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Einrichtung zur spnabhebenden Bearbeitung ringförmiger = = = = = =
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= = = = = = = = Werkstückflächen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur spanabhebenden Bearbeitung ringförmiger Flächen an Werkstücken, mit einer das
Werkzeug tragenden Arbeitsspindel, die ihrerseits axial verschieblich geführt und
von einer Spindellagerung drehbar aufgenommen ist. Insbesondere bezieht sich die
Erfindung auf eine Einrichtung zum Schleifen und/oder Fräsen der Sitzflächen von
Ventilen, beispielsweise Dampfventilen.
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Es ist bereits eine Sinrichtunm zur Nachbearbeitung von Ventilsitzflachen
bekannt geworden, bei der eine die Arbeitsspindel drehbar aufnehmende riagerbüchse
ihrerseits von einem im Maschinengestell drehbar gelagerten Ringkörper aurgenommen
und
außermittig zu diesem einstellbar ist. Im Betrieb gelingt durch mehr oder weniger
außermittige Einstellung der Arbeitsspindel innerhalb des diese aufnehmenden Ringkörpers
die Anpassung der bekannten Anordnung an Ventilsitze unterschiedlicher Sitzdurchmesser.
Die Lagerung des mit einem Drehantrieb für kleine Drehzahlen versehenen Ringkörpers
sowie die Gestaltung des Drehantriebes erweist sich dabei als außerordentlich aufwendig,
insbesondere wenn der Ringkörper im Interesse eines großen Verstellbereichs der
Arbeitsspindel großen Durchmesser haben soll. vie bekannte Linrichtung erscheint
daher noch verbesserungsbedü.rftig.
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Die sich insoweit ergebende Erfindungsaufgabe besteht in der Schaffung
einer Einrichtung der eingangs erläuterten Art, die frei von den dem Stande der
Technik anhaftenden #:ängejnist. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß Werkstück und Arbeitsspindel einander in einstellbarer Weise außermittig zugeordnet
sind, wobei das Werkstück und/oder die Spindellagerung von einem Lagerkörper, der
unabhängig vorn Spinaelumlauf drehbar ist, in zueinander außermittiger Lage aufgenommen
sind.
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Erfindungsgem~9ß können somit Werkstück und/oder Arbeitsspindel von
einem Lagerkörper aufermittig und in einstellbarer weise aufgenommen sein. So besteht
inlllahnen der
Erfindung bei nicht außermittig einstellbarer Arbeitsspindel
die Möglichkeit, die das Werkstück aufnehmende Spanneinrichtung mit Abstand von
einer zugeordneten Drehachse anzuordnen und in der Weise bei umlaufender Arbeitsspindel
auf einer Kreisbahn langsam umlaufen zu lassen, daß die zu bearbeitende Kreisringfläche
nach und nach in den angriffsbereich des am Spindelende befindlichen Arbeitswerkzeugs
gebracht wird, bis die zu bearbeitende Kreisbahn ihren Ausgangspunkt erreicht. Erforderlichenfalls
können selbstverständlich auch mehrere Werstückumläufe vorgesehen werden, wenn dies
aus bearbeitungstechnischen Gründen notwendig sein sollte.
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Obgleich der Konstrukteur im Rahmen der vorliegenden Erfindung weitgehende
Freiheiten in der Ausgestaltung hat, ist eine besonders einfache und zweckmäßige
Lösung dadurch gekennzeichnet, daß der die Spindellagerung in außermittiger Lage
zum Werkstück bzw. zur Bearbeitungsfläche des Werkstückes aufnehmende Lagerkörper
ein um einen Kurbelzapfen als Drehachse drehbarer Kurbelarm ist, der die Spindellagerung
in einer in Spindelarmlängsrichtung verlaufenden Führung verschieblich, jedoch in
beliebigen Einstellagen feststellbar aufnimmt.
