DE2519343A1

DE2519343A1 - Verfahren und vorrichtung zum schleifen von oberflaechenteilen von dicken platten

Info

Publication number: DE2519343A1
Application number: DE19752519343
Authority: DE
Inventors: Tetsuro Oshimi
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1974-05-02
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1975-11-06
Also published as: DE2519343B2; US4018013A; JPS50143191A; DE2519343C3

Description

1875Ö

NORITAKE CO., LIMITED Nagoya-shi, Aichi-ken (Japan)

Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächenteilen von dicken Platten

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächenteilen von dicken Platten und hat die Aufgabe, beim Abschleifen von unregelmäßigen und anderen fehlerhaften Stellen der Oberfläche von dicken Platten an dem Umkehrpunkten der Schwingbewegung der Schleifscheibe ein glattes Abheben und Anstellen der Schleifscheibe von dem bzw. an das Werkstück zu ermöglichen, so dass auch an den einander entgegengesetzten Enden der geschliffenen Fläche keine Unebenheiten auftreten und eine glatte, einheitlich bearbeitete Oberfläche erhalten wird, wobei der Schleifdruck auch bei der Bearbeitung von stark verformten Platten und trotz der Abnutzung der Schleifscheibe konstantgehalten wird.

Zum Entfernen von unregelmäßigen oder anderen fehlerhaften Stellen von der relativ breiten Oberfläche derartiger dicker Platten hat man bisher mit der Hand oder auf einem V/agen geführte Schleifmaschinen verwendet. Dabei wurde der Schleifstein oder die Schleifscheibe von Hand hin- und herbewegt und von Hand an das Werkstück angestellt und von ihm abgehoben. Die Erzielung einer Oberfläche von gleichmäßiger Güte auf

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diese ,"/eise ist aber selbst fir sehr geschickte Arbeiter schwierig.

Daher wird erfindungsgemäß die Schleifscheibe an den Umkehrpunkten ihrer Schwingbewegung automatisch von dem zu sdieifenden v/erkstück abgehoben und wieder an das Werkstück angestellt, wobei der Schleifdruck auch bei der Bearbeitung von stark verformten Platten und trotz der Abnutzung der Schleifscheibe konstantgehalten wird.

Die Erfindung ermöglicht somit ein automatisches Abschleifen von fehlerhaften Stellen von breiten Oberflächen einer dicken Platte ohne die Ausbildung von Unebenheiten an den Umkehrpunkten der Schwingbewegung der Schleifscheibe. Ferner können unregelmäßige und sonstige fehlerhafte Stellen leicht und schnell und unber einem vorherbestimmten Schleifdruck weggeschlifien werden, wobei der Schleifdruck auch bei der Bearbeitung von stark verformten Platten und trotz der Abnutzung der Schleifscheibe konstantgehalten und daher eine glatte Oberfläche erzielt wird. Ferner werden für die Schleifarbeiten weniger Arbeitskräfte benötigt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschr&aben. In diesen zeigt

Fig. 1 in einer Drausicht eine Schleifmaschine gemäß der Erfindung,

Figo 2 die Maschine in Ansicht,

Fig. 3 die Maschine in einer Seitenansicht,

Fig. 4- in größerem Maßstab im Schnitt einen Teil der Maschine mit einem Mechanismus, der längs vertikaler Führungsstangen bewegbar ist,

Fig. 5 in einer Seitenansicht den Schwingantrieb, die Kurvensteuerung, den Hubkolbentrieb und die anderen Kolbentriebe,

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Pig. 6 in größerem Maßstab in Draufsicht die Kurvensteuerung,

Fig. 7 in größerem Maßstab in Ansiht einen Teil der Maschine mit dem Schwingantriebsmotor und einer Drehscheibe

Fig. 8 eine Draufsicht zu Fig. 7j

Fig. 9 eine Seitenansicht zu Fig. 7 und

Fig. 10 in größerem Maßstab in Draufsicht teilweise weggebrochen, den Schwingantrieb für die Schleifscheibe.

