DE2162266A1

DE2162266A1 - Vorrichtung zum Verhindern einer Durchbiegung von Werkstücken

Info

Publication number: DE2162266A1
Application number: DE19712162266
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Chiryu; Otsu Ikuo Toyota; Aichi Asano (Japan). P
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1970-12-15
Filing date: 1971-12-15
Publication date: 1972-06-22
Also published as: FR2118605A5; DE2162266B2; JPS4833062B1; US3743490A

Description

PATENTANWÄLTE

POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

BANKKONTO: BANKHAUS H.AUFHÄUSER

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Case 71-551

loyoda Koki Kabushiki Kaisha, Kariya-shi,Japan

Vorrichtung zum Verhindern einer Durchbiegung von Werkstücken.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern einer Durchbiegung von Werkstücken während der Bearbeitung durch eine Schleifmaschine, und insbesondere während der Bewegung in bezug auf eine ständige Stütze mit einem horizontalen Stützglied und einem vertikalen Stützglied, die mit einer Meßeinrichtung zusammenarbeiten, die auf der ständigen . Stütze im Hinblick auf die Fertigstellung des Werkstückes auf einen bestimmten Durchmesser vorgesehen ist.

Wenn ein Werkstück geschliffen wird, das zum Durchbiegen neigt

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und das eine Anzahl von abgesetzten Abschnitten aufweist, die nacheinander auf verschiedene Abmessungen mit Hilfe einer digital gesteuerten Schleifmaschine ohne Abnahme des Werkstückes bearbeitet werden sollen^st es üblich, den Bereich des Werkstückes, der am meisten zum Durchbiegen oder Zurückweichen neigt, mit Hilfe von Stützgliedern oder Stützschuhen einer ständigen Stütze abzustützen, und der Betrieb der Schleifmaschine wird durch eine Meßeinrichtung gesteuert, die einen Fühler" oder ein Meßorgan aufweist, der den bearbeiteten Bereich des Werkstückes unabhängig von der feststehenden Stütze berührt.

Wenn jedoch die axiale Länge des jeweils bearbeiteten Bereiches des Werkstückes sehr kurz ist, führt die Aufbringung des Stützgliedes und des Meßfühlers der Meßeinrichtung auf denselben Abschnitt mit kurzer Axiallänge zu einer Überschneidung zwischen dem Stützglied und dem Meßfühler.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wurde bei den bekannten Vorrichtungen die Stellung der ständigen Stütze während des Schleifvorganges zu einer Position hin geändert, in der das Stützglied der ständigen Stütze nicht in die Arbeit der Meßeinrichtung eingreift, oder das Stützglied der ständigen Stütze wurde von dem Werkstück zugleich mit der Abnahme der Geschwindigkeit der Schleifscheibe auf einen Wert, bei der das Werkstück nicht verbogen wird, zurückgezogen. Bei dem bekannten Meßvorgang ist es jedoch erforderlich, die Stellung der ständigen Stütze während des SohleifVorganges zu ändern. Aus diesem Grunde ist es notwendig, besondere Einrichtungen zum Verändern der Stellung zu verwenden, durch die der Vorgang und der Aufbau kompliziert werden. Da außerdem die Stützglieder oft an Stellen eingreifen, die sich von den Stellen der größten Durchbiegung des Werkstückes unterscheiden, wird es unmöglich, ein Verbiegen des Werkstückes wirksam zu verhindern. Dabei führt der Meßvor-

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gang zu einer Verringerung des Wirkungsgrades des Schleifvorganges.

Die Erfindung ist daher auf eine wirksame Vorrichtung zur Vermeidung der Durchbiegung eines Werkstückes während des Schleif vorganges gerichtet. Dabei soll eine entsprechende Vorrichtung geschaffen werden, die eine ständige Stütze zum Stützen des Werkstückes und eine Meßeinrichtung aufweist, die auf der ständigen Stütze "befestigt ist, wobei die Querbreite der-Anordnung verringert werden soll, so daß es ermöglicht wird, ein Werkstück mit kurzer Axiallänge auf einen vorbestimmten Durchmesser zu schleifen.

soll eine neuartige Kombination einer feststehenden Stütze und einer Meßeinrichtung mit einem einzelnen Kontakt geschaffen werden, wobei die Meßeinrichtung eine Meßgenauigkeit aufweist, die den Einrichtungen mit zwei Punktkontakten gleichwertig ist, indem ein Stützglied'der ständigen Stütze als Meßfühler verwendet wird.

