DE2458366A1

DE2458366A1 - Schleifverfahren sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2458366A1
Application number: DE19742458366
Authority: DE
Inventors: Rene Crevoisier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-10
Filing date: 1974-12-10
Publication date: 1976-08-12
Also published as: FR2253603B3; FR2253603A1; US3973360A

Description

Schleifverfahren sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens .

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schleifverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und zwar zum präzisen Schleifen kleiner·-mechanischer Teile.

Zur Zeit werden noch wegen des Fehlens geeigneter Maschinen zahlreiche mechanische Präzisionsteile, insbesondere kleiner Abmessungen,manuell geschliffen, wodurch nicht nur die Qualität des fertigen Schliffes beeinträchtigt wird, sondern insbesondere die Herstellungskosten erhöht werden.

Es sind bereits halbautomatische Schleifmaschinen bekannt, bei denen die zu schleifenden Teile auf einer sich hin- und her-

-2-

609823/0229

•ι-

schwenkenden Walze angeordnet sind, um so die Teile regelmäßig mit einer Schleiffläche in Berührung zu bringen. Diese Maschinen sind jedoch wenig präzise und erlauben nur das Schleifen einer kleinen Anzahl verschiedenartiger Flächen.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, daß sie ein Schleifverfahren angibt, bei dem mindestens ein zu schleifendes Teil in eine Arbeitsposition gebracht wird, in der es in gleichförmige Drehung versetzt wird und einer Hin- und Herbewegung entlang einer zu einer Schleiffläche parallelen Achse unterworfen wird, mittels einer die axiai Verschiebung des Teiles bewirkenden Steuervorrichtung, wobei in dieser Position das Teil ständig mit einem vorgegebenen Druck gegen die Schleiffläche gedruckt wird, mittels einer den Druck kontrollierenden Vorrichtung und wobei die Berührung des Teiles mit der Schleiffläche durch einen Führungsnocken automatisch kontrolliert wird.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Schleifmaschine, bestehend aus einem steifen Rahmen und mindestens einer beweglichen Platte, die von einem auf dem Rahmen angeordneten Antriebsmotor in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden kann, einem Schlitten, der an mit der Platte fest verbundenen Führungsschienen entlang beweglich ist, einer Steuervorrichtung zum Verschieben des Schlittens, einem Anschlag mit einer ebenen Oberfläche, an der ein drehbarer Führungsnocken anliegt, der fest mit der beweglichen Platte verbunden ist, einer zur ebenen Oberfläche des festen Anschlages parallelen Schleiffläche, die auf dem Rahmen angeordnet ist, einer Antriebsvorrichtung für den drehbaren Nocken, die mit einer Antriebsvorrichtung für das zu schleifende Teil gekoppelt ist, wobei beide mit dem beweglichen Schlitten fest verbunden sind und einer Kontrollvorrichtung für den Andruck

-3-

609823/0229

des zu schleifenden Teiles auf die Schleiffläche.

Bei einem AusfUhrungsbeispiel weist die Kontrollvorrichtung für den Andruck des zu schleifenden Teiles auf die Schleiffläche wenigstens einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder auf, dessen bewegliche Kolbenstange mit dem beweglichen Schlitten fest verbunden ist. Unabhängig vom pneumatischen oder hydraulischen auf den Kolben wirkenden Druck kann die Kolbenstange der Wirkung einer Feder ausgesetzt werden,die die Aufgabe hat, den Andruck des zu schleifenden Teiles auf die Schleiffläche konstant zu halten.

Der Schlitten trägt einen Antriebsmotor mit einer Welle, an deren Ende der Drehnocken befestigt ist, der die Form eines zu schleifenden Teiles nach erfolgtem Schleifvorgang aufweist. Eine mechanische Kopplung, beispielsweise ein gerasterter Treibriemen, ermöglicht es gleichzeitig und mit derselben Geschwindigkeit eine zweite, Welle/anzutreiben, deren Ende das zu schleifende Teil trägt. Die mechanische Kopplung kann auch durch einen zweiten, zum ersteren identischen und mit ihm synchronisierten Motor ersetzt werden.

Die Drehwele mit dem zu schleifenden Teil kann auch auf einem mit Säulen versehenen Gestell befestigt sein, dessen abwechselnde Bewegung von einem Exzenter bewirkt wird. Um einen gleichmäßigen Antrieb und eine konstante Spannung des gerasteten Treibriemens zu gewährleisten, kann dieser über einen am beweglichen Schlitten angeordneten Spanner laufen.

Gemäß einem Ausü hrungsbeispiel besteht die Schleiffläche aus einem endlosen Schleifband, das sich über zwei achsenparallele Zylinder dreht, wobei mindestens einer von einem Motor angetrieben wird. Der Rahmen, der vorzugsweise einen steifen Aufbau aus verschweißten oder verschraubten Formeisen aufweist, trägt zwei oder mehrere bewegliche, sich gleichzeitig verschiebende Platten, die eine waagrechte oder

609823/0 2-2-9 ~^U(» "^A"

senkrechte Hin- und Herbewegung ausführen können. Die Amplituden der Hin- und Herbewegung werden so eingestellt, daß jedes der an den Platten befestigten zu schleifenden Teile von der einen oder der anderen Hälfte des Schleifbandes bearbeitet wird.