Die in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigte Schleifmaschine 1 besitzt einen portalartigen Wagen 6 mit Räderpaaren 3 und 3'· Die Räder jedes Paars sind auf beiden Seiten des Wagens angeordnet und rollen auf je einer der parallelem Schienen 2 und 2¹, die sich in der Längsrichtung erstrecken und in großem Abstand voneinander angeordnet sind. Der Wagen besitzt einander entgegengesetzte Seitenrahmen 4 und 4', deren mittlere Teile durch einen horizontalen Querträger 5 miteinander verbunden sind. In dem Rahmen 4 ist auf der in Fig. 1 und 2 gezeigten linken Seite ein 7/agenantriebsmotor 7 montiert, der zum Bewegen des Wagens im Eil- und im Langsamgang dient. Man kann daher den linken Rahmen 4 und den . rechten Rahmen 4¹ mittels einer Zugspindel 8 vor- und rückwärts bewegen. Der Träger 5 ist mit Schienen 9 versehen*, die sich längs seiner vier Kanten erstrecken. In einer querverschiebbaren Schleifeinheit 10 sind eine Anzahl von nicht gezeigten Rollen derart angeordnet, dass sie an den Schienen 9 in einander entgegengesetzten, vertikalen bzw. horizontalen Richtungen angreifen und längs der Schienen 9 rollen können. In dem Rahmen 4 ist ein Querantriebsmotor 11 montiert, der über eine Kette 12 der Schleifeinheit 12 eine

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- 4 eine Querbewegung im Eil- und im Langsamgang erteilen kann.

Die Schleifeinheit 10 besitzt eine Grundplatte 13» in der die vorerwähnten, nicht gezeigten Rollen gelagert sind, die längs der Schienen 9 rollen können. An der Grundplatte 13 ist ein Längsträger 14 befestigt, von dessen vorderem Ende ein Rahmen 15 sich gemäß den Figuren 4 und 5 abwärts erstreckt. Dieser Rahmen 15 trägt in der Mitteleinen Zylinder eines stehenden Hubkolbentriebes 16 und an beiden Enden je eine von zwei parallel angeordneten, vertikalen Führungsstangen 17· Auf diesen ist ein vertikklbewegbarer Querträger 18 an seinen entgegengesetzten Enden verschiebbar gelagert. Die Kolbenstange 19 des Hubkolbentriebes 16 ist an ihrem unteren Ende mit dem Querträger 18 im wesentlichen in der Mitte desselben verbunden. An dem Träger 18 ist auf der Vorderseite der Kolbenstange 19 ein hohlzylindcisches Glied 20 befestigt, in dem eine Welle 21 drehbar sitzt. Am oberen Ende des zylindrischen Gliedes 20 ist ein Tragstück 22 befestigt, an dessen Unterseite ein kastenförmiges Kurfrensteuerungsgehäuse 23 befestigt ist. In diesem sind gemäß Fig. 6 Kurvenstücke 25, 26 befestigt, zwischen denen ein Spalt C vorhanden ist. Zur Feineinstellung des Spaltes C können die Kurvenstücke mit Hilfe von Schrauben 24 verstellt werden. Der Krümmungsradius der Mittellinie des Spaltes C ist in der Längsmitte des Spaltes im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius der vorstehend erwähnten Schwingbewegung, beispielsweise 200 mm, und beträgt an den Enden ungefähr die Hälfte des Krümmungsradius der Schwingbewegung, beispielsweise 100 mm.

Gemäß den Figuren 7» 8 und 9 ist einem geeigneten Teil des Querträgers 18 auf dessen Vorderseite eine Konsole 27 befestigt, auf deren Oberseite ein Schwingantriebsmotor 28 und ein Untersetzungsgetriebe 29 montiert sind. Von diesem erstreckt sich eine Welle 30 abwärts, an deren unterem Ende

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eine Drehscheibe 31 "befestigt ist. Diese ist von einem Lagerbolzen 32 durchsetzt, der an der Drehscheibe 31 befestigt ist. Mit dem unteren Teil der Y/elle 21 ist mittels eines Keils 34- ein auf der Welle sitzender Bund 33 drehfest verkeilt, an dem an einander diametral gegenüberliegenden Umfangsstellen zwei gabelförmige Rahmen 35 befestigt sind, die sich abwärts erstrecken und an ihrem unteren Ende mit je einem Lager 36 versehen sind. /In der Oberseite eines der gabelförmigen Rahmen 35 ist in der Nähe der y/elle 30 ein Tragstück 37 befestigt, das einen Lagerbolzen 38 trägt, der sich von dem freien Ende des Tragstücks 38 aufwärts erstreckt und mit dem Lagerbolzen 32 durch eine Koppel von verstellbarer Länge, beispielsweise durch ein Spannschloß, verbunden ist»

