DE2159020A1

DE2159020A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen schleifen bzw. polieren langgestreckter werkstuecke

Info

Publication number: DE2159020A1
Application number: DE2159020A
Authority: DE
Inventors: Franz Stoy
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 1971-11-29
Filing date: 1971-11-29
Publication date: 1973-05-30
Also published as: FR2124749A5; US3755969A; GB1323978A

Description

PATENTANWALT DiPL.-ING. HANS LANGOSCH

7OOO STUTTGART · HERDWEG 62 · T E LE F O N. (O7 Π ) 296523

Anmelderin :

Metabowerke KG. ·

Gloss, Rauch & Schnizler

7440 Nürtingen/Württ.'

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Schleifen bzw. Polieren langge- "■ streckter Werkstücke

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Schleifen bzw. Polieren langgestreckter Werkstücke mit unter Radien abgebogenen Seitenteilen, insbesondere Stoßstangen von Personenkraftwagen, mit einem Transportsystem für das Werkstück und mit einem dieses bearbeitenden Werkzeug.

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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird das auf dem Transportsystem befindliche Werkstück zur Bearbeitung seiner langgestreckten Teile an einem feststehenden Werkzeug vorbeibewegt und zur Bearbeitung seiner Radien auf dem Transportsystem geschwenkt und während des Schwenkens am feststehenden Werkzeug vorbeibewegt. Um ein einheitliches Oberflächenbild des Werkstückes zu erhalten, muß das Werkzeug an allen Stellen des Werkstückes mit der gleichen Eingriffszeit je Längeneinheit wirksam werden. Dies erfordert bei einer wirtschaftlichen Bearbeitungszeit eines Werkstückes, bei dem die langgestreckten Teile unter großer Geschwindigkeit am Werkzeug vorbeigeführt werden, eine große Winkelgeschwindigkeit beim Schwenken des Werkstückes zur Bearbeitung der Radien. Dies hat zur Folge, daß die das Werkstück tragenden Bauteile mit großen Kräften beansprucht werden, die leicht zum Bruch dieser Bauteile führen. Diese bekannte Torrichtung kann daher auch bei der Bearbeitung der langgestreckten Teile nur mit derjenigen Arbeitsgeschwindigkeit betrieben werden, die auch beim Schwenken des Werkstückes erreichbar ist, ohne daß die das Werkstück tragenden Bauteile durch die Massenkräfte zu Bruch gehen. Diese Arbeitsgeschwindigkeit ist jedoch relativ klein, so daß ein wirtschaftlich tragbarer Einsatz der bekannten Vorrichtung nicht möglich ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Terfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, um mit möglichst hoher Arbeitsgeschwindigkeit bei gleichbleibender Eingriffszeit je Längeneinheit langgestreckte Werkstücke mit unter Radien abgebogenen Seitenteilen wirtschaftlich bearbeiten zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Werkstück auf dem Transportsystem fest angeordnet ist und von diesem mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, das Werkzeug bei der Bearbeitung langgestreckter Seile.des Werkstückes ortsfest steht, bei der Bearbeitung der Radien mit dem Werkstück mitläuft, sowie um eine vertikale Achse schwenkt, und bei der Bearbeitung der an die Radien anschließenden Seitenteile mit dem Werkstück mitläuft und quer zu dessen Bewegungsrichtung bewegt wird. Da das Werkstück fest auf dem Transportsystem angeordnet ist und nur das Werkzeug bewegt wird, sind hohe Arbeitsgeschwindigkeiten bei gleichbleibender Eingriffszeit pro Längeneinheit und somit gleichmäßigem Oberflächenbild erreichbar. Die relativ kleine Masse des Werkzeuges kann nämlich leicht beherrscht werden und auch mit der der Eingriffszeit pro Längeneinheit an den langgestreckten Teilen entsprechenden Winkelgeschwindigkeit zur Bearbeitung der Radien geschwenkt werden, ohne daß auftretende Massenkräfte zum Bruch von Bauteilen

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führen würden. Es wird somit bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit eine wirtschaftliche Bearbeitung der Werkstücke möglich.