Weiterhin soll eine Kombination von ständiger Stütze und Meßeinrichtung geschaffen werden, bei der die Stützglieder der ständigen Stütze selbstätig entsprechend der Verringerung des Durchmessers des Werkstückes vorgeschoben werden, so daß ein Durchbiegen des Werkstückes wirksam verhindert wird, und wobei die Meßeinrichtung in einer Stelle außer Betrieb gesetzt wird, in der sie das Einlegen und Entfernen des Werkstückes nicht behindert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verhindern eines Verbiegens eines Werkstückes umfaßt eine ständige Stütze, die schwenkbar auf einer feststehenden Halterung befestigt ist, ein horizontales Stützglied und ein vertikales Stützglied, die zum Abstützen des Werkstückes verwendet werden, wobei die Stützglieder gleitend auf der ständigen Stütze befestigt sind, Antriebs-

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einrichtungen zum Zuführen des horizontalen Stützgliedes in Richtung des Werkstückes sowie zugleich zum Schwenken der ständigen Stütze zum Zuführen des vertikalen Stützgliedes in Richtung des Werkstückes, und eine Einpunkt —Meßeinrichtung, die auf der ständigen Stütze befestigt ist und die Arbeit der Schleifmaschinen entsprechend den gemessenen Abmessungen des Werkstückes steuert, wobei die Meßeinrichtung einen einzigen Meßfühler aufweist, der das Werkstück an einem Punkt diametral gegenüber dem vertikalen Stützglied zum Messen der ) Abmessung des Werkstückes berührt.

Die Meßeinrichtung wird in die Meßstellung und aus dieser zurückgeführt, in der der Meßfühler der Meßeinrichtung in Berührung mit dem Werkstück tritt, wobei in der zurückgezogenen Stellung das Einsetzen und Entnehmen des Werkstückes nicht, behindert wird.

Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Pig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der w Erfindung;

Fig. 2 ist eine Ansicht der in Pig. 1 gezeigten Vorrichtung von links;

Pig. 3 iat eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Pig. 1;

Pig. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie IV-IY gemäß Pig. 1;

Pig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V gemäß Pig. 3.

Bei der in Pig. 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Gleitschlitten 1 auf dem nicht gezeigten Bett einer Schleifmaschine vorgesehen. Der Schlitten 1 trägt einen Schwingtisch 2, an dem eine Halterung 3 mit Hilfe von

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Klemmschrauben 4 befestigt is*t. Eine ständige Stütze 5 ist schwenkbar an dem Vorsprung der Halterung 3 mit Hilfe einer Gelenkachse 6 befestigt. Ein unteres oder vertikales Stützglied 7 und ein waagerechtes Stützglied 13 sind hin und her verschiebbar auf der ständigen Stütze 5 befestigt. Das untere Stützglied 7 ist gleitend in einer Bohrung am vorderen Ende der ständigen Stütze 5 aufgenommen und wird von Hand in senkrechter Richtung mit Hilfe eines Gewindes 9 und eines Handgriffes 10 in eine Stellung entsprechend dem äußeren Durohmesser eines Werkstückes ¥ eingestellt. Wie in Pig. 4 gezeigt ist, wird eine Drehung des vertikalen Stützgliedes 7 durch einen Stift 12 verhindert, der in eine Nut 11 eingreift, die auf dem äußeren Umfang des Stützgliedes 7 vorgesehen ist. Am äußeren Ende des vertikalen Stützgliedes 7 ist ein Streifen 8 befestigt, der mit dem Umfang des Werkstückes W in Eingriff tritt.

