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Schleifvorrichtung für die Axial-
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flächen von Ringen, insbesondere Kolbenringen.
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Die Erfindung betrifft eine Schleifvorrichtung für die Axialflächen
von Ringen, insbesondere Kolbenringen, bestehend aus einem eine angetriebene Schleifspindel
mit einer Ufangsschleifscheibe lagernden Schleifbock auf einem in Richtung der Schleifepindel
verschiebbaren Schleiftisch, einer senkrecht zu dieser Verschiebungerichtung relativ
zur Umfangeschleifecheibe zustellbaren angetriebenen Werketückepindel mit einer
Spannvorrichtung zur konzentrischen Halterung des zu achleifinden Ringes, und aus
einem zur Zntgratung der Ringkante dienenden Schleifwerkzeug, das axial vor der
Umfangechleifecheibe in einet vom Durchmesser des zu
schleifenden
Ringes bestimmten Abstand an einem auf dem Schleiftisch angeordneten Support gehalten
ist, mittels dem es schräg zur Achse der Schleifapindel gegen den Ring verstellbar
und quer über die zu entgratende Ringkante bewegbar ist.
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Derartige Schleifvorrichtungen sind aus der DT-GbmS 7 322 733 bekannt.
Bei ihnen ist das Schleifwerkzeug ein Schleifstab mit gegenüber der Stablängsachse
schräg stehender, in Verstellrichtung des Supporttisches verlaufender ebener Schleiffläche
oder eine angetriebene Umfangsschleifscheibe mit in der Zustellrichtung des Supporttisches
liegender Scheibenachse. In allen Fällen ist der Abstand zwischen dem der Entgratung
dienenden Schleifwerkzeug und der Umfangsschleifscheibe bei Entgraten der inneren
Ringkante in der Regel kleiner als der lichte Ringdurchmesser, so daß das Schleifwerkzeug
mit seiner Arbeitsfläche den umlaufenden Ring von innen nicht berühren kann, solange
die Umfangsschleifscheibe noch die Axialfläche des Ringes an der dem Schleifwerkzeug
diametral gegenüberliegenden Stelle bearbeitet. Erst wenn nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges
der Umfangsschleifscheibe
diese durch entsprechende Verschiebung
des Schleiftisches weiter zur Ringachse hin verstellt wird, greift das Schleifwerkzeug
an der zu entgratenden inneren Ringkante an und hebt mit seiner Arbeitsfläche den
Schleifgrat ab. Ist dagegen die äußere Ringkante zu entgraten, so ist sinngemäß
der Abstand zwischen dem der Entgratung dienenden Schleifwerkzeug und der Umfangaschleifscheibe
Jedenfalls größer als der äußere Ringdurchmesser. Abgesehen von der Supportbewegung
des Schleifwerkzeuges in Richtung seiner Arbeitsfläche führen daher sowohl der Schleifbock
mit der Umfangsschleifscheibe als auch der Support mit dem Schleifwerkzeug stets
dieselben Bewegungen, nämlich die des Schleiftisches aus, so daß der Wechsel zwischen
der Bearbeitung der axialen Ringfläche durch die Umfangsschleifscheibe einerseits
und der Entgratung der Ringkante durch das Schleifwerkzeug andererseits allein durch
die Verstellung des Schleiftisches erfolgt. Das setzt aber voraus, daß das für die
Entgratung vorgesehene Schleifwerkzeug sich mindestens gleich wie die für die Bearbeitung
der axialen Ringfläche vorgesehene Umfangsschleifecheibe abnützt. Denn erst das
geringere Abnützungsverhalten der Umfangsechleifecheibe gegenüber
dem
der Entgratung dienenden Schleifwerkzeuge ermöglicht es, die durch Schleifarbeit
und Abrichten bedingte Abnutzung der Umfangsschleifscheibe gleich der allein durch
die Entgratung entstehenden Abnützung des Schleifwerkzeuges zu wählen, so daß es
genügt, nur die Umfangsschleifecheibe zwischen der Bearbeitung aufeinander folwender
Ringe an einer geeignet angeordneten Abrichtvorrichtung abzurichten.