Der mit dem beweglichen Schlitten fest verbundene Kolben besteht aus einem Hauptkolben, der im Inneren eines Zylinders unter der Einwirkung eines unter Druck in die eine oder andere Kammer des Zylinders eingeführten Fluids gleiten kann und aus einem zweiten koaxial zum Hauptkolben angeordneten Kolben, der koaxial in einer zentralen zylindrischen öffnung des Hauptkolben gleiten kann.

Bei einem anderen Ausfiihrungsbeispiel ist der bewegliche Schlitten mit dem Kolben über eine Kolbenstange verbunden, deren Querschnitt relativ groß ist und so gewählt wird, daß der von einem Fluid in einer Zylinderkammer ausgeübte Druck auf die Kueisflache des Kolbens sehr viel größer ist, als derjenige Druck, der von dem Fluid auf die ringförmige Fläche des Kolbens in der anderen Zylinderkammer ausgeübt wird.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der bewegliche Schlitten von zwei Kolben mit unterschiedlichen Durchmessern gesteuert, wobei einer doppelwirkend und der andere einfachwirkend ist und die entsprechend in zwei achenparallelen Zylindern angeordnet sind. Der doppeltwirkende Kolben mit großem Durchmesser steuert die Verschiebung mit großer Amplitude des beweglichen Schlittens, während der einfache wirkende Kolben mit kleinem Durchmesser die kleine Verschiebung des zu bearbeitenden Teiles in der Nähe seiner Arbeitsposition steuert und den Andruck dieses Teiles auf die Schleiffläche regelt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Schleifmaschine kann die Lage des Anschlages, auf dem der Nocken mit derselben Form

-5-

609823/0 2-2-9

wie das zu bearbeitende Teil anliegt, mit großer Genauigkeit festgelegt werden, um dergestalt die Tiefe des Bearbeitungsschrittes zu bestimmen.

Ausgehend von der Tatsache, daß das präzise Schleifen eines zu bearbeitenden Teiles η-Umdrehungen des Teiles unter Berührung mit der Schleiffläche erfordert, werden die Amplitude der Hin- und Herbewegung und ihre. Frequenz derart festgelegt, daß selbst dann, wenn η klein ist, wie es üblicherweise der Fall ist, das Teil mit der Schleiffläche während eines vollständigen Zyklus der Hin- und Herbewegung in Kontakt ist. Dadurch wird erreicht, daß die Abnutzung der Schleiffläche über die gesamte Breite des Bandes gleichmäßig ist.

Zum Schleifen konischer Flächen wird vorteilhafterweise eine erfindungsgemäße Schleifmaschine eingesetzt, bei der die Hin- und Herbewegung der Platte senkrecht an zwei vertikalen Führungsstangen entlang erfolgt. In diesem Fall bilden die Achsen der Antriebsvorrichtung für den Nocken und das zu schleifende Teil einen Winkel mit der Verschiebungsrichtung des Schlittens, wobei der Winkel so gewählt ist, daß die konische Oberfläche des Nockens während der Drehung des Nockens relativ zur ebenen Fläche des an der Platte befestigten Anschlages gegen ihn drückt.

Zum Schleifen zylindrischer Flächen wird vorzugsweise eine erfindungsgemäße Schleifmaschine eingesetzt, bei der die Hin- und Herbewegung waagrecht an zwei horizontalen Führungsschienen entlang erfolgt. In diesem Fall bewegt sich das Schleifband entlang einer vertikalen Achse, wobei die Platte abwechselnd eine horizontale Verschiebung entlang einer zur Bewegungsachse der Schleiffläche senkrechten Achse ausführt.

In beiden Fällen wird die Hin- und Herbewegung der Platte von einem Motor bewirkt, dessen Arm einen Exzenter trägt. Wenn die Bewegung entlang einer vertikalen Achse erfolgt, ist die

609823/022 9 ~⁶"

Platte mit dem Exzenter derart verbunden, daß ihr gesamtes Gewicht auf ihm ruht. Wenn die Bewegung entlang einer horizontalen Achse erfolgt, greift ein exzentrischer Stift in einen vertikalen Schlitz eines mit der Platte fest verbundenen Teils ein und drückt die Platte während der Drehbewegung um die Motorachse abwechselnd von einer Seite zur anderen.

Um das Anbringen des zu bearbeitenden Teiles auf dem Antriebsarm zu erleichtern, ist ein pneumatischer Dorn vorgesehen, der für eine stabile Lage des Teiles während des Schleifzyklus sorgt und der durch das Druckfluid betätigt wird, das gleichzeitig die Verschiebung des mit dem beweglichen Schlitten gekoppelten Kolbens bewirkt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen

Schleifmaschine,
Figur 2 eine vergrößerte Ansicht der Kontrollvorrichtung für den Andruck des zu schleifenden Teiles auf die Schleiffläche, sowie der Steuervorrichtung für die Verschiebung des beweglichen Schlittens,

Figur 3 eine Variante der in Figur 2 gezeigten Anordnung, Figur 4 eine perspektivische Ansicht, die teilweise die Antriebskopplung des zu bearbeitenden Teiles mit dem Bewegungsmechanismus der Figur 1 darstellt,

