DE2519343C3

DE2519343C3 - Maschine zum Ausschleifen von Oberflächenfehlern

Info

Publication number: DE2519343C3
Application number: DE2519343A
Authority: DE
Inventors: Tetsuro Nagoya Aichi Oshimi (Japan)
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1974-05-02
Filing date: 1975-04-30
Publication date: 1980-01-17
Also published as: JPS50143191A; DE2519343A1; US4018013A; DE2519343B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Ausschleifen von Oberflächenfehlern an ebenen Halbfabrikaten, wie Grobbleche, Brammen oder Knüppel, mit einer über dem auf einem ortsfesten Tisch horizontal aufspannbaren Werkstück auf Schienen geradlinig horizontal verfahrbaren Brücke, einem auf der Brücke quer zur Bewegungsrichtung der Brücke horizontal verfahrbaren Wagen, einem von dem Wagen getragenen, in einer Führung vertikal verschiebbaren, mittels einer vertikalen Welle drehbaren und um eine horizontale Achse schwenkbaren Schleifaggregats, dessen Schleifspindel horizontal angeordnet ist und eine Umfangsschleifscheibe trägt.

Eine Maschine dieser Art ist aus der US-PS 31 56 072 bekannt. Bei dieser Maschine resultiert aus der Schwenkbewegung des Schleifaggregates um eine horizontale Achse zwangsweise eine Vertikalbewegung der Schleifscheibe auch beim Eintauchen und beim Herausfahren, so daß man keinen sehr glatten Übergang zwischen der bearbeiteten Werkstückober-ί fläche und den unbearbeiteten angrenzenden Flächen erhält. Zudem ist die dort vorgesehene pneumatische Steuerung der Bewegungen des Schleifaggregates kompliziert und erfordert viele Steuerventile und dergleichen. Desweiteren sind in der US-PS 31 56 072

κι keine Maßnahmen beschrieben, die das Ausschleifen von Oberflächenfehlern an ebenen Werkstücken bei möglichst geringer Schleiftiefe sicherstellen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art

ij derart weiterzubilden, daß die für die jeweilige Schleiftiefe maßgebliche Schwenkbewegung des Schleifaggregates um seine horizontale Schwenkachse weitgehend beliebig steuerbar ist. Insbesondere sollen die Vertikalbewegung und die horizontale Schwenkbe wegung des Schleifaggregates einander direkt zugeord net werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Maschine zum Ausschleifen von Oberflächenfehlern der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Schleifaggregat über seine horizontale Schwenkachse in einer Gabel gelagert ist, mit deren Gäbelkopf die vertikale Welle drehfest verbunden ist, daß das Schwenken des Schleifaggregates mittels eines von einem Getriebemotor angetriebenen und an der Gabel

to angreifenden Kurbelgetriebes erfolgt und daß das Schwenken des Schleifaggregates um die horizontale Achse mittels eines um eine am Gabelkopf gelagerte horizontale Achse schwenkbaren Winkelhebels erfolgt, dessen eines Ende am schleifscheibenseitigen Ende des

}■> Schleifaggregates angelenkt ist und dessen anderes Ende eine Rolle trägt, die in einer Nut einer am Lagergehäuse der Welle befestigten Kurvenschablone eingreift.

Die erfindungsgemäße Maschine ermöglicht, daß die

-to im bekannten Fall aus der Schwenkbewegung des Schleifaggregates um eine horizontale Achse resultierende Vertikalbewegung der Schleifscheibe teilweise und insbesondere zwischen dem vertikalen Eintauchen und dem Herausfahren der Schleifscheibe in das bzw.

·*> aus dem Werkstück unterdrückt werden kann. Somit entsteht bei der aus der horizontalen Schwenkbewegung des Schleifaggregates resultierenden Vertikalbewegung der Schleifscheibe ein Bereich, in dem die Schleifscheibe keine Vertikalbewegung ausführt und

w damit nicht unnötig tief in das Werkstück hineinschleift. Ferner kann man aufgrund der Steuerbarkeit der Vertikalbewegung der Schleifscheibe einen glatten und kontinuierlichen Übergang zwischen der ausgeschliffenen Werkstückoberfläche und den unbearbeiteten

v> angrenzenden Flächen herstellen. Außerdem kann die zum Ausschleifen von Oberflächenfehlern benötigte Fläche am Werkstück enger begrenzt werden, so daß mit geringerer Schleifarbeit und kürzeren Schleifzeiten die Oberflächenfehler ausreichend gut beseitigt werden.