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Derartige Schleifvorrichtungen können den Nachteil zeigen, daß das
tntgratungsergebnis von Ring zu Ring schwankt, also einige Ringe einwandfrei entgratet
werden, bei anderen Ringen aber der Grat stehen bleibt oder nur unvollständig entfernt
wird, obwohl die Umfangeschleifscheibe ständig entsprechend dem zur Entgratung verwendeten
Schleifwerkzeug abgerichtet wird. Insbesondere kann es geschehen, daß der vom Schleifwerkzeug
nur abschnittsweise g löst- Schleifgrat sich lockenartig aufwickelt und mit einem
Ende an der Ringkante hängen bleibt. Darüber hinaus kann sich beim Zurückfahren
des Schleifwerkzeuges neuer Grat bilden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleifvorrichtung
der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß die genannten Nachteile
vermieden werden, also insbesondere eine vollständige Ablösung des Schleifgrates
erfolgt und eine von Ring zu Ring gleichmäßig gute vollständige Entgratung gewährleistet
ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Schleifwerkzeug
eine Metalldrahtbürste mit einem um eine Achse drehbaren angetriebenen Bürstenkörper
und im wesentlichen radialer Drahtanordnung ist, und daß die Bürste derart auf dem
Supportschlitten gelagert ist, daß bei der Supportverstellung die von den freien
Enden der Bürstendrähte gebildete Bürstenumfangsfläche die zu entgratende Ringkante
überstreicht.
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Überraschenderweise kann durch Verwendung einer solchen Bürste an
Stelle eines Schleifwerkzeuges ein absolut sicheres Entgratungsergebnis an Jedem
Ring erreicht werden. Die Bürste löst nicht nur den Schleifgrat ab und verhindert
das Hängenbleiben lockenartig aufgewickelter Schleifgratabschnitte an der Ringkante,
sondern die Drähte der Bürste besitzen auch eine gewisse elastische Nachgiebigkeit,
durch die es möglich ist, Toleranzen im Ringdurchmesser, insbesondere im Innendurchmesser
des
vorbearbeiteten Kolbenringes aufzufangen, so daß die Bürste
unabhängig von solchen Toleranzen immer in der für eine einwandfreie vollständige
Entgratung erforderlichen Weise gegen die zu entgratende Ringkante angestellt ist.
Darüber hinaus kann die Bürste wegen dieses elastischen Verhaltens ohne weiteres
Unterschiene im Abnürzungsverhalten gegenüber der die axiale Ringfläche bearbeitenden
Umfangs schleifsche ibe ausgleichen, so daß für die Drähte der Bürste auch Metalle
verwendet werden können, die eine langsamere Abnutzung der Bürste als der Umfangsechleifecheibe
zur Folge haben.
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Sind die Drähte der Bürste vergleichsweise hart und wird die Umfangsschleifscheibe
entsprechend der Umfangsfläche der Drahtbürste abgerichtet, so kann die Bürste achse
im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung des Supporttisches ausgerichtet sein.
Denn dann wird der Schleifgrat an der Ringkante von der Drahtbürste bereits entfernt,
ohne daß die Ringkante selbst merklich in die Umfangefläche der Drahtbürste eindringen
müßte. Beschädigungen der zuvor durch die Umfangsschleifscheibe bearbeiteten axialen
Ringfläche durch die Drahtbürste sind dann nicht zu befürchten. Sind aber größere
Durchmessertoleranzen aufzufangen, ist also zumindest bei einigen
Ringen
mit einem tieferen Eintauchen der Ringkante in die Bürstenumfangsfläche zu rechnen
und/oder sind die Bürstendrähte vergleichsweise weich, so ist in bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung die Bürstenachse gegenüber der Verstellrichtung des Supportschlittens
um eine zu dieser Verstellrichtung und zur Verschiebungsrichtung des Schleiftisches
senkrechte Achse schwenkbar, und zwar in Richtung zur Ringachse hin. Die Einstellung
der Bürstenachse erfolgt dann so, daß die Bürstenachse mit der Verstellrichtung
des Supportes und letztere mit der Ringachse Winkel bilden, bei welchen die Enden
der Bürstendrähte ohne sonstige Ringberührung mit ihrer Seite gegen die Ringkante
anlaufen und unter geringfügiger Verfomung entgegengesetzt zur Vorschubrichtung
der Bürste über die Ringkante hinweggezogen werden.