Das.horizontale Stützglied 13 wird durch eine Bohrung der ständigen Stütze 5 aufgenommen und ist in Horizontalrichtung gleitend angeordnet. Es wird mit Hilfe eines Gewindes 16 verschoben, das am inneren Ende einer Zufuhrwelle 15 vorgesehen ist. Das horizontale Stützglied wird mit Hilfe eines Handgriffes 17 hin und her bewegt, der am äußeren Ende der Zufuhrwelle 15 mit Hilfe einer Paßfeder 21a befestigt ist. Eine Drehung des horizontalen Stützgliedes 13 wird durch einen Stift 24 verhindert, der in eine Hut 23 eingreift, die auf dem äußeren Umfang des Stützgliedes 13 vorgesehen ist. Ein Streifen 14 ist am äußeren Ende des Stützgliedes 13 vorgesehen. Das horizontale Stützglied 13 wird von Hand mit Hilfe des Handgriffes 17 eingestellt und selbsttätig durch Betätigung einer Kolben-Zylinder-Anordnung verschoben.

Eine Hohlwelle 18 mit einem Ritzel 22 ist lose auf der Zufuhrwelle 15 angebracht, und ein Kupplungsglied 19a ist auf das äußere Ende der Welle 18 aufgekeilt. Das andere Kupplungsglied 19b, das mit dem Kupplungsglied 19a zusammenwirkt, ist auf der Zuführwelle 15 in Axialrichtung gleitend mit Hilfe einer

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Paßfeder 21 auf der Innenseite des Handgriffes 17 angebracht. Eine Feder 20 ist zwischen dem Kupplungsglied 19a und dem Kupplungsglied 19t) vorgesehen und drückt beide auseinander. Wenn bei dieser Anordnung die Halteschraube 17a, die in die Welle 15 geschraubt ist, gelöst wird, werden der Handgriff 17 und das Kupplungsglied 19b durch die Kraft der Feder 20 nach links gedrückt, so daß die Kupplungsglieder gelöst werden und die Drehung des Handgriffes 17 nicht zu einer Drehung der Hohlwelle 18 führt, jedoch eine Drehung der Welle 15 hervorruft und somit das horizontale Stützglied 13 mit Hilfe der Schraube 16 hin und her bewegt.

Der selbsttätige Vorschubmechanismus für das horizontale Stützglied umfaßt eine Zahnstange 16, die auf der Kolbenstange ausgebildet ist, die in der Kolben-Zylinder-Anordnung 25 vorgesehen ist und die mit dem Ritzel 22 auf der Hohlwelle 18 kämmt.

Bei Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung 25 wird die Zahnstange 26 in senkrechter Richtung verschoben und dreht die Hohlwelle 15 über das Ritzel 22, die Kupplungsglieder 19a und 19b und die Paßfeder 21 und schiebt das horizontale Stützglied 13 entsprechend der Durchmesserverringerung des Werkstückes W vor. Die Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung 25 wird ebenfalls dazu verwendet, das vertikale Stützglied 7 entsprechend der Durchmesserabnahme des Werkstückes W nach oben zu verschieben. Eine weitere Welle 27, die mit einem Ritzel 28 versehen ist, das mit der Zahnstange 26 kämmt, ist drehbar in einer horizontalen Bohrung aufgenommen, die in der ständigen Stütze 5 vorgesehen ist. Ein Kegelrad 29a ist am inneren Ende der Welle 27 befestigt und kämmt mit einem Kegelrad 29b, das an dem oberen Ende einer senkrechten Yorschubwelle 30 für das senkrechte Stützglied 7 befestigt ist, wobei die Vorschubwelle 30 im unteren Bereich der ständigen Stütze gehalten ist. Am unteren Ende der senkrechten Vorschubwelle 30 ist ein Vorschubgewinde 31 vorgesehen, das in ein Kontaktstück 32 eingreift.

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Das untere Ende des Kontaktstückes 32 ist abgerundet und stützt sieht auf einen Sitz 35 ab, der in einem waagerechten Bereich, der Halterung 3 vorgesehen ist. Ein Stift 33 dient dazu, die Drehung des KontaktStückes 32 zu verhindern. Bei diesem Aufbau dreht bei Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung 25 die Zahnstange 26 die Welle 27 über das Ritzel 28 und senkt das Kontaktstück 32 über die Kegelräder 29a und 29b und das Yorschubgewinde 31 ab. So wird die ständige Stütze 5 etwas im Gegenuhrzeigersinne um den Stift 6 geschwenkt, wodurch das vertikale Stützglied 7 nach oben bewegt wird und dem verringerten äußeren Durchmesser des Werkstückes W folgt.

