er .'rböitssone über eine

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Helhe vos Düsen 90 (Pig. 2) ein flüssiges Kühlmittel isusufuhren, eofera ein nasses Beschleifen auf G-rund der ausführenden Arbeit oder des Materials, aus dem die Werkstücke "bestehen, erforderlich oder erwünscht ist. Beim nassen Bescnleifen wird die Ausgießöffnung 32 für die abgeschliffenen Partikel mit einer niehtdargestellten Tür verschlossen, so daß sich die abgeschliffenen Partikel auf dem Tisch 38 ansammeln, d«® man, wie Pig. 10 aeigt, mit Seitenwänden 94 schüsaelfönaig ausbilden kann. Über einen Auslaß 95 kann das abgearbeitete Material in einen αichtdargestellten Auffangbehälter abgeführt werden.

Obwohl die Erfindung aus der vorstehenden Beschreibung klar erkennbar ist, seien noch sur praktischen Ausübung der Erfindung nachfolgende wichtige Parameter einer zur Bearbeitung von gußeisernen Werkstücken geeigneten erfindungsgemäßen Maschine angegeben, die eine

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Oberfläche von etwa 200 cm auf eine Tiefe von 3 mm abschleifen kann.

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Breite des Schli if "bande ss Durchmesser der Waise 9s Bandgeschwindigkeit: aes

Anärückkraft:

Vorschubgeschwinäigkeit: Drehzahl der Werkstückhalter:

Drehbewegung beim Umschalten des Dreßtischet!: 51 cm

35 cm

1500 - 2100 ia/min

300 PS

135 kg je cm des Linlenkontaktes sehen Schleifband und Werkstück

S ear/see,

anfänglich 3-4 ä 15 ü/mln

und anschließencl 4-6 Sek. 90 TJ/

15 U/min.

Für den PachEaEa ist es naheliegend, daß sich die erfiadungsgemäße MaschLne euch noch anders ausbilden kann, als sie hier sur Erläuterung dargestellt ist.

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Claims (1)

1. Patentansprüche.

   1.) Verfahren zwo. Beschleifen von im wesentlichen flachen Werkstückoberflächen mit einen endlosen Schleifband, welches über eine um eine feste Achse umlaufende Wiäerlagerwalze geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück mit seiner abzuarbeitenden Obei* fläche der Widerlagerwalze $}) aobsparallel gegenüberliegend aufgeapsnnt, us eine senkrecht zu seiner Oberflg.3he gerichtete Achse (58) in Umlauf gesetzt und dann durch Freigabe der in einem kompres<sib-

   len elastischen Druckspeicher (50) gespeicherten Energie relativ zur Widerlagerwalze (9) radial zur Widerlagerwalzenachse vorgeschoben und die Vorschubbewegung unterbrochen wird, sobald eine zuvor festgelegte Schichtdicke abgeschliffen ist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, daötirch gekennzeichnet, daß das Spaanen des kospressiblen elastischen Druckspeichers durch mechanische Pressung erfolgt und die Energie durch Fortnahme der mechanischen Press·» kräfte freigegeben wirdο

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   3. Verfahre» nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Pressung durch hydraulischen Kraftangriff erfolgt.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück während der Vorschubbewegung mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit in Uralauf versetzt wird.

   5«. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4_t dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Unterbrechen des Werkatückvorschubes die Drehung des Werkstückes für eine zuvor festgelegte Zeit mit höherer Geschwindigkeit fortgesetzt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander zu bearbeitende Werkstücke in entgegengesetzten Eichtungen in Umlauf gesetzt werden.

   7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück so aufgespannt wird, daß seine abzuschleifende Oberfläche etwa mittig zwischen den Seitenrändern des Schleifbandes zentriert im wesentlichen symmetrisch zur Werkstüokumlaufachse 109849/0982 bad original

   angeordnet ist.

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   8. Schleifmaschine zur Durchführung des Yerfahrens nach Anspruch 1 "bis 7, mit einem endlosen Schleifband, welches über eine Widerlagsrwalse geführt ist, oiiiöK Werkstückhalter und einer Vorschubvorrichtung, Mit der Widerlagerwalss und Werkstück gegeneinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (36) auf siner Im wesentlichen raöiel zum mittleren Bereich äer WiderlQg'<&r\ialsse (9) Siisgeriohtetan Achse (58) motorisch aatrelbbar ge~ liXg&Z'+, ist j und daß die Vorschubvorrichtung einen ii. wesentlichen in Richtung der WerlcstUckbalterachee (58) wirkenden, spannbaren elastischen .Oruckepei«· cher (50) enthält·

   9" Sohleifmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (50) zwischen Maschinengestell (10, 37) und Werkstückhalter (36) angeordnet ist»

   10. Schleifmaschine nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Druckspeicher (50) erfolgende Vorschub mit mechanischen Anschlägen (81, 82) zwischen Maschinengestell (10, 37) und Werkstückhalter (36) begrenzbar istο

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   11. Schleifmaschine nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Druckspeicher (50) eine geschlossene, begrenzt verfonabare Iiuftkanoer (67, 68, 69) ist.

   12. Schleifmaschine nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (36) drehbar auf einem Schwenkarm (51) gelagert ist, dessen alt dem Maschinengestell (10, 37) verbundenes Schwenklager (55/56) im wesentlichen achsparallel sur Widerlagerwalze (9) verläuft.

   13. Sohlelfmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (51) den Rotationsantrieb (58-62) des Werkstückhalters (36) trögt.

   14. Schleifmaschine nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (50) zwischen dem Schwenkarm (51) und dem Maschinengestell (10, 37) angeordnet ist.

   15. Schleifmaschine nach Anspruch 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (50) auf einem Hubtisch (38) angeordnet ist.

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   16. Schleifmaschine nach Anspruch 14 und 15 » dadurch gekennzeichnet, daß der Hubtisch (38) mit einem motorischen Antrieb (46) auf- und abbewegbar ist.

   17. Schleifmaschine nach Anspruch 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung für den Druckspeicher (50} als Hydromotor, insbesondere Hydraulikzylinder (84), ausgebildet ist.

   18. Schleifmaschine nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Abstroraleituag des Hydraulikzylinders (84) mit einem Drosselventil (87) versehen ist.

   19« Schleifmaschine nach Anspruch 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstückhalter (36) auf einem Drehtisch (37) so gelagert sind, daß die Achsen (58) der einzelnen Werkstückhalter (36) nach· einander zwischen einer Belade- und Entladestation auf die Widerlagerwalze (9) ausgerichtet werden.

   20. Schleifmaschine nach Anspruch 8 bis 19t dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarmachsen (55/56) der Werkstückhalter (36) die Achse des Drehtisches (37) rechtwinklig schneiden.

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   21« Schleifmaschine nach Anspruch 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Werkstückhalter (56) die eine Hälfte im Uhrzeigersinn und die andere im Gegenuhrzeigersinn umläuft.

   22. Schleifmaschine nach Anspruch 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (11) der Widerlagerwaleenaohse (23) geringfügig gegenüber einer Horizontalebene verkippbar ist, die sich senkrecht zur Umlaufachee (58) der Werkstückhalter (36) erstreckt.

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