Figur 5 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schleifmaschine, wobei das zu bearbeitende Teil einer abwechselnden vertikalen Bewegung ausgesetzt ist,

Figur 6 eine Draufsicht auf die in Figur 5 dargestellte Maschine mit den Darstellungen der Positionen des Nockens des zu bearbeitenden Teiles, des Anschlages und der Schleiffläche,

609823/0229

-Y-

Figur 7 eine Vorderansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit zwei sich horizontal entlang eines sich senkrecht bewegenden Schleifbandes verschiebenden Platten,

Figur 8 einen Teilschnitt durch einen Zylinder gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des Kolbens,

Figur 9 einen Teilschnitt des Zylinders gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Figur 10 schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Steuerung der Verschiebung des beweglichen Schlittens und

Figur 11 schematisch die Vorrichtung zur Steuerung der Tiefe des Bearbeitungsschrittes.

In Figur 1 ist der bewegliche Schlitten 1 auf zwei, vorzugsweise waagrecht verlaufenden Schienen 2 angeordnet, auf denen er sich in Richtung des Doppelpfeiles unter der Einwirkung der pneumatischen oder hydraulischen Steuervorrichtung 3 bewegen kann. Der Schlitten trägt einen Antriebsmotor 4, der in üblicher Weise mittels zweier Flansche 5 und Schrauben 6 an ihm befestigt ist. Der nicht dargestellte Rotor ist durch eine Welle 7 verlängert, deren freies Ende einen Kopf 8 trägt, auf dem ein Nocken 9 befestigt ist. Der Kopf 8 und der Nocken 9 können aus einem mit dem Ende der Welle fest verbundenen Teil oder aus zwei leicht abnehmbaren Teilen bestehen.

Der Schlitten 1 ist weiterhin mit einer zweiten zur ersten Welle analogen Welle 11 versehen, deren eines Ende mit einem Kopf 12 versehen ist, das dazu bestimmt ist, das zu bearbeitende Teil 13 aufzunehmen. Diese Welle wird von zwei Lagern 14 gehalten, die zwischen vier senkrecht angeordneten Stangen 15 angeordnet sind und fest mit dem Schlitten 1 verbunden sind. Die Lager 14 können zwischen den Stangen 15 aufgrund der schematisch durch die Kugeln 16 angedeuteten Kugellager senkrecht gleiten.

Die·senkechte Verschiebung der Welle 11 wird durch einen Exzenter

-8-

609823/0229

18 gesteuert, der beispielsweise zwischen den zwei Lagern angeordnet ist und sich ständig auf ein Rad 19 stützt.

Der gleichzeitige Antrieb der beiden Wellen 7 und 11 wird durch die mechanische Kopplung eines gerasterten Treibriemens 20 bewirkt, der über zwei Antriebsritzel 21 und 22 und über die Antriebsrolle 23 des Spanners 24 läuft. Der Spanner 24 ist schematisch durch ein U-förmiges Teil 25 dargestellt, das die Achse der Rolle 23 trägt und von einer Feder 26 unterstützt wird.

Die Steuervorrichtung 3 für die Verschiebung des Schlittens weist einen Zylinder 27 und einen Kolben auf, dessen Stange mittels eines Bügels 29 mit dem beweglichen Schlitten verbunden ist. Zwei Leitungen A und B ermöglichen die Verbindung einer unter Druck stehenden Fluidquelle mit dem Inneren des Zylinders 27.

Figur 1.zeigt die Schleifmaschine in ihrer Arbeitsstellung, wobei der Nocken 9 gegen einen festen Anschlag 10 anliegt und das zu schleifende Teil 13 gegen eine Schleiffläche 17 andrückt.

Bei der in Figur 2 dargestellten Steuervorrichtung 30 für den beweglichen Schlitten 1 weist diese einen Zylinder 31 mit einem Innenraum 32 auf, der in zwei Kammern 33 und 34 durch einen Kolben 35 unterteilt ist. Der Kolben 35 besteht aus einer hohlen zylindrischen Hülle 36, die von der Stange des Kolbens durchsetzt wird und die sich über die Enden 39 und 45 des Zylinders hinaus fortsetzt, wobei sie in zwei Bohrungen 38 und 50 gleitet.

Die Hülle 36 ist von einem ringförmigen Körper 40 umgeben, die den Kolbenkörper 35 darstellt. Die seitliche Zylinderfläche des Körpers 40 des Kolbens 35 trägt zwei Dichtungen mit ringförmigem oder rechteckigem Querschnitt, die an der Seitenfläche des Innenraumes 32 des Zylinders 31 anliegen.

-9-

609823/02-2-9 **fc

Die Hülle 36 wird auf einer Seite durch eine ringförmige Wulst 42 verlängert, an der der Körper 40 des Kolbens 35 ebenso wie eine Spiralfeder 46 anliegen, während sich das andere Ende auf einen Flansch 47 stützt, der mit der Stange 37 des Kolbens fest verbunden ist.

Die Kammer 33 steht mit einer Zufuhrleitung 48 entsprechend dem Eingang A in Figur 1 in Verbindung, während die Kammer 34 mit einer Zufuhrleitung 49 in Verbindung steht, die mit der Zufuhrleitung 48 identisch ist, entsprechend dem Eingang B von Figur Eine an der Stange 37 angeschraubte Mutter 53 drückt gegen eine der ebenen Flächen des Körpers 40 des Kolbens 35.