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Dadurch wird die Gefahr ausgeschlossen, daß die Drähte den Ring auch
an seiner zuvor geschliffenen axialen Ringfläche oder an seiner an die zu entgratende
Ringkante anschließenden Umfangafläche berühren. Allerdings ist dann die Bürste
bei ihrem Rücklauf von der Ringkante soweit abzustellen, daß keine Ringberührung
mehr möglich ist. Die Bürste selbst kann scheiben- oder zylinderförmig ausgebildet
sein. Jedoch empfiehlt sich insbesondere dann,
wenn die Bürstenachse
mit der Zustellrichtung des Supportschlittens einen Winkel bildet, eine im wesentlichen
kegelstumpfförmige Bürste, wobei der halbe Öffnungswinkel des Kegels etwa gleich
dem Winkel zwischen der Bürstenachse und der Verstellrichtung des Supportschlittens
ist. In diesem Fall sind in Axialrichtung der Bürste gesehen alle Drähte in gleicher
Weise am Entgratungsvorgang beteiligt, während bei einer zylinderförmigen Bürste
im wesentlochen nur die zuerst an die Ringkante anlaufenden Drähte die Entgratung
bewirken und die axial dahinter liegenden Drähte erst nach Abnutzung der vor ihnen
liegenden Drahts wirksam worden, Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung
dargestellten AustUhrungsformen näher erläutert; es zeigend Fig. 1 eine Draufsicht
auf die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung in schematischer
Darstellung, Fig. 2 die gegenseitige Anordnung der zur Entgratung dienenden Drahtbürste
und des zu entgratenden Ringes in einer gegenüber Fig. 1 vergrößerten schematischen
Darstellung,
Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 mit einer anderen
Ausführungsform der zur Entgratung dienenden Drahtbürste.
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In den Figuren ist der an seiner axialen Ringfläche la zu schleifende
und an seiner Innenkante Ib anschließend zu entgratende Kolbenring mit 1 bezeichnet.
Die axiale Ringfläche la ist gegen die Ringebene 2 um einen Winkel von 70 - 80 konisch
nach innen geneigt, wie es beispielsweise bei Kolbenringen für Dieselmotoren der
Fall ist.
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Die Schleifvorrichtung besteht aus einem auf einem nicht dargestellten
Maachinenbett in Richtung des Pfeiles 4 hin- und herverschiebbaren Schleiftisch
3, der einen Schleifbock 3 trägt, in dem eine angetriebene Schleifspindel 6 mit
zur Verschiebungsrichtung des Schleifbockes 3 paralleler Schleifspindelachse 6a
gelagert ist.
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Die Schleifepindel 6 trägt an ihrem vorderen Ende eine oder mehrere
Umfangeschleifecheiben 7 gegebenenfalls verschiedener Körnung zur Bearbeitung der
axialen Ringfläche la. Senkrecht zur Verschiebungerichtung 4 des Schleifbockes 3
bzw. des Schleiftieches 3 ist ein Werkstückspinde1#tock 8 zustellbar, in dem die
angetriebene Werkstückspindel 9 gelagert ist, die an ihrem vorderen Enden eine in
Fig. i: nur schematisch angedeutete Spannvorrichtung
10 in Form
eines Spannfutters oder dgl.
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trägt, in dem der zu bearbeitende Kolbenring 1 mit im einzelnen nicht
dargestellten Spannmitteln mit seiner Ringachse 9a zentrisch zur Werkstückspindelachse
eingespannt werden kann, so daß seine Ringfläche la der Bearbeitung durch die Schleifscheiben
7 zugänglich ist. Der Werkstückspindelstock 8 ist in einer ebenfalls nicht dargestellten
Führung in Richtung des Pfeiles 11 verschiebbar, beispielsweise über eine nicht
dargestellte Zustellwelle, die von Hand oder auf beliebige andere Weise motorisch
betätigt werden kann.