"0 Da schließlich das Schwenken des Schleifaggregates mittels eines um eine horizontale Achse schwenkbaren Winkelhebels erfolgt, dessen eines Ende mit dem Schleifaggregat gelenkig verbunden ist und dessen anderes Ende über eine Rolle in die Kurvenschablone

M eingreift, sind die Bewegungen des Schleifaggregates mechanisch unmittelbar voneinander abhängig, so daß sehr einfach und schnell Verstellungen durchführbar sind. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Maschine

ohne große Umrüstzeiten schnell auf die Bearbeitung von Werkstücken mit unterschiedlicher Oberflächengüte umgestellt werden.

Um eine gleichbleibende Schnittiefe am Werkstück sicherzustellen, ist die Nut der Kurvenschablone in ihrem mittleren Bereich kreisbogenförmig ausgebildet, wobei der Radius mindestens angenähert dem Abstand der Umfangsscheibe von der Achse der Welle entspricht

Um die Kurvenschablone rasch auswechseln zu können, kann sie aus einem Trägerkörper und zwei an ihm einstellbar befestigten komplementären Teilschablonen zusammengesetzt sein, die zwischen sich die Nut bilden.

Um ferner den vertikalen Bewegungsverlauf der Schleifscheibe in Grenzen auch ohne Auswechseln der Teilschablonen beeinflussen zu können, sind diese vorzugsweise aus je zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilstücken zusammengesetzt

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Äusführungsbeispiei näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 den Grundriß einer erfindungsgemäßen Maschine zum Ausschleifen von Oberflächenfehlern,

F i g. 2 die Vorderansicht der Maschine,

F i g. 3 eine Seitenansicht der Maschine,

Fig.4 eine vergrößert dargestellte und teilweise aufgebrochene Ansicht des Schlittens für die Höheneinstellung des Schleifaggregates,

F i g. 5 eine Seitenansicht des Schleifaggregates und der Kurvenschablone,

Fig. 6 den Grundriß der Kurvenschablone in vergrößertem Maßstab,

F i g. 7 ausschnittsweise die Vorderansicht eines Getriebemotors mit nachgeschaltetem Kurbelgetriebe zum Schwenken des Schleifaggregates um eine vertikale Achse,

F i g. 8 den Grundriß der Einzelheit aus F i g. 7,

F i g. 9 die Einzelheit aus F i g. 7 in einer Seitenansicht, und

F i g. 10 den Grundriß des die Schleifscheibe und ihre Lagerung tragenden Rahmens in teilweise geschnittener Darstellung.

Die in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Maschine 1 zum Ausschleifen von Oberflächenfehlern an ebenen Halbfabrikaten, wie Grobbleche, Brammen oder Knüppel, weist eine Brücke 6 mit Räderpaaren 3 und 3' auf. Die Räder sind beidseitig der Brücke 6 angeordnet und rollen jeweils auf parallelen Schienen 2,2' ab, die sich in Längsrichtung erstrecken und in großem Abstand voneinander angeordnet sind. Auf den Schienen 2 und 2' ist die Brücke 6 geradlinig horizontal verfahrbar. Die Brücke 6 umfaßt Seitenrahmen 4 und 4' die ungefähr in ihrer Mitte durch einen horizontalen Querträger 5 verbunden sind. In dem Rahmen 4 ist auf der in Fi g. 1 und 2 gezeigten linken Seite ein Antriebsmotor 7 montiert, der eines der Räder 3 und über eine Welle 8 auch eines der Räder 3' antreibt und damit die Brücke 6 im Eil- und Langsamgang bewegen kann. Der Querträger 5 ist mit Schienen 9 versehen, die sich längs seiner vier Kanten erstrecken. Auf den Schienen 9 ist ein Wagen 10 quer zur Bewegungsrichtung der Brücke 6 horizontal verfahrbar. In dem Seitenrahmen 4 der Brücke 6 ist ein Antriebsmotor 11 für die horizontale Vc-rfahrbewegung des Wagens 10 vorgesehen, der den Wagen 10 über eine Kette 12 im Eil- und Langsamgang bewegen kann.