An der oberen Seite der Vorderfläche der beiden gabelförmigen Rahmen 35 ist im wesentlichen in der Mitte mit Schrauben ein Tragstück 40 befestigt, mit dessen oberem Ende durch einen Schwenkzapfen 42 ein vertikal verschwenkbarer, L-förmiger Lenker 4-1 verbunden ist. Der vorwärtr.gerichtete Arm des L-förmigen Lenkers 4-1 ist an seinem vordeiai Ende schwenkbar mit dem Zylinder eines pneumatischen Kolbentriebes 43 verbunden. An dem oberen Ende des aufwärtsgerichteten Arms des L-förmigen Lenkers 41 ist ein horizontales Tragstück 44 befestigt, von dessen vorderem Teil, und zwar von der Mitte desselben, sich ein Bolzen aufwärts erstreckt, der eine Rolle 46 trägt, eieren Durchmesser etv/as größer ist als die Breite des vorerwähnten Spalts C zwischen den Kurvenstücken 25 und 26 gemäß Fig. 6 und die längs des Spaltes rollen kanru

Gemäß den Figuren 5 und 10 ist ein Rahmen 48 auf entgegengesetzten Seiten an je einer der „eilen 47 befestigt, die in je einem der Lager 36 am unteren Ende der beiden gabelförmigen Rahmen 35 gelagert sind. An dem Rahmen 48 ist eine Lagerhülse 49 befestigt, die sich in der Längsrichtung

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erstreckt und in der ehe Schleifspindel 50 drehbar gelagert ist. An der Schleifspindel 50 ist an ihrem inneren Ende eine Riemenscheibe 51 "befestigt und an ihrem äußeren Ende eine Schleifscheibe 52 abnehmbar befestigt. Die Hülse 4-9 ist mit einer Sen utzhaube 53 versehen, die mittels eines Scharniers 54- am äußeren Ende der Hülse 4-9 befestigt ist und geöffnet und geschlossen werden kann. Die Schutzhaube 53 ist mit einem Staubabschneider 55 versehen. Die Riemenscheibe 51 ist durch einen nicht gezeigten, endlosen Treibriemen mit einer Riemenscheibe 57 eines Schleifscheibenantriebsmotors 56 verbunden, der im unteren Teil der in Fig. 3 gezeigten Schleifeinheit 10 montiert ist.

An dem oberen Teil der Hülse 4-9 ist in der Nähe ihres/vorderen Endes mit Schrauben ein Tragstück 58 befestigt, an dem mittels eines Lenkers 60 die Kolbenstange 59 d.es pneumatischen Kolbentriebes 4-3 angelenkt ist_o

Gemäß den figuren 1, 2 und 3 ist die Schleifeinheit 10 ferner mit einem Sitz 61 für die Bedienungsperson, einer elektrischen Steuereinrichtung 62, einer Steuereinrichtung 63 für die Druckluft und einem Staubabschneider 64- versehen, der ein Schlauchfilter besitzt. Der Staubabschneider 55 ist durch einen Schlauch 65 mit dem Staubabschneider 64- verbunden. An dem Rahmen 4-' des .Vagens isteine Konsole 66 befestigt, auf dem ein Kompressor 67 montiert ist. Elektrische Leitungen und Schlauchleitungen sind zu je einem Leitungsbündel 72 bzw. 71 zusammengefaßt. Diese Leitungsbündel sind mit Hilfe einer Anzahl von Hin_en 70 an einem Drahtseil 69 aufgehängt, das zwischen Pfosten 68 gespannt ist, die sich auf entgegengesetzten Seiten des wagens aufrecht erstrecken..

Nachstellend wird die Wirkungsweise anhand der Zeichnungen beschrieben» Damit der unters Teil der Schleifscheibe 52 im wesentlichen direkt über eine nicht gezeigte fehlerhafte Stelle des auf den Boden A unter der Maschine gelegten