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Im Rahmen der zuletzt genannten Ausgestaltung schafft die Erfindung
demnach eine Einrichtung, bei der als Mittel für die Einstellung und Halterung der
Arbeitsspindel mehr oder weniger außermittig von der Drehachse des Lagerkörpers
ein Kurbelarm dient, der eine die Verschiebbarkeit der Spindellagerung gewährleistende
Führung besitzt und in baulich einfacher Weise mittels eines Kurbelzapfens drehbar
in einem Gestell bzw. einem Gehäuse der Einzichtung gelagert ist. Während bei der
vorbekannten Vorrichtung der Lagerkörper als Drehkranz erheblichen Durchmeseers
mit den sich daraus ergebenden Problemen hinsichtlich der Drehkranzlagerung und
des Bauvolumens ausgestaltet ist, bedarf es erfindungsgemäß nur einer herkömmlichen
Wellenlagerung des den Kurbelarm tragenden Kurbelzapfens, was sich nicht nur als
wirtschaftlich vorteilhaft erweist, sondern auch kleinstes Bauvolumen bedingt. In
durchaus entsprechender Weise könnte die Spanneinrichtung für das Werkstück mittels
einus mit einem Kurbelzapfen drehbar gelagerten Kurbelarms in außermittig einstellbarer
Lage angeordnet sein. Die beiden aufgezeigten Lösungsmöglichkeiten, Zuordnung der
Arbeitsspindel oder der Spanneinrichtung für das Werkstück zu einem mittels eines
Kurbelzapfens drehbar gelagerten Kurbelarm zeichnet sich gegenüber dem Stande der
Technik, bei dem die Vorrichtung mittels eines Zwischenringes unmittelbar auf den
zu bearbeitenden Ventilkörper aufgesetzt ist und somit die Sichtkontrolle der zu
bearbeitenden Fläche beeinträchtigt, durch gute Bedienbarkeit
und
jederzeitige Möglichkeit der Sichtkontrolle während des Bearbeitungsvorganges aus.
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Die beigefügte Zeichnung beanschaulicht in schematischen Teilansichten
eine Ausführungsform an einer Schleifmaschine zur Bearbeitung von Ventilsitzflächen,
anhand der weitere Einzelheiten, Besonderheiten und Vorteile der Erfindung erläutert
werden sollen, jedoch ohne insoweit eine Beschränkung der Erfindung auf das gezeigte
Ausführungsbeispiel zu begründen. Es zeigen: Fig. 1 die außermittig verschiebbare
Zuordnung einer mit dem Schleifmotor fest verbundenen Spindellagerung zu einem mittels
eines Kurbelzapfens im Ausleger einer Schleifmaschine drehbar gelagerten Kurbelarm
und Fig. 2 eine Schnittansicht durch den Drehantrieb für den Kurbelarm längs der
Linie II-II in Fig. 1.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist am freien Ende des Auslegers
10 einer in ihren baulichen Einzelheiten nicht weiter dargestellten St änderschleifmaschi
ne ein Kurbelzapfen 11 mittels Lager 12, 13 axialfest, jedoch drehbar gelagert.
Dem Kurbelzapfen 11 zugeordnet ist ein Kurbelarm 14, der sich an der Unterseite
des Auslegers 10 rechtwinklig vom Kurbelzapfen fort erstreckt und mit diesem drehstarr
und axialfest verbunden ist. Der Kurbelarm 14 besitzt seinerseits an seiner Unterseite
eine sich in Kurbelarmlängsrichtung erstreckende Führung 15, die beispielsweise
als Schwalbenschwanz- oder Stangenführung ausgestaltet sein kann und der irerschieblichen
Aufnahme des in seiner Gesamtheit mit 16 bezeichneten Schleifaggregates dient.
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Anstelle des Schdiifaggregates 16 könnte dem Kurbelarm selbstverständlich
auch eine Fräseinheit zugeordnet sein.
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Das Schleifaggregat besteht aus der Arbeitsspindel 17 mit an ihrem
freien Ende austauschbar angeordneter Schleifscheibe 18, einer Spindellagerung 19
in Form einer die Arbeitsspindel drehbar, jedoch axialfest aufnehmenden LagerbUchse
und einem fest mit der Lagerbüchse verbundenen Schleifmotor 20 zum Antrieb der Arbeitsspindel.