Der Wagen 10 umfaßt eine Grundplatte 13, in der

Rollen gelagert sind, die sich längs der Schienen 9 horizontal bewegen. An der Grundplatte 13 ist ein Längsträger 14 befestigt, von dessen vorderen Ende sich ein Rahmen 15 abwärts erstreckt (vgl. F i g. 4 und 5). Der Rahmen 15 trägt in der Mitte einen Zylinder eines stehenden Hubkolbentriebes 16 und an beiden Enden je eine von zwei parallel angeordneten vertikalen Führungen 17 für das Schleifaggregat Das Schleifaggregat umfaßt die mit den Bezugszeichen 48 bis 57 versehenen Bauteile. An den Führungen 17 ist ein vertikal bewegbarer Querträger 18 gelagert. Die Kolbenstange 19 des Hubkolbentriebes 16 ist an ihrem unteren Ende mit dem Querträger 18 im wesentlichen in seiner Mitte verbunden. An dem Träger 18 ist auf der Vorderseite der Kolbenstange 19 ein hohlzylindrisches Lagergehäuse 20 befestigt, in dem eine Welle 21 drehbar gelagert ist Am oberen Ende des Lagerhauses

20 ist ein Tragstück 22 befestigt, an dessen Unterseite ein kastenförmiger Trägerkörper 23 befestigt ist. In dem Trägerkörper 23 sind gemäß Fig.6 komplementäre Teiischabionen 25, 26 befestigt, zwischen denen sich eine Nut C bildet Zur Feineinstellung des Verlaufs der Nut C können die Teilschablonen 25, 26 mit Hilfe von Schrauben 24 verstellt werden. Die Nut C in der Kurvenschablone, die insgesamt mit 23 bis 26 bezeichnet ist, ist in ihrem mittleren Bereich kreisbogenförmig ausgebildet und besitzt einen Krümmungsradius von ungefähr 200 mm, was angenähert dem Abstand der Umfangsschleifscheibe 52 von der Achse der Welle 21 entspricht. An den Enden beträgt der Radius der Nut C etwa die Hälfte des vorgehend genannten Radius, wie zum Beispiel 100 mm.

Nach Fig.7, 8 und 9 ist auf der Vorderseite des Querträgers 18 eine Konsole 27 befestigt, auf deren Oberseite ein Getriebemotor für das Schwenken des Schleifaggregates 48 bis 57 angebracht ist. Der Getriebemotor umfaßt einen Antriebsmotor 28 und ein Untersetzungsgetriebe 29. Die Antriebswelle des Getriebemotors 28, 29 ist mit 30 bezeichnet, an deren unterem Ende eine Kurbelscheibe 31 befestigt ist. Diese wird von einem Lagerbolzen 32 durchzogen, der an der Kurbelscheibe 31 befestigt ist. Mit dem unteren Teil der Welle 21 ist mittels einer Paßfeder 34 ein auf der Welle

21 sitzender Gabelkopf 33 drehfest verbunden, der Teil einer befestigt sich abwärts erstreckenden und an ihren unteren Enden je ein Lager 36 tragenden Gabel 35 ist. An der Oberseite der Gabel 35 ist in der Nähe der Welle 30 des insgesamt mit 31, 32, 37, 38, 39 bezeichneten Kurbelgetriebes ein Tragstück 37 desselben befestigt, das einen Lagerbolzen 38 trägt, der sich von dem freien Ende des Tragstückes 37 aufwärts erstreckt und mit dem Lagerbolzen 32 durch ein verstellbares Kopplungsstück 39, wie r-um Beispiel ein Spannschloß, verbunden ist.

An der oberen Seite der Vorderfläche der Gabel 35 ist im wesentlichen in ihrer Mitte mit Schrauben ein Tragstück 40 befestigt, an dessen oberem Ende ein um eine horizontale Achse 42 vertikal schwenkbarer Winkelhebel 41 gelagert ist. Der vorwärts gerichtete Schenkel des Winkelhebels 41 ist an seinem vorderen Ende schwenkbar mit dem Zylinder einer pneumatischen Kolbenzylindereinheit 43 zum Erzeuger: des erforderlichen Schleifdrucks verbunden. An dem oberen Ende des aufwärts gerichteten Schenkels des Winkelhebels 41 ist eine horizontale Konsole 44 befestigt, von der sich ein Bolzen 45 aufwärts ungefähr in der Mitte derselben erstreckt, der eine Rolle 46 trägt, die einen etwas geringeren Durchmesser als die Breite der Nut C zwischen den Teilschablonen 25 und 26 nach F i g. 6 hat

und in die Nut C der Kurvenschablone 23 bis 26 eingreift.

In Fig. 5 ist die horizontale Schwenkachse 36' des Schleifaggregates 48 bis 57 an dem Wagen IO als Mittelpunkt des Lagers 36 eingetragen, das an den finden der Gabel 35 jeweils vorgesehen ist.