In Figur 3 ist ein Zylinder 31' dargestellt mit einem Innenraum 32', in dem ein Kolben 35' angeordnet ist. Der Kolben besteht aus einer hohlen zylindrischen Hülle 36', die von der Stange 37' des Kolbens durchsetzt wird. Der Körper 40' des Kolbens 35* wird in seiner Breite von einer Platte 55 durchsetzt, in deren Mitte ein Stopfen 56 angeordnet ist. Die Stange 37' ist wenigstens teilweise hohl und weist eine Spiralfeder 46· auf, deren eines Ende sich auf den Stopfen 56 stützt. Das andere Ende der Feder 46· drückt auf einen Stopfen 57, der in das Innere der Stange 37" geschraubt ist, wobei das Innere des einen der Enden der Stange 37' mit einem Gewinde 58 versehen ist. Der Stopfen 57 dient außer als Stütze für die Feder 46' auch noch der Einstellung der Spannung der Feder.

Auf einen mit der Stange 37' des Kolbens fest verbundenen Stopfen 59 stützt sich der Körper 40· des Kolbens 35'.

Die anderen Bauteile, wie die Dichtungen 41 * und die Zufuhrleitungen 48· und 49' sind den in Figur 2 gezeigten Bauteilen analog.

Zu Beginn befindet sich der Schlitten 1 in seiner Ruhestellung,

609823/0229 ' ~¹°~

d.h. daß der Nocken 9 und das Teil 13 die Maximalentfernungen von dem Anschlag 10 und der Schleiffläche 17 aufweist. Der Kolben 35, 35' befindet sich im Anschlag mit der Wand 54, 54» des Zylinders 31, 31^f und die Feder 46, 46· ist völlig entspannt.

Bringt man über ein nicht dargestelltes Verbindungsventil die Zufuhrleitung 49, 49' mit einer unter Druck stehenden Fluidquelle in Verbindung, so füllt sich die Kammer 34 zunehmend mit diesem Fluid und übt einen Druck auf den Kolben aus, der bei den Darstellungen von Figuren 2 und 3 nach links auszuweichen sucht. Die Feder 46, 46' wird leicht zusammengedrückt und bewegt die Stange 37, 37' , wobei ein Druck auf den Flansch 47 und damit auf den Stopfen 57 ausgeübt wird. Die KolbenverSchiebung hört auf, wenn er gegen die Wand 51, 51' des Zylinders 31, 31^f anliegt. In diesem Augenblick hat die Stange 37, 37' des Kolbens den Schlitten 1, 1¹ in seine Arbeitsposition gebracht, d.h., daß der Nocken 9 und das Teil 13 gegen den Anschlag 10 bzw. die Schleiffläche 17 mit einer vorherbestimmten Kraft andrücken, die von der Wahl der Feder und/oder der Einstellung des Stopfens 57 oder des als Federauflage dienenden Flansches 47 abhängt.

Während des Betriebes der Maschine, deren Dauer durch eine nicht dargestellte Zeitregelung bestimmt wird, hält das Druckfluid den Kolben im Andruck, wie es Figur 3 zeigt. Der Druck der Feder 46, 46' wirkt derart auf den Schlitten, daß der Nocken 9 ständig gegen den Anschlag 10 gedaä ckt wird. Die geringen Axialverschiebungen aufgrund des ständigen Kontaktes des Nockens mit dem Stützanschlag übertragen.sich auf den Schlitten und gleichzeitig auf das zu schleifende Teil sowie auf die Stange 37, 37' des Kolbens. Dadurch wird ein leichtes Zusammenziehen der Feder 46, 46' hervorgerufen mit einem freien Verschieben der Stange 37, 37' durch die Hülle 36, 36', die ihre Stellung ebenso wie der Körper 40, 40· des Kolbens35, 35^f beibehält.

609823/0229

2A58366. ♦ Xk-

Während dieser ganzen Phase wird das Werkstück in Drehung gehalten und zwar durch die Antriebsvorrichtung des Nockens unter gleichzeitiger Einwirkung des Exzenters 18.

Am Schluß des Bearbeitungsvorganges erlaubt das nicht dargestellte Verbindungsventil die Kammer 33 mit einem Druckfluid zu füllen. Dieses Fluid übt einen Druck auf den Kolben 35, 35' aus, der die Stange 37, 37' bei der in den Figuren 2 und gezeigten Darstellung nach rechts bewegt, um den Schlitten in seine ursprüngliche Ruhestellung zurückzubewegen.

Am Schluß dieses Arbeitszyklus wird ein neues Teil am Kopf befestigt und ein neuer Schleifzyklus kann beginnen.

Es ist auch möglich, daß ein einziger Schlitten mit mehreren Wellen versehen wird, deren jede ein zu schleifendes Teil trägt oder daß eine einzige hydraulische oder pneumatische Steuervorrichtung mehrere bewegliche Schlitten steuert.