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Der Werkstückepindelstock 8 ist um eine zur Verschiebungerichtung
4 des Schleifbockes 3 und zur Zustellrichtung 11 des Verkstückspindelstockes senkrechte
Achse verschwenkbar, so daß die Werkstückspindel 9 gegen die Zustellrichtung 11
einen Winkel bilden kann, der dem gewünschten Neigungewinkel der Ringfläche la entspricht.
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Im Ausführungsbeispiel ist der Werkstückspindelstock 8 in Richtung
des Pfeiles 11 gegen die Schleifscheibe 7 veretellbar,'Jedoch kann selbstverständlich
statt dessen auch umgekehrt der Schleiftisch 3 in Richtung des Pfeiles 11 gegen
die Spannvorrichtung 10 verstellbar sein.
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Axial vor der Umfangsschleifscheibe 7 befindet sich in einem vom Durchmesser
des zu schleifenden Ringes 1 abhängigen Abstand eine Metalldrahtbürste 13 mit einem
um eine Achse 12 drehbaren angetriebenen Bürstenkörper 13a und im wesentlichen radialer
Drahtanordnung. Die Bürste 13 ist mit ihrem im Ausführungsbeispiel als Preßluftturbine
20 mit Druckluftzuführung 21 ausgebildeten Antrieb auf einem Support 13 gelagert,
der auf dem Schleiftisch 3 angeordnet ist. Der Supportschlitten 15a ist in Richtung
16 schräg zur Achse 6a der Schleifspindel 6 gegen den Ring 1 verstellbar, wobei
die Bürste 13 auf dem Supportschlitten 13a so gelagert ist, daß bei der Verstellung
des Supportschlittens die von den freien Enden der Bürstendrähte 13b gebildete Bürstenumfangefläche
14 die zu entgratende Ringkante lb quer überstreicht.
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Die Drahtbürste 13 mit ihrem Antrieb 20,21 ist an einem Werkzeughalter
17 befestigt, der um eine zur Verstellrichtung 16 des Supportechlittens 13a und
damit der Drahtbürste 13 und zur Verschiebungsrichtung 4 des Schleiftisches 3 senkrechte
Achse 18 drehbar und in seiner jeweiligen Drehatellung feststellbar auf dem
Supportechlitten
15a angeordnet ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Bürstenachse 12 gegenüber
der Zustellrichtung 16 des Supportechlittens 15a um die Achse 18 zu schwenken, und
zwar insbesondere in Richtung zur Ringachse 9a hin, wie dies die Figuren 2 und 3
erkennen lassen.
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Der Supportechlitten 15a ist an einem Supportführungsstück 23 geführt
und mittels einer in der Zeichnung nicht erkennbaren doppelseitig wirkenden Zylinder-Kolbenanordnung
hin- und herverstellbar, wobei die beiden Zylinderräume über die Anschlüsse 26 wahlweise
mit Preluft versorgt werden können. Das Supportführungsstück 23 seinerseits ist
zur Einstellung der Zustellrichtung 16 des Supportechlittens ebenfalls um die Achse
18 drehbar auf einem Kreuztisch 30231 gehalten und in der Jeweiligen gewünschten
Drehlage feststellbar. Der obere Schlitten 30 des Kreuztisches ist in einer Nut
des unteren Schlittens 31 geführt, wobei zur Feineinstellung eine Justierscbraube
40 dient, die axial unverechiebbar in einem mit einem Nutstein im unteren Schlitten
31 gebaltenen Lagerstück 42 geführt ist und mit ihrem Gewinde in ein entsprechendes
Muttergewinde des oberen Schlittens 30 eingreift. Der untere Schlitten 31 ist mit
einer Schwalbenschwanzführung
in Richtung der Schleifspindel 6
auf dem Schleiftisch 5 verschiebbar geführt und kann in seiner Jeweiligen Stellung
mittels einer Spannschraube 44 festgestellt werden, welche eine Führungsbacke 43
des unteren Schlittens 31 gegenüber der Führungsleiste 46 des Schleiftisches 3 verklemmt.