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Werkstücks V/ bewegt wird, bewirkt die auf dem Sitz 61 sitzende Bedienungsperson eine Bewegung des Wagens mittels des Wagenantriebsmotors 7 und eine Bewegung der Schleifeinheit längs des Trägers 5 mittels des Quertriebsmotors 11 im Eilgang (20 m/Min.). Danach werden der Staubabschneider 64 und der Kompressor 67 eingeschaltet und wird die Schleifscheibe 52 durch den Schleifscheibenantriebsmotor 56 angetrieben. Mit Hilfe des Hubzylinders 16 wird dann die Schleifeinheit 10 gesenkt, worauf der Horizontalantrieb auf die Schleifvorschubgeschwindigkeit von 1 m/Min, umgeschaltet wird. Der unter Durchführung einer Schwingbewegung erfolgende Schleifvorgang wird eingeleitet, indem die Schleifscheibe fest gegen die fehlerhafte Oberfläche gedrückt und ihr unter Aufrechterhaltung des voreingestellten Schleifdruckes eine Schwingbewegung über den Mittelpunkt des fehlerhaften Flächenteils erteilt wirdο Mit Hilfe des Schwingantriebsmotors 28 wird die Drehscheibe angetrieben. Die längenverstellbare Koppel, die schwenkbar mit dem an der Drehscheibe 28 vorgesehenen Lagerbolzen 32 und dem Lagerbolzen 39 verbunden ist, der sich von dem freien Ende des Tragstückes 37 erstreckt, das am oberen Ende eines der beiden gabelförmigen Eahmen 35 befestigt ist, bewirkt ein Hin- und Herschwenken der beiden gabelförmigen Eahmen 35 über einen Winkel X um die Achse der Welle 21. Infolgedessen wird der in Fig. 5 und 10 gezeigte, vertikal verschwenkbare Rahmen 4-8, der an den Wellen 47 befestigt ist, die einander ihre Enden zukehren und am unteren Ende der beiden gabelförmigen Eahmen 35 gelagert sind, gemeinsam mit der in der Hülse 49 gelagerten Schleifspindel 50 in einer horizontalen Ebene über einen Winkel ^L hin- und hergeschwenkt. Gleichzeitig rollt die Eolle 46 mit einem kleinen Spiel in dem Spalt C zwischen den Kurvenstücken 25 und 26, die in dem Kurvensteuerungsgehäuse 23 angeordnet sind,

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das an der Unterseite des Tragstückes 22 "befestigt ist, .das seinerseits am oberen Ende des hohlzylindrischen Gliedes 20 "befestigt ist, das sich von der Vorderseite des Querträgers 18 (Figo 5) anwärts erstreckt. Dabei wird die Rolle 46 mittels des Bolzens 45 verschwenkt, der sich von dem Tragstück 44 abwärts erstreckt, das oben an dem vertikal verschwenkbaren, L-förmigen Lenker 41 angebracht ist, der oben an dem Tragstück 40 schwenkbar gelagert ist, das an dem oberen Ende der beiden gabelförmigen Rahmen 35 befestigt ist. Infolge der Schwingbewegung der beiden Rahmen 35 bewegt sich daher die Rolle 46 in dem Spalt G zwischen den Kurvenstücken 25 "und 26 synchron mit der genannten Schwingbewegung um die Achse der Welle 21.

Die Kurvenstücke 25 und 26 sind so ausgebildet und angeordnet, dass der Krümmungsradius der Mittellinie des zwischen ihnen vorhandenen Spalts C in der Mitte desselben im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius der Schwingbewegung (200 mm) ist und in der Nähe der Enden des Spalts nur etwa die Hälfte des Krümmungsradius der Schwingteewegung (100 mm) beträgt. Mit Hilfe der Schrauben 24 sind die Kurtoenstücke derart feineingestellt, dass eine Verformung ausgeglichen wird, die auf die Schiefe der Schwingebene der Schleifscheibe zurückzuführen ist. Infolgedessen schwingt der L-förmige Lenker 41 horizontal, ohne dass er vertikal abgelenkt wird, wenn sich die Rolle 46 in jenem Teil des Spalts befindet, in dem der Krümmungsradius der Bewegung der Rolle gleich dem Krümmungsradius der Schwingbewegung der beiden Rahmen 35 ist. Wenn sich die Rolle jedoch einem Ende des Spalts C nähert, so dass der Krümmungsradius ihrer Bewegung etwa auf die Hälfte verringert wird, wird das obere Ende des L-förmigen Lenkers 41 in der Richtung des Pfeils P verschoben, so dass sich das vordere Ende des L-förmigen Lenkers 41 in der Richtung des Pfeils Q aufwärtsbewegt ₀

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Da der L-förmige Lenker 41 an seinem vorderen Ende mit dem Zylinder des pneumatischen Kolbentriebes 43 verbunden ist, der den Schleifdruck steuert und der durch den Lenker 60 mit dem oberen Ende des Tragstückes 58 verbunden ist, das an dem oberen Teil der Vorderseite der Hülse 49 befestigt ist, welche die Schleifspindel 50 aufnimmt (Fig. 11), bewirkt die Aufwärtsbewegung des L-förmigen Lenkers 41, dass sich auch die Schleifscheibe 50 um die Achse der den Rahmen 48 tragenden V/ellen 47 aufwärtsbewegt. Dadurch wird die Schleifscheibe 52 glatt von der Oberfläche des 7/erkstückes W abgehoben und entsteht am Umkehrpunfct der Schwingbewegung der Schleifscheibe keine unebene Stelle.