Gemäß Fig. 5 und 10 ist an den Enden der Gabel 35 mittels Zapfen 47 ein Rahmen 48 gelagert. An dem Rahmen 48 ist eine Lagerhülse 49 befestigt, die sich in seiner Längsrichtung erstreckt und in der eine Schleifspindel 50 gelagert ist. Am inneren Ende der Schleifspindel 50 ist eine Riemenscheibe 51 befestigt. Am ätiöeren Ende der Schleifspindel 50 ist eine Umfangsschleifscheibe 52 lösbar angebracht. Die Lagerhülse 49 ist mit einer Schutzhaube 53 verschen, die mittels eines Scharnieres 54 am äußeren Ende der Hülse 49 befestigt ist und mit Hilfe des Scharnieres 54 geöffnet und geschlossen werden kann. Die Schutzhaube 53 ist an

scheibe 51 ist über einen nicht gezeigten endlosen Treibriemen mit der Riemenscheibe 57 eines Schleifscheibenantriebsmotors 56 verbunden, der im unteren Teil des in F i g. 3 gezeigten Schleifaggrcgates 48 bis 57 an dem Wagen 10 montiert ist, der das Schlcifaggregat 48 bis 57 trägt.

Am oberen Teil der Lagerhülse 49 ist in der Nähe ihres vorderen Endes mit Schrauben ein Winkelstück 58 befestigt, an dem mittels eines Hebels 60 die Kolbenstange 59 der Kolbenzylindereinheit 43 angelenkt ist. Gemäß Fig. I, 2 und 3 weist der Wagen 10 ferner einen Sitz 61 für eine Bedienungsperson, eine elektrische Steuereinheit 62, eine Steuereinrichtung 63 für die Druckluft und einen Staubabscheider 64 mit einem Schlauchfilter auf. Der Staubabscheider 55 ist über einen Schlauch 65 mit dem Staubabscheider 64 verbunden. In dem Rahmen 4' der Brücke 6 ist eine Konsole 66 befestigt, auf der ein Kompressor 67 montiert ist. Elektrische Leitungen und Schlauchleitungen sind zu je einem Leitungsstrang 72 bzw. 71 zusammengefaßt. Die Leitungsstränge 71, 72 sind mit Hilfe von Ringen 70 an einem Drahtseil 69 aufgehängt, das zwischen .Stützen 68 gespannt i«l Hie auf entgegengesetzten Seiten der Brücke 6 aufrecht stehen.

Damit der untere Teil der Umfangsschleifscheibe 52 im wesentlichen direkt über einen nicht gezeigten Oberflächenfehler des auf einem ortsfesten Tisch A horizontal aufgespannten Werkstückes Wbewegt wird, schaltet die auf dem Sitz 61 sitzende Bedienungsperson den Antriebsmotor 7 für die Bewegung der Brücke 6 und den Antriebsmotor 11 zur Bewegung des Wagens 10 längs des Querträgers 5 ein, so daß die Brücke 6 und der Wagen 10 im Eilgang bewegt werden (20 m/Min.). Danach werden der Staubabscheider 64 und der Kompressor 67 eingeschaltet und die Umfangsschleifscheibe 52 ist durch den Schleifscheibenantriebsmotor 56 angetrieben. Mit Hilfe des Hubkolbentriebs 16 wird dann das Schleifaggregat 48 bis 57 abgesenkt und die Bewegung der Brücke 6 und des Wagens 10 wird auf den langsamen Gang umgeschaltet, so daß die Geschwindigkeit nunmehr nur noch I m/Min, beträgt. Das Ausschleifen des Oberflächenfehlcrs erfolgt während einer Schwenkbewegung des Schlcifaggrcgales 48 bis 57 sowohl um die horizontale Schwenkachse 36' als auch -. die Achse, der vertikalen Welle 21, wobei die Umfangsschleifscheibe 52 fest gegen die Stelle mit dem Oberflächenfehlcr angedrückt wird. Der vorangestellte Schleifdruck wird beibehalten und die Umfangsschleifscheibe 52 führt eine Pendelbewegung um den

to Mittelpunkt des Oberflächenfehlcrs des, ebenen Halbfabrikates Wals Werkstück aus. Das Schwenken um die Achse der vertikalen Welle 21 erfolgt dabei mit Hilfe des Getriebemotors 28,29, der die Kurbelscheibe 28 des Kurbelgetriebes 31 bis 39 antreibt. Da das Kurbelgetriebe 31,32, 37,38,39 an der Gabel 35 angreilt, wird somit die Gabel 35 und damit auch der in Fig. 5 und 10 gezeigte vertikal schwenkbare Rahmen 48 des Schlcifaggregates 48 bis 57 gemeinsam mit der in der Lagi-riiüist: 49 gelagerien Schleifspindel 5ö und der daran angebrachten Umfangsschleifscheibe 52 in einer horizontalen Ebene um einen Winkel α hin- und hergeschwenkt. Gleichzeitig rollt die Rolle 46 unter Einhaltung eines kleinen Spieles in der Nut Czwischen den Teilschablonen 25 und 26 der Kurvenschablone 23 bis 26 ab. Dabei verschwenkt die Rolle 46 mittels des Bolzens 45, der sich von der Konsole 44 abwärts erstreckt, den um die horizontale Achse 42 schwenkbar gelagc/.en Winkelhebel 41 und erzeugt damit die genannte Schwenkbewegung um die horizontale