Die zur Ausübung des Verfahrens benutzte Vorrichtung besteht nach der Erfindung darin, daß das Werkzeug in einer mit einer Mitlaufstation verbundenen Schwenkeinrichtung gelagert ist und die Mitlaufstation mit einer Einrichtung zur Querbewegung verbunden ist. Auf-r grund der mit einer Mitlaufstation verbundenen Schwenkeinrichtung können in einfachster Weise die Radien mit dem Werkzeug bearbeitet werden und, da die Mitlaufstation auch mit einer Einrichtung zur Querbewegung verbunden ist, können ebenfalls in einfacher Weise die unter Radien abgebogenen Seitenteile der Werkstücke .bearbeitet werden. Mit der Mitlaufstation, der Schwenkeinrichtung und der Einrichtung zur Querbewegung kann das Werkzeug der Kontur des Werkstückes einwandfrei folgen und das Werkstück im Durchlaufverfahren in einem Arbeitsgang von einem zum anderen Ende bearbeiten. Dies ergibt ein einwandfreies Oberflächenbild. In vorteilhafter Weise ist der Schwenkradius der Schwenkeinrichtung einstellbar und die Schwenkeinrichtung weist eine vertikale Schwenkachse auf, die im Bereich des Massenschwerpunktes des Werkzeuges vorgesehen ist. Insbesondere durch die Anordnung der Schwenkachse im Bereich des Massenschwerpunktes des Werkzeuges wird erreicht, daß nur

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relativ kleine Massen bewegt werden müssen, so daß keine Massenkräfte auftreten können, die nicht beherrschbar sind.

In weiterer vorteilhafter Form besteht das Werkzeug aus einer Schleif- bzw. Polierscheibe und wird von einem Motor angetrieben, der an einer Platte gelagert ist, die über einen Träger mit einem Gleitkörper ver- |

bunden ist, der zur Einstellung des Schwenkradius in einer Führung der Schwenkeinrichtung bewegbar ist. Die Platte ist gegenüber dem Träger schwenkbar, wodurch der an der Platte -gelagerte Motor mit dem Werkzeug um eine horizontale Achse schwenkbar ist, so daß das Werkzeug in verschiedenen Ebenen am Werkstück angreifen kann. Weiterhin ist der Motor gegenüber der Platte schwenkbar, so daß das mit dem Motor verbundene Werkzeug vom Werkstück abgehoben und wieder aufgesetzt werden kann. λ

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Mitlaufstation aus einem in einem Gehäuse verfahrbaren Schlitten und einem von diesem geführten Tragelement besteht, an dessen freiem Ende die Schwenkeinrichtung angeordnet ist. Das Gehäuse der Mitlaufstation ist mit einem Hubwerk verbunden, das auf einem vertikal ange- . ordneten Ständer drehfest auf- und abbewegbar gelagert ist, so daß auch eine vertikale Einstellung des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück möglich ist. Der Ständer

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ist auf einem Schlitten der Einrichtung zur Querbewegung angeordnet .und dieser ist mittels einer Zylinderkolbeneinheit verfahrbar.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Schleifen, bzw. Polieren einer Stoßstange näher erläutert. Es zeigen :

Pig..1 eine Ansicht,

Pig. 2 . eine Seitenansicht, Fig. 3 eine Draufsicht und

Pig. 4 ein Schaubild des mit der Vorrichtung durchführbaren Verfahrens.

Eine Stoßstange 1 ist als zu bearbeitendes Werkstück auf einem Transportsystem 2 fest angeordnet und wird von diesem mit konstanter Geschwindigkeit bewegt. Ein als Schleif- bzw. Polierscheibe ausgebildetes Werkzeug 3 ist in einer Schwenkeinrichtung 4 gelagert, die mit einer Mitlaufstation 5 verbunden ist. Diese ist wiederum mit

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einer Einrichtung/zur Querbewegung über ein Hubwerk 7 verbunden.