He Periode der Schwingbewegung ist verhältnismäßig kurz (etwa 1 Sek.), und der pneumatische Kolbentrieb 45 zur Steuerung des vorexngestellten Schleifdruckes kann nicht auf schnelle, sondern nur auf langsame Druckveränderungen ansprechen, d.h. nur auf jene Druckveränderungen, die auf eine starke Verformung des Werkstückes W oder auf die Abnutzung der Schleifscheibe 52 zurückzuführen sind. Daher kann mit konstantem Schleifdruck geschliffen werden.

Nach dem Abschleifen einer fehlerhaften .Stelle wird mittels des Ilubzylinders 16 die Schleif einheit gehoben und wird sie dann an die nächste fehlerhafte Stelle bewegt. Zu diesem Zweck v/erden der Längs- und de:c '^uerantrieb auf den iilgang umgeschaltet. Die nächste fehlerhafte ,Stelle wird dann ebenfalls in der vorstehend beschriebenen '..eise abgeschliffen.

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Claims

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Patentansprüche:

Verfahren zum Schleifen von Oberflächenteilen mit einer Schleifscheibe, der eine Schwingbewegung erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe an den Umkehrpunkten ihrer Schwingbewegung von dem Werkstück abgehoben und wieder an das Y/_erkstück angestellt wird, so dass eine von Unebenheiten freie glatte geschliffene Fläche erhalten wird, wobei der Schleifdruck auch bei der Bearbeitung von stark verformten Werkstücken und trotz der Abnutzung der Schleifscheibe konstantgehalten wird.
2. Vorrichtung zum Schleifen von Oberflächenteilen von dicken Platten, gekennzeichnet durch zwei in großem Abstand voneinander parallel angeordneten Schienen, die einen längs der Schienen bewegbaren, portalartigen "Jagen tragen, der einen Querträger aufweist und eine Schleifeinheit trägt, die längs des Querträgers querbewegbar ist und einen ortsfesten Rahmen besitzt, auf dem ein zweiter Querträger beweglich gelagert ist, an dessen Vorderseite in der Mitte ein hohlzylindrisches Glied befestigt ist, in dem eine Welle drehbar gelagert ist, an deren unterem Ende zwei abwärtsgerichfcete gabelförmige Rahmen befestigt sind, mit deren unteren Enden ein vertikal verschwenkbarer Rahmen verbunden ist, an dessen vorderem Teil eine Lagerhülse befestigt ist, in der eine Schleifspindel drehbar gelagert ist, die eine Schleifscheibe trägt, durch einen Schwingantrieb, der dazu dient, den beiden gabelförmigen Rahmen eine Schwingbewegung um die Achse der "Jelle zu erteilen, durch Kurvenstücke, die einen Spalt bilden und an der Unterseite eines Trägstücks befestigt sind, das am oberen Ende des die V/elle enthaltenden, zylindrischen Gliedes befestigt ist, und durch eine Rolle, die längs des von den Kurvenstücken begrenzten Spalts rollen kann und drehbar am

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oberen Ende eines vertikalverschwenkbaren L-förmigen Hebelspgelagert ist, der schwenkbar mit dem oberen Ende der beiden gabelförmigen Rahmen verbunden ist, wobei das andere Ende des vertikal verschwenkbaren Lenkers durch einen pneumatischen Kolbentrieb mit der Vorderseite der Oberseite der Lagerhülse in deren vorderem Teil verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der Bewegung der Mitte der Rolle, die in dem von den Kurvenstücken begrenzten Spalt rollt, in der Mitte dieses Spalts im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius der Schwingbewegung ist und zu den einander entgegengesetzten Enden des Spalts hin kleiner wird, und dass die Rolle durch den vertikal verschwenkbaren, L-förmigen Lenker und den pneumatischen Kolbentrieb mit der Lagerhülse für die Schleifspindel verbunden ist.
4. Vorrichtung zum Schleifen von Teilen von Oberflächen von dicken Platten, gekennzeichnet durch eine Kurvensteuerung, die zu einer Vertikalbewegung befähigt ist, die mit der Schwingbewegung einer mit verhältnismäßig hoher Frequenz schwingenden Schleifspindel synchronisiert ist, wobei die Kurvensteuerung mit einem pneumatischen Kolbentrieb versehen ist, der nur eine relativ langsame Ausfahr- und Einzugsbewegung ausführen kann.

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