in Schwenkachse 36', weil der Winkelhebel 41 seinerseits an dem am Gabelkopf 33 befestigten Tragstück 40 schwenkbar gelagert ist.

Sind die Teilschablonen 25, 26 so ausgebildet und angeordnet, daß die Nut C in ihrem mittleren Bereich

J5 kreisbogenförmig ausgebildet ist, wobei der Radius angenähert dem Abstand der Umfangsschleifscheibe 52 von der Achse der Welle 1 entspricht, schwenkt der Winkelhebel 41 horizontal, ohne daß er vertikal abgelenkt wird. Wenn sich jedoch die Rolle 46 einem

•»ο Ende der Nut C nähert, an dem der Krümmungsradius der Nut Cnur ungefähr halb so groß ist, wird das obere

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verschoben, so daß das vordere Ende des Winkelhebels 41 sich in Richtung des Pfeiles (^aufwärts bewegt.

**> Die Zeitdauer der Schwenkbewegung ist verhältnismäßig kurz und beträgt etwa eine Sekunde. Der pneumatische Kolbentrieb 43 zur Regelung des Schleifdruckes kann jedoch nicht auf schnelle, sondern nur auf langsame Druck veränderungen ansprechen, d. h.

nur auf jene Druckveränderungen, die auf eine starke Verformung des Werkstückes W oder auf die Abnutzung der Umfangsschleifscheibe 52 zurückzuführen sind. Dadurch entsteht am Umkehrpunkt der Schwenkbewegung der Umfangsschleifscheibe 52 ein kontinuierlicher und ebener Übergang von bearbeiteter und unbearbeiteter Werkstückfläche und ist ein Ausschleifen der Oberflächenfehler mit konstantem Schleifdruck möglich.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Maschine zum Ausschleifen von Oberflächenfehlern an ebenen Halbfabrikaten, wie Grobbleche, Brammen oder Knüppel, mit einer über dem auf einem ortsfesten Tisch horizontal aufspannbaren Werkstück auf Schienen geradlinig horizontal verfahrbaren Brücke, einem auf der Brücke quer zur Bewegungsrichtung der Brücke horizontal verfahrbaren Wagen, einem von dem Wagen getragenen, in einer Führung vertikal verschiebbaren, mittels einer vertikalen Welle drehbaren und um eine horizontale Achse schwenkbaren Schleifaggregat, dessen Schleifspindel horizontal angeordnet ist und eine Umfangsschleifscheibe trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifaggregat (48 bis 57) über seine horizontale Schwenkachse (36') in einer Gabel (35) gelagert ist, mit deren Gabelkopf (33) die vertikale Welle (21) drehfest verbunden ist, daß das Schwenken des Schleifaggregates (48 bis 57) mittels eines von einem Getriebemotor (28, 29) angetriebenen und an der Gabel (35) angreifenden Kurbelgetriebes (31, 32, 37, 38, 39) erfolgt und daß das Schwenken des Schleifaggregates (48 bis 57) um die horizontale Achse (36') mittels eines um eine am Gabelkopf (33) gelagerte horizontale Achse (42) schwenkbaren Winkelhebels (41) erfolgt, dessen eines Ende am schleifscheibenseitigen Ende des Schleifaggregates (48 bis 57) angelenkt ist und dessen anderes Ende eine Rolle (46) trägt, die in eine Nut (C) einer ar.i Lagergehäuse (20) der Welle (21) befestigten Kurvenschablone (23 his 26) eingreift.

Z Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (C) der Kurvenschablone (23 bis 26) in ihrem mittleren Bereich kreisbogenförmig ausgebildet ist, wobei der Radius mindestens angenähert dem Abstand der Umfangsschleifscheibe (52) von der Achse der Welle (21) entspricht

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenschablone (23 bis 26) aus einem Trägerkörper (23) und zwei an ihm einstellbar befestigten komplementären Teilschablonen (25, 26) zusammengesetzt ist, die zwischen sich die Nut (C) bilden.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschablonen (25, 26) aus je zwei gelenkig miteinander verbundenen Teilstücken zusammengesetzt sind.