Das Transportsystem 2 besteht in nicht näher dargestellter Weise aus einem Gehäuse 8, in dem Transportelemente 9 bewegt werden, die jeweils eine Stoßstange

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tragen. Das Werkzeug 3 wird von einem Motor 10 angetrieben, der an seinem dem Werkzeug 3 entgegengesetzten Ende mittels einer Achse 11 schwenkbar mit einer Platte 12 verbunden ist. Das Schwenken des Motors 10 um seine Achse 11 erfolgt mittels einer Zylinderkolbeneinheit 13, deren Zylinder mit der Platte 12 fest verbunden ist und deren Kolben am Motor 10 angreift. Die Platte 12 ist mit einem Träger 14 mittels eines arretierbaren Getriebes " 15 "um eine Achse 16 schwenkbar, wodurch auch der Motor und das Werkzeug 3 um die Achse 16 geschwenkt werden können. Wie es aus der Pig. 2 ersichtlich ist, ist äer Träger 14, ausgehend vom Getriebe 15, abgewinkelt und verbindet das Werkzeug 3 mit der Schwenkeinrichtung 4. In der Schwenkeinrichtung 4 ist der Träger 14 mit einem Gleitkörper 17 starr verbunden, der zur Einstellung des Schwenkradius des Werkzeuges 3 in einer Führung 18 bewegbar ist. Die Bewegung erfolgt mittels eines nicht |

näher dargestellten arretierbaren Getriebes. Die Schwenkeinrichtung 4 weist eine vertikale Schwenkachse 19 auf, um die das Werkzeug 3 und die dieses tragende Bauteile mittels einer Zylinderkolbeneinheit 20 schwenkbar sind.

Die Schwenkeinrichtung 4 ist mit der Mitlaufstation 5 über ein Tragelement 21 verbunden, das in einem Schlitten 22 gelagert.ist, der im Gehäuse 23 der Mitlaufstation 5

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verfahrbar gelagert ist. Das Gehäuse 23 der Mitlaufstation 5 ist mit dem Hubwerk 7 über ein weiteres Tragelement 24 verbunden. Das Hubwerk 7 ist auf einem vertikal angeordneten Ständer 25· drehfest auf- und abbewegbar gelagert. Diese Bewegung erfolgt mittels eines nicht dargestellten

Zahnstangentriebes. Der Ständer 25 ist auf einem Schlitten 26 der Einrichtung/zur Querbewegung angeordnet und dieser ist mittels einer Zylinderkolbeneinheit 27 quer zur Bewegungsrichtung des Transportsystemes 2 verfahrbar.

Das mit der beschriebenen Vorrichtung durchführbare Verfahren ist in einem in.der Pig. 4 dargestellten Schaubild erläutert. Hier ist in den Bildern 1 bis 9 in einer Draufsicht die Stoßstange 1 dargestellt, die aus einem langgestreckten Teil 28, zwei an diesen Teil anschließenden Radien 29, an diese anschließende Seitenteile 30 und diese abschließende Radien 31 besteht. Gemäß Bild 1 wird mit der Oberflächenbearbeitung der Stoßstange 1 an einem Radius 31 begonnen. Bei konstanter Geschwindigkeit des Transportsystems 2 werden die Mitlaufstation 5 und die Schwenkeinrichtung 4 eingeschaltet. Gemäß Bild 2 wird nach Beendigung der Bearbeitung des Radius 31 die Schwenkeinrichtung 4 ausgeschaltet und die Einrichtung 6 zur Querbewegung eingeschaltet, wobei die Mitlaufstation 5 noch in Tätigkeit ist. Nach der Bearbeitung des Seitenteils 30 wird.gemäß Bild 3 die

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Einrichtung 6 zur Querbewegung ausgeschaltet und die Schwenkeinrichtung 4 eingeschaltet. Diese wird gemäß Bild 4 nach Beendigung der Bearbeitung des Radius 29 zusammen mit der Mitlaufstation 5 ausgeschaltet. Nun erfolgt gemäß Bild 5 bei ortsfest stehendem Werkzeug 3 die Bearbeitung des langgestreckten Teiles 28, wozu lediglich die konstante Geschwindigkeit des Transportsystems 2 erforderlich ist. Nach Beendigung der Bear-' I beitung des langgestreckten Teiles 28 werden gemäß Bild 5 die Schwenkeinrichtung 4 und die Mitlaufstation eingeschaltet, um den zweiten Radius 29 zu bearbeiten. Gemäß Bild 6 werden nach Beendigung dieses Arbeitsvorganges die Schwenkeinrichtung 4 ausgeschaltet und die Einrichtung 6 zur Querbewegung angeschaltet, die nunmehr in ihre Ausgangslage zurückläuft. Gemäß Bild 7 wird die Einrichtung 6 zur Querbewegung ausgeschaltet und die Schwenkeinrichtung 4 zur Bearbeitung des ä