Der in Figur 4 dargestellte Mechanismus für die Hin- und Herbewegung weist ein Rad 18 auf, das exzentrisch auf der Welle befestigt ist, sowie ein mittig auf einer Achse 60 befestigtes Rad 19, das in derselben senkrechten Ebene wie die Welle 19 angeordnet ist. Das Antriebsrad 22 wird von dem mit Stegen versehenen Treibriemen 20 angetrieben, der mittels einer Feder 26, die auf eine Rolle 23 wirkt, nach unten gezogen wird. Die auf Zug wirkende Feder 26 ist mit einem Ende auf einem U-förmigen Teil 25, sowie mittels einer Befestigungslasche mit dem Schlitten 1 verbunden. Wie Figur 5 zeigt, weist der steife Rahmen 101 im wesentlichen zwei senkrechte Stangen auf, die als Führungen für die bewegliche Platte 103 dienen, die . aus zwei horizontal verlaufenden Schienen 104, einem senkrechten Rahmen 105 mit einem Querstück 106, dessen Rolle weiter unten beschrieben wird, sowie einem Verstärkungsteil 107 besteht, das die Schienen 104 mit dem Rahmen 105 verbindet und die Steifigkeit der gesamten beweglichen Platte 103 sicherstellt. Durch die schematisch durch die Kugel 108 dargestellten Kugellager wird das freie Gleiten der Platte 103 an den Stangen

609823/0229

102 entlang gewährleistet. Der Rahmen 101 wird durch ein Gestell 109 vervollständigt, auf dem die Halterung 110 des Antriebsmotors111 befestigt ist, der wiederum für die Hin- und Herbewegung der Platte 103 verantwortlich ist. Der obere Teil des Rahmens trägt die Schleiffläche 112, die sich über zwei Zylinder 113 mit vertikaler Achse 135 dreht.

Auf der Platte 103 ist ein beweglicher Schlitten 114 angeordnet, der sich in horizontaler Richtung unter der Einwirkung eines im Inneren des Zylinders 115 angeordneten Kolbens verschieben kann, wobei dem Zylinder ein unter Druck stehendes Fluid durch die Stutzen 116 und 117 zugeführt wird. Die Kolbenstange 118 ist mit dem Schlitten 114 über ein geeignetes Gestänge 119 fest verbunden. Der Zylinder 115 ist mit den seitlichen Schienen 104 der beweglichen Platte über ein Gestell 120 und 121 verbunden.

Auf der Platte ist ein fester Anschlag 122 angeordnet, mit einer ebenen Oberfläche 123, die sich parallel zur Schleiffläche 112 erstreckt.

Auf dem beweglichen Schlitten 114 sind weiterhin ein Antriebsmotor 124 für den Nocken 125 und eine Antriebsvorrichtung 126 für das Werkstück 127 angeordnet, wobei beide Teile mit einer Feststellbrücke 128 und einer mechanischen mit. einer geeigneten Schutzvorrichtung 129 versehenen Kopplung verbunden sind.

Das Werkstück wird auf der Hohlwelle 131 mittels eines pneumatischen oder hydraulischen Dornes 130 befestigt, während das Druckfluid mittels einer Leitung 132, die mit einer nicht dargestellten Druckfluidquslle verbunden ist, zugeführt wird.

Nach der Befestigung des zu bearbeitenden Teiles auf dem Dorn 130 wird das Druckfluid dem Stutzen 117 zugeführt; der Kolben bewegt sich in Figur 5 von rechts nach links und verschiebt den Schlitten 114,bis der Nocken 125 mit der Oberfläche 123

6098 23/0

2458356

des Anschlags 122 in Berührung kommt. Gleichzeitig kommt das zu schleifende Teil mit der Schleiffläche 112 in Berührung. Der Motor 111 trägt am Wellenende eine Scheibe 133, auf der ein exzentrischer Stift 134 derart angeordnet ist, daß die Querstütze 106 und damit die gesamte bewegliche Platte 103 durch ihr eigenes Gewicht auf ihm ruhen. Wird der Motor 111 in Betrieb genommen, dreht sich der exzentrische Stift 134 und übt auf die Platte eine senkrechte Hin- und Herbewegung derart aus, daß sich das zu schleifende Teil 127 senkrecht verschiebt, beispielsweise um ein Stück, das der unteren Hälfte des Schleifbandes 112 entspricht. Während des gesamten SchleifVorganges sorgt der Motor 124 für die Drehbewegung des Nockens 125 und des zu schleifenden Teiles 127.

In Figur 6, die einen Draufblick auf die in Figur 5' dargestellte Schleifmaschine zeigt, sind die Relativstellungen des Nockens 125 und des Anschlags 122 einerseits, sowie des zu schleifendes Teiles 127 mit der Schleiffläche 112 andererseits dargestellt. Der Antriebsmotor 124 für den Nocken und die Antriebsvorrichtung 126 für das zu schleifende Teil sind mittels eines Bügels 128, sowie der Schutzvorrichtung 129 verbunden, die wiederum mit dem Schlitten 114 mittels Befestigungsklammern 136 verbunden sind. Der Schlitten 114 kann an den Schienen 104 entlang gleiten aufgrund von Kugellagern, die schematisch durch die gestrichelten Kugeln 137 angedeutet sind.