Die längs der Führung 15 verschiebliche Zuordnung der Schleifeinheit 16 zum Kurbelarm
14 vermittelt ein Winkeiträger 22, dessen einer Schenkel als von der Führung 15
verschieblich aufgenommenes Führungsstück 23 ausgebildet ist, hingegen der sich
rechtwinklig davon nach unten forterstreckende Schenkel 24 als mittels Halteschrauben
25 mit nur angedeuteten Befestigungspunkten des Motors 20 verschraubter Halteflansch.
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Als Mittel zur Längsverschiebung des Führungsstückes 23 in der Führung
15 dient eine der Kurbelarmführung zugeordnete Betätigungaspindel 26 mit Betätigungsgriff
27, die sich längs der Kurbelarmführung 15 erstreckt, und ein mit dem Führungsatück
fest verbundener, mit der Spindel 26 zusammenwirkender Kulissenstein 28.
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Dem drehstarr und axialfest mit dea Kurbelarm 14 verbundenen Kurbelzapfen
ist im Bereich zwischen dessen Lagern 12, 13 ein Drehantrieb zugeordnet, der aus
einem drehstarr auf den
Kurbelzapfen aufgekeilten Schneckenrad 30,
einer rechtwinklig zur Kurbelzapfenachse verlaufenden und mit dem Schneckenrad 30
zusammenwirkenden Schnecke 31 sowie einem mit der Schnecke in Antriebsverbindung
stehenden Motor 32 besteht, bei dem es sich um einen extremen Langsamläufer handelt.
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In Fig. 1 ist schematisch ein von einem nur angedeuteten Arbeitstisch
35 der nicht weiter dargestellten Werkzeugmaschine aufgenommenes Unterteil 36 eines
im übrigen gleichfalls nicht dargestellten Ventils gezeigt, dessen Ventilsitzring
37 der Nachbearbeitung bedarf. Mit Hilfe nicht weiter dargestellter Spannmittel
ist der Ventilgehäuseunterteil 36 dabei so auf dem Arbeitstisch 35 festgelegt, daß
die bei 38 angedeutete Mittellitnie des Ventils mit der bei 39 angedeuteten Drehachse
des Kurbelzapfens 11 fluchtet. Nach der Ventilgehäusefestlegung wird die Schleifeinheit
16 durch Absenkung des Auslegers 10 in Riehtu-ng des Pfeils 40 auf die zu bearbeitende
Sitz fläche des Ventilsitzrings 37 in gewünschter Weise zugestellt und die Schleifeinheit
durch Drehung der Spindel 26 in eine dem Halbmesser des Ventilsitzringes entsprechende
außermittige Lage gebracht (angedeutet durch Doppelpfeil 41 )und in dieser Lage
in hier nicht weiter interessierender, jedoch bekannter Weise festgestellt. Die
Durchführung des Schleifvorganges erfolgt nun in der Weise, daß bei umlaufender
Schleifscheibe 18 die gesamte Schleifeinheit 16 mittels des Drehantriebs des Kurbelzapfens
11,
der aus dem Schneckenrad 30, der Schnecke 31 und dem dieser
drehfest zugeordneten Antriebsmotor 32 besteht, auf einer Kreisbahn mit einem durch
die außermittige Einstellung 41 der Schleifeinheit gekennzeichneten Radius geführt
wird, bis das Schleifwerkzeug zum Ausgangspunkt der Schleifoperation zurückgekehrt
ist. Selbstverständlich kann die Sitzfläche des Ventilsitzringes 37 auch mehrmals
überfahren werden.
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Das in der Zeichnung veranschaulichte Ventil besitzt einen Sitzring
37 mit ebener Ventilsitzfläche. Entsprechend befindet sich am freien Ende der Arbeitsspindel
17 eine zur Bearbeitung ebener Flächen ausgelegte Schleifscheibe 18. Ebenso gut
können jedoch kegelförmig gestaltete Schleifwerkzeuge zur Bearbeitung kegeliger
Ventilsitzflächen zur Anwendung kommen.