Eine Einpunktkontakt-Meßeinrichtung 40 ist auf der ständigen Stütze 5 angebracht und in Richtung auf das Werkstück W und zurück beweglich, wie schematisch in Fig. 1 angedeutet ist.

Ein Betätigungszylinder 36 für die Meßeinrichtung 40 ist auf der oberen Oberfläche der ständigen Stütze 5 befestigt. Ein Arm 37 zum Halten der Meßeinrichtung ist an dem äußeren Ende der Kolbenstange des Zylinders 36 befestigt. Die Axialbewegung des Armes 37 wird durch eine horizontale Führungsstange 38 geführt, die mit der ständigen Stütze 5 über ein Lager 39 verbunden ist. Die Einpunktkontakt-Meßeinrichtung 40 ist an dem Arm 37 in vertikaler Richtung einstellbar befestigt.

Die Meßeinrichtung 40 kann in jeder bekannten Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann sie gemäß Pig. 5 einen einzigen Fühler 41 aufweisen, der an dem äußeren Gehäuse 42 mit Hilfe einer Kreuzfeder 43 ausfahrbar befestigt ist, sowie einen Differentialtransformator 45 mit einem durch den Fühler 41 betätigten Kern. Eine Schraube 44 dient der Begrenzung der Bewegung des Fühlers 41. Während des Schleifvorganges des Werkstückes W wird die Meßeinrichtung 40 in Richtung des Werkstückes durch Betätigung des Zylinders 36 vorgeschoben, so daß der Fühler 41 in Berührung mit der TJmfangsoberfläche des Werkstückes gelangt. Nach

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Beendigung des SohleifVorganges wird die Meßeinrichtung 40 durch den Zylinder 36 in eine Stellung zurückgezogen, in der das Einlegen und Entnehmen des Werkstückes nicht gestört wird.

Die o"ben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt.

Zunächst wird die Halterung 3 in eine Stellung geschoben, in der die Durchbiegung des Werkstückes ein Maximum einnimmt. Sodann wird das untere Stützglied 7 von Hand auf Berührung mit der UmfangsOberfläche des Werkstückes eingestellt, indem der Handgriff 10 gedreht wird. Weiterhin wird das horizontale Stützglied 13 durch Drehen des Handgriffes 17 von Hand eingestellt, während die Kupplungsglieder 19a und 19b getrennt bleiben. Sodann werden die Kupplungsglieder 19a und 19b in Eingriff gebracht. Der Schieifνorgang beginnt. Die Meßeinrichtung 14 wird durch Betätigung des Zylinders 36 vorgeschoben, so daß der Fühler 41 die obere Oberfläche des Werkstückes an einer Stelle diametral gegenüber dem vertikalen Stützglied 7 berührt. Zugleich wird die Kolben-Zylinder-Anordnung 25 betätigt und schiebt das horizontale Stützglied 13 entsprechend der Abnahme des äußeren Durchmessers des Werkstückes W vor. Weiterhin wird die ständige Stütze 25 nach oben oder in Gegenuhrzeigerrichtung um den Stift 6 gedreht, indem die Torschubwelle 30 des vertikalen Stützgliedes gedreht wird. Dadurch wird zugleich das vertikale Stützglied 7 entsprechend der Reduzierung des Durchmessers des Werkstückes angehoben, so daß ein vorbestimmter Berührungsdruck zwischen dem vertikalen Stützglied und dem Werkstück aufrechterhalten wird. Auf diese Art wird das Werkstück während des Schieifνorganges ständig gehalten und eine Durchbiegung wird durch das horizontale Stückglied 13 und das vertikale Stützglied 7 verhindert, während gleichzeitig der Druchmesser des Werkstückes durch die Meßeinrichtung 40 gemessen wird. Die Meßeinrichtung 40 ist eine Einpunkt-Meßeinrichtung unter Verwendung eines Meßfühlers 41. Da die Meßeinrichtung 40 und das vertikale Stützglied 7 auf der ständigen Stütze

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5 befestigt sind, die entsprechend der Verringerung des Werk- ' stückdurchmessers geschwenkt wird, werden der Meßfühler 41 und das vertikale Stützglied 7 im gleichen Sinne durch die ständige Stütze in einem Ausmaße gedreht, das dem Abnehmen des ¥erkstückdurchmessers entspricht. Das bedeutet, daß die Meßeinrichtung 40 praktisch als Zweipunkt-Meßeinrichtung wirkt.