Figur 7 zeigt eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit zwei Platten 103 und 103', die sich abwechselnd in horizontalen Ebenen an der Schleiffläche eines senkrecht angeordneten Schleifbandes entlang bewegen können. Der steife Rahmen 101 trägt die beiden Platten 103 und 103', die in horizontaler Richtung an den seitlichen • Schienen 104 und 104' entlanggleiten können mit Hilfe von Kugellagern, die schematisch durch die Kugeln 137 und 137'

609823/0229 "¹⁴~

dargestellt sind.und zwar derart, daß die zu schleifenden Teile 127 und 127' während der Betriebsphase bearbeitet werden, in der sie_;. die in Figur 7 dargestellte Position einnehmen, d.h. von der vorderen Hälfte oder der hinteren Hälfte des Schleifbandes. Die Rolle der Steuernocken 125 und 125' entspricht derjenigen, die weiter oben beschrieben wurde.

Die abwechselnde Bewegung der Platten 103 und 103' wird von zwei Antriebsmotoren 111 und 111' bewirkt, die wie der Motor 111 in den Figuren 5 und 6 jeweils am Wellenende eine Scheibe 133 bzw. 133' tragen. Ein exzentrischer Stift 134 bzw. 134* greift in eine senkrechte Aussparung 138 bzw. 138' eines Teiles 139 bzw. 139¹ ein, das mit der Platte 103 bzw. 103' fest verbunden ist. Die Drehung der Exzenter 134 und 134' erzeugt die waagrechte Hin- und Herbewegung der Platten 103 und 103'.

Der in Figur 8 dargestellte Zylinder 115 weist einen ersten zylindrischen Kolben 140 auf, durch den ein zweiter Kolben 141 koaxial zum ersteren gleiten kann. Der innere Kolben 141 ist über die Stange 18 mit der beweglichen Platte 103 verbunden. An den beiden Enden des Kolbens 140 sind zwei Ringdichtungen 142 angeordnet, die die beiden Kammern 143 und 144 des Zylinders 115 voneinander trennen.

Wird in die Kammer 144 ein Druckfluid über eine nicht dargestellte Leitung eingeführt, so übt diese einen Druck auf die Oberfläche des Kolbens 14O aus, der sich in der Figur 8 von links nach rechts bewegt und dabei den inneren Kolben 141 mitnimmt, der wiederum mit der beweglichen Platte 103 derart verbunden ist, daß das zu bearbeitende Teil von der Schleiffläche entfernt wird.

Wird ein Druckfluid in die Kammer 143 eingeführt, so bewirkt der auf die Oberflächen der Kolben 140 und 141 ausgeübt Druck eine Verschiebung der beweglichen Platte über die Stange 118,

609823/0229 ~¹⁵"

bis der Nocken 125 gegen den Anschlag 122 drückt.

Das Verhältnis der Flächen der ebenen Seiten der Kolben 140 Und 141 wird derart gewählt, daß der vom einstellbaren Druck im Inneren der Kammer 143 ausgeübte Druck auf die Fläche des Kolbens 141 kleiner ist als derjenige, der auf die Fläche des Kolbens 140 ausgeübt wird. Dadurch kann der innere Kolben 141 im Inneren des Kolbens 140 gleiten und die kleinen Verschiebungen des zu schleifenden Teiles als Funktion derjenigen des Nockens bewirken unter gleichzeitigem Andrücken des Teiles mit einem vorherbestimmten Andruck auf die Schleiffläche.

Der in Figur 9 dargestellte Zylinder 115 weist einen Kolben 150 auf mit einer Kolbenstange 118, deren Querschnitt relativ groß im Verhältnis zum Durchmesser des Kolbens 150 ist.

Auch hier ist der Kolben von zwei Ringdichtungen 151 umgeben, die die beiden Kammern 153 und 154 des Zylinders 115 voneinander abschließen.

Wird in die Kammer 154 ein.Druckfluid eingeführt, so übt dieser einen Druck auf die Fläche des Kolbens 150 aus, der sich in der Figur 9 von links nach rechts bewegt.

Wird ein Druckfluid ins Innere der Kammer 153 über eine Leitung 152 eingeführt, so übt dieses einen Druck auf die ringförmige Fläche 155 einer der ebenen Flächen des Kolbns 150 aus. Das Verhältnis der ringförmigen Fläche 155 zur kreisförmigen Fläche 156 wird derart gewählt, daß ein wirksamer Bremseffekt der Kolbenverschiebung entgegensteht, wenn ein Druckfluid in die Kammer 153 eingeführt wird und daß andererseits der auf die ringförmige Fläche 155 ausgeübte Druck genügend schwach ist, um die kleinen Verschiebungen des Nockens und des zu schleifenden Teiles zu ermöglichen, wobei gleichzeitig das

609823/0229

Letztere gegen die Schleiffläche mit einem vorherbestimmten Druck als Funktion des zu bearbeitenden Teiles gepreßt wird.

Wie Figur 10 zeigt, sind zwei Zylinder 160 und 161 auf einer Unterlage 162 angeordnet, die mit der beweglichen Platte 103 verbunden ist. Der Zylinder 160 mit großem Durchmesser enthält einen nicht dargestellten doppeltwirkenden Kolben mit einer Kolbenstange 163. Der ylinder weist zwei Zufuhrleitungen 164 und 165 für ein Druckfluid auf. Der Zylinder I6I mit kleinerem Durchmesser, der nur eine einzige Druckfluidleitung 166 aufweist, enthält einen nicht dargestellten Kolben, dessen Kolbenstange 167 mit der Unterlage 168 fest verbunden ist, die wiederum mit dem beweglichen Schlitten 114 in Verbindung steht.