letzten Radius 31 eingeschaltet. Nach Beendigung der Bearbeitung des letzten Radius 31 werden gemäß Bild 8 die Schwenkeinrichtung 4 und' die Mitlaufstation 5 ausgeschaltet, die Stoßstange 1 ist fertig bearbeitet und verläßt den Bereich des Werkzeuges 3. Gemäß Bild § ■wird dieses in seine Ausgangslage zuriickbewegt und beginnt die Bearbeitung einer neuen Stoßstange 1'. Sämtliche Verfahrensschritte werden von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung eingeleitet, überwacht und

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abgeschaltet.

Wie es aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, ist, wird mit dem Werkzeug 3 in der dargestellten Lage lediglich" die Oberseite der Stoßstange 1 bearbeitet. Zur Bearbeitung des Mittelteils und der Unterseite der Stoßstange muß das Werkzeug 3 zusammen mit seinem Motor 10 um die Achse 16 mittels des Getriebes 15 um 90 bzw. 180 ° geschwenkt werden und die Stoßstange 1 bei jeder Stellung des Werkzeuges 3 durch die Vorrichtung hindurchgeführt werden. Die Bearbeitung von Oberseite, Mittelteil und Unterseite der Stoßstange 1 erfolgt jedoch in Fertigungsstraßen nacheinander in mehreren derartigen Vorrichtungen, in denen jeweils das Werkzeug 3 um 90 bzw. 180 ° gegenüber der in den Figuren dargestellten Lage geschwenkt ist.

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Claims

Patentansprüche

1.^Verfahren zum kontinuierlichen Schleifen bzw. Polieren langgestreckter Werkstücke mit unter Radien abgebogenen Seitenteilen, insbesondere Stoßstangen von Personenkraftwagen, mit einem Transportsystem für das Werkstück und mit einem dieses g bearbeitenden Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (1) auf dem Transportsystem (2) fest angeordnet ist und von diesem mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, das' Werkzeug (3) bei der Bearbeitung langgestreckter Teile (28) des Werkstückes (1) ortsfest steht, bei der Bearbeitung der Radien (29, 31) mit dem Werkstück (1) mitläuft sowie um eine vertikale Achse (19) schwenkt, und bei der Bearbeitung der an die Radien (29) anschließenden Seitenteile (30) mit dem Werkstück (1) ™ mitläuft und quer zu dessen Bewegungsrichtung bewegt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (3) in einer mit einer Mitlaufstation (5) ver-

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bundenen Schwenkeinrichtung (4) gelagert ist und die Mitlaufstation (5) mit einer Einrichtung (6) zur Querbewegung verbunden ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkradius der S_chwenkeinrichtung (4) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (4) eine vertikale Schwenkachse (19) aufweist und diese im Bereich des Massenschwerpunktes des Werkzeuges (3) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (3) aus einer Schleif- bzw. Polierscheibe besteht und von einem Motor (10) angetrieben wird, der an einer Platte (12) gelagert ist, die über einen Träge? .' (14) mit einem Gleitkörper (17) verbunden ist, der zur Einstellung des Schwenkradius in einer Führung (18) der Schwenkeinrichtung (4) bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (12) gegenüber dem Träger (14) schwenkbar ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1O) gegenüber der Platte (12) schwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitlaufstation (5) aus einem in einem Gehäuse (23) verfahrbaren Schlitten (22) und einem von diesem geführten Tragelement (21) besteht, an dessen freiem Ende die Schwenkeinrichtung (4) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (23) der Mitlaufstation (5) mit einem Hubwerk (7) verbunden ist, das auf einem vertikal angeordneten Ständer (25) drehfest auf- und abbewegbar gelagert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (25) auf einem Schlitten (26) der Einrichtung (6) zur Querbewegung angeordnet und dieser mittels einer Zylinderkolbeneinheit (27) verfahrbar ist.

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