Da die Meßeinrichtung auf der ständigen Stütze befestigt ist, ist die Querbreite der Anordnung verringert, so daß es ermöglicht wird, ein Werkstück mit extrem kurzer Axiallänge auf vorbestimmte Abmessungen zu schleifen, indem es durch die Stützglieder abgestützt wird. Außerdem kann die Meßeinrichtung, da das vertikale Stützglied als ein Meßfühler wirkt, die hohe Meßgenauigkeit einer Zweipunkt-Meßeinrichtung bieten, obwohl tatsächlich nur eine Einpunkt-Messung durchgeführt wird. Das Paar der Stützglieder der ständigen Stütze wird selbsttätig durch eine einzige Antriebseinrichtung entsprechend der Durchmesser-Reduzierung des Werkstückes während des Sohle ifvorganges verschoben, so daß es ermöglicht wird, ein Verbiegen des Werkstückes sicher zu verhindern. Da die Meßeinrichtung in bezug auf das Paar der Stützglieder beweglich angeordnet ist, ist es möglich, das Werkstück ohne Schwierigkeiten einzulegen und zu entfernen, ohne daß eine Behinderung durch die Meßeinrichtung auftritt, so daß die Wirksamkeit des Arbeitsvorganges erhöht wird.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Verhindern einer Durchbiegung von Werkstücken mit einer ständigen Stütze, die einstellbare horizontale und vertikale Stützglieder, die das Werkstück abstützen sowie eine Meßeinrichtung zum Messen des äußeren Werkstückdurchmessers umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die ständige Stütze (5) schwenkbar auf einer feststehenden Halterung (3) angebracht ist, daß die ständige Stütze (5) mit einer Antriebseinrichtung für den Vorschub des horizontalen Stützgliedes (13) in Richtung des Werkstückes (W) bei gleichzeitiger Schwenkung der ständigen Stütze (5) zum Vorschieben des vertikalen Stützgliedes (7) versehen ist, daß die Meßein-· richtung (40) auf der ständigen Stütze (5) angebracht ist, und daß die Meßeinrichtung mit einem einzigen Meßfühler (41) versehen ist, der so angeordnet ist, daß er das Werkstück an einem Punkt gegenüber dem Berührungspunkt des vertikalen Stützgliedes (7) berührt und die Abmessungen des Werkstückes (W) feststellt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolben-Z^linder-Anordnung (25) auf der ständigen Stütze (5) vorgesehen ist, die eine Zahnstange (26) betätigt, die ein erstes Ritzel (28) zur Betätigung eines Vorschubgewindes (31) für das vertikale Stützglied (7) und ein zweites Ritzel (22) zur Betätigung eines zweiten Vorschubgewindes (16) für das horizontale Stützglied (13) antreibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vertikale Stützglied (7) gleitend in einer vertikalen

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Bohrung der ständigen Stütze (5) aufgenommen und mit einer manuell einstellbaren Eins teilschraube (9) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ritzel (22) auf einer Hohlwelle (18) ausgebildet ist, wobei das horizontale Stützglied (13) durch eine Zuführwelle (15) betätigt wird, die sich durch die Hohlwelle (18) erstreckt, wobei die Zuführwelle (15) mit einem von Hand betätigbaren Handgriff (17) versehen und eine Kupplung (19a, 19b) zwischen der Hohlwelle (18) und der Zuführwelle (15) für das horizontale Stützglied (13) vorgesehen ist.
5. Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung (25) auf der ständigen Stütze (5) angebracht ist und dem Bewegen der Meßeinrichtung (40) in Richtung des Werkstückes (W) und zurück dient.

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