Wird ein Druckfluid in die Leitung 164 eingeführt, so stößt die Stange 163 des Kolbens im Zylinder 16O die Unterlage I68 in der Figur 10 nach rechts derart, daß der Nocken 125 sich vom Anschlag 122 entfernt. Wird in die Leitungen 165 und 166 gleichzeitig ein Druckfluid eingeführt, so verschieben sich die Kolbenstangen 163 und 167 gleichzeitig in der Figur 10 nach links. Die Kolbenstange 163» deren Ende frei ist, nimmt eine derartige Stellung ein, daß sie mit der Unterlage 168 nicht mehr in Berührung steht. Die Stange 162 dagegen, die mit der Unterlage I68 fest verbunden ist, bewegt diese und damit den beweglichen Schlitten 1Ί4, wobei der Nocken 125 in Berührung mit den Anschlag 122 kommt, Der Druck, der auf den im Zylinder mit dem kleinen Durchmesser I61 enthaltenen Kolben ausgeübt wird, kann auf einem genügend kleinen Wert gehalten werden, um die kleinen Verschiebungen des Nockens 125 im Verhältnis zum Anschlag 122 zu ermöglichen.

Der Kolben im Zylinder mit großem Durchmesser 16O hat eine doppelte Wirkung. Einerseits ermöglicht er das Entfernen des Nockens 125 vom Anschlag 122 und andererseits bremst er die Bewegung des beweglichen Schlittens, wenn der Nocken 125 sich

-17-

6098 2 3/0 2-2-9 Mfr

^7 4 58 366

dem feststehenden Anschlag 122 nähert.

Die in Figur 11 dargestellte Vorrichtung zur Regelung der Tiefe des Bearbeitungsschrittes weist einen doppelt wirkenden Kolben in einem Zylinder 170 auf, dessen Stange 171 einen keilförmigen Nocken 172 trägt. Unter der Einwirkung eines Druckfluides, das auf den Kolben im Inneren des Zylinders 170 einwirkt, kann sich der keilförmige Nocken 172 bei der Darstellung nach Figur nach links oder nach rechts bewegen, wobei er auf einem Stützzylinder 173 abläuft, der auf einer Unterlage 174 befestigt ist. Der Anschlag 122 wird von einer Achse 175 getragen, die sich bei der Darstellung nach Figur 11 nach oben oder nach unten verschieben kann, im Inneren einer auf Kugeln 176 laufenden Stütze und unter der Einwirkung des Nockens 172 oder der Spiralfeder 177.

Der Anschlag 122 wird ursprünglich in eine Stellung gebracht, in der er so lange festgehalten wird, bis sich der Nocken auf ihn stützt. In dieser Stellung befindet sich das zu bearbeitende Teil in Kontakt mit der Schleiffläche. Mittels des keilförmigen Nockens wird der Anschlag 122 in eine zweite Stellung zurückgezogen, wobei der Abstand zwischen diesen beiden Stellungen der Tiefe des Bearbeitungsschrittes entspricht.

Die erfindungsgemäße Maschine ermöglicht das schnelle und regelmäßige Schleifen mit großer Präzision kleiner mechanischer Teile. Sie ermöglicht einen erheblichen Zeitgewinn in der Fabrikation, sowie die Herstellung einer großen Anzahl identischer Teile, an denen keine Unterschiede mehr feststellbar sind. Das bedeutet eine gleichbleibende Qualität der bearbeiteten Teile zu einem geringeren Herstellungspreis.

609823/0229

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Schleifen kleiner mechanischer Teile, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein zu schleifendes Teil in eine Arbeitsposition gebracht wird, in der es in gleichförmige Drehung versetzt wird und einer Hin- und Herbewegung entlang einer zu einer Schleiffläche parallelen Achse unterworfen wird, mittels einer die Axialverschiebung des Teiles bewirkenden Steuervorrichtung, daß das Teil in dieser Position ständig mit einem vorgegebenen Druck gegen die Schleiffläche gedrückt wird, mittels einer den Druck kontrollierenden Vorrichtung und daß die Berührung des Teiles mit der Schleiffläche automatisch kontrolliert wird von einem synchron mit dem zu schleifenden Teil bewegten Führungsnocken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß beim Einschalten der Maschine ein Schlitten verschoben wird, um das zu schleifende Teil in Berührung mit der Schleiffläche zu bringen, daß das zu schleifende Teil während eines Zeitraumes mit der Schleiffläche in Berührung gehalten wird, der der gesamten Schleifdauer entspricht, und daß die Maschine nach diesem Zeitraum automatisch abgeschaltet wird, wobei der Schlitten durch die Steuervorrichtung in seine Ausgangsstellung zurückgebracht wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Andruck des zu schleifenden Teiles auf die Schleiffläche während des gesamten Schleifvorganges konstant gehalten wird.

4. Maschine zum Schleifen kleiner mechanischer Teile gemäß

den Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e η η zeichnet , daß sie einen steifen Rahmen aufweist

609823/0223 -19-

mit mindestens einer beweglichen Platte, die eine Hin- und Herbewegung mittels eines auf dem Rahmen angeordneten Antriebmotors ausführen kann, einen Schlitten, der an mit der Platte fest verbundenen Führungsschienen entlang beweglich ist, eine Steuervorrichtung zum Verschieben des Schlittens, einen Anschlag mit einer ebenen Oberfläche, auf der ein drehbarer Führungsnocken anliegen kann, der fest mit der beweglichen Platte verbunden ist, eine zur ebenen Oberfläche des festen Anschlags parallelen Schleiffläche, die auf dem Rahmen angeordnet ist, eine Antriebsvorrichtung für den drehbaren Nocken, die mit einer Antriebsvorrichtung für ein zu schleifendes Teil gekoppelt ist, wo-• bei beide Vorrichtungen mit dem beweglichen Schlitten fest verbunden sind, sowie eine Kontrollvorrichtung für den Andruck des zu schleifenden Teiles auf die Schleiffläche.

5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch g ek e η η zeichnet , daß die Steuervorrichtung für die Verschiebung des Schlittens eine pneumatische oder hydraulische Vorrichtung ist.

6. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch g e k en η zeich net , daß die Steuervorrichtung für den -Schlitten mindestens einen Hohlzylinder aufweist, dessen Höhlung durch einen entlang der Längsachse des Zylinders beweglichen Kolbens in zwei Kammern geteilt ist, wobei die Kolbenstange fest mit dem beweglichen Schlitten verbunden ist und unter leichter Reibung durch eine Zentralbohrung des Kolbens gleitbar ist, daß ^ede Kammer mit einer Druckfluidquelle verbunden ist und daß wenigstens ein Verbindungsventil abwechselnd jede der Kammern mit der Druckfluidquelle in Verbindung bringen kann.

7. Schleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontrollvorrichtung für den .Andruck des zu schleifenden Teiles eine Spiralfeder aufweist,

609823/022 9

die konzentrisch zur Kolbenstalge ist und sich einerseits auf eine der ebenen Flächen des beweglichen Kolbens stützt und andererseits auf einen mit der Kolbenstange fest verbundenen Flansch.

8. Schleifmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolbenstange zylindrisch und hohl ist und eine Spiralfeder enthält, die sich einerseits auf einen mit dem Kolben fest verbundenen Flansch stützt und andererseits auf einen mit der Kolbenstange fest verbundenen Stift.

9. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der bewegliche Schlitten mit einem Kolben zusammenarbeitet, der aus einem Hauptkolben besteht, der im Inneren eines Zylinders unter der Wirkung eines in die eine oder andere Kammer eingeführten Druckfluids gleiten kann und aus einem zweiten koaxial zum Hauptkolben angeordneten Kolben, der koaxial in einer im Hauptkolben angeordneten zylindrischen Zentralöffnung gleiten kann.

10. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der bewegliche Schlitten mit dem Kolben über eine Kolbenstange verbunden ist, deren Querschnitt relativ groß und so bestimmt ist, daß der vom Fluid in einer Kammer auf die kreisförmige Kolbenfläche ausgeübte Druck erheblich größer als derjenige ist, der vom Druckfluid in der anderen Kammer des Zylinders auf die ringförmige Fläche des Kolbens ausgeübt wird.

11. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der bewegliche Schlitten mit zwei Kolben in Verbindung steht, deren einer einen großen Durchmesser aufweist und doppeltwirkend ist, um die Verschiebung des Schlittens in einer ersten Richtung sowie sein Abbremsen in eine zweiten zur ersten entgegengesetzten

-21-609 82 3/02-^9 U&

Richtung zu ermöglichen und deren anderer einen kleinen Durchmesser aufweist und einfachwirkend ist, um seine Verschiebung in der zweiten Richtung zu ermöglichen.

12. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Antriebsmotor fUr die senkrechte Hin- und Herbewegung der Platte am freien Ende der Motorwelle einen Exzenter trägt, auf dem das gesamte Gewicht der Platte ruht.

13. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Antriebsmotor für die Hin- und Herbewegung der Platte am freien Ende der Motorwelle einen exzentrischen Stift trägt, der in einen senkrecht angeordneten Schlitz in einem mit der Platte fest verbundenen Teil eingreift.

14. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das zu schleifende Teil an einer Antriebswelle mittels eines pneumatischen Dornes befestigt ist, der von dem Druckfluid betätigt wird, das gleichzeitig die Verschiebung des Kolbens im Inneren des Zylinders bewirkt.

15. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlag für den Nocken mittels eines keilförmigen Nockens zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung einstellbar ist, wobei der Abstand der beiden Stellungen der Tiefe des Bearbeitungsschrittes entspricht.

16. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Nocken von einem Motor betätigt wird, wobei das zu schleifende Teil und der Nocken über einen gerasterten Treibriemen gekoppelt sind.

609823/0229

17. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Führungsnocken die Form des zu schleifenden Teiles nach beendigtem SchleifVorgang aufweist.

18. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Schleiffläche ein endloses Schleifband ist, das über zwei achsenparallele Zylinder läuft, deren einer von einem Motor angetrieben wird.

609823/0229