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Im Ergebnis besteht die in Figur 1 dargestellte Möglichkeit, die Bürstenachse
12 parallel zur Verstellrichtung 16 des Supportschlittens 13a auszurichten.
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Die Bürstenachse 12 kann aber auch die in den Figuren 2 und 3 dargestellte
Lage gegenüber der Verstellrichtung 16 des Supportschlittens 13a und der Ringachse
9a annehmen. Dabei bilden die Bürstenachse 12 mit der Verstellrichtung 16 des Supports
15 einerseits und diese Verstellrichtung 16 mit der Ringachse 9a andererseits Winkel,
bei welchen die Enden der Bürstendrähte 13b ohne Jede Berührung der axialen Ringfläche
la oder der inneren Umfangsringfläche lc mit ihrer Seite gegen die Ringkante lb
anlaufen und unter geringfügiger V#erformung entgegengesetzt zur Vorschubrichtung
16 der Bürste über die Ringkante lb hinweggezogen werden. Ist dabei, wie in Fig.
2, die Bürste 13 scheiben- oder zylinderförmig
ausgebildet, so
tragen nur die axial vorderen Drähte der Bürste 13 zur Entgratung bei, so daß die
Bürste entsprechend der Abnutzung dieser axial vorderen Drähte von Zeit zu Zeit
axial vorgestellt werden muß, und die Bürste insgesamt mit der Zeit eine kegelstumpfförmige
Gestalt anni t, die sich der in Fig. 3 dargestellten Bürstenform nähert. Bei der
in Fig. 3 dargestellten kegelstumpfförmigen Bürste 13 erkennt man, daß axial gesehen
alle Drähte 13b der Bürste am Entgratungsprozeß teilnehmen, da die von ihnen gebildete
Umfangsfläche 14 genau in der Vorschubrichtung 16 der Bürste 13 bzw. des Supportschlittens
15a liegt, wenn - wie im Ausführungsbsispiel dsr halbe Öffnungswinksl 22 des Kegels
etwa gleich dem Dinkel 23 zwischen der Bürstenachse 12 und der Verstellrichtung
16 des Supportechlittens 13a ist.
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Der Arbeitsablauf der dargestellten Vorrichtung läßt sich etwa folgendermaßen
beschreibens Zunichst fährt der Schleifbock 3 aus einer in Fig. 1 nicht gezeigten
zuruckgezogenen Stellung in Richtung des Pfeiles 4 in die Arbeitsetellung vor, wobei
die Schleifscheibe 7 den Ring 1, gegebenenfalls unter
hin- und
herpendelnder Bewegung des Schleifbockes 3, bearbeitet. Während dieses Bearbeitungsvorganges
wird der Werkstückspindelstock 8 gegen die Schleifscheibe 7 in Richtung des Pfeiles
11 zugestellt. Ist die konische Ringfläche la fertig geschliffen, fährt der Schleiftisch
3 in Richtung des Pfeiles 4 geringfügig weiter, bis die Schleifscheibe 7 vom Ring
frei kommt. Nun erfolgt, gegebenenfalls unter weiterem Zustellen des Werkstückspindelstockes
8, die Zustellung der Drahtbürste 13 mit Hilfe des Supportschlittens 13a in Richtung
des Pfeiles 16, wodurch die Drahtbürste 13 mit ihrer Umfangsfläche 14 quer über
die Ringkante lb geführt wird und der dort vom vorhergehenden Bearbeitungsvorgang
der axialen Ringfläche la verbliebene Schleifgrat entfernt wird. Wird mit einer
Bürstenstellung entsprechend Fig. 1 gearbeitet, in der also die Bürste achse 12
parallel zur Verstellrichtung 16 des Supports liegt, so kann die Bürste 13 nach
der Entgratung ohne weiteres in der Verstellrichtung 16 des Supportes zurückgezogen
werden. Im Falle einer Ausrichtung der Bürste 13 entsprechend den Fig. 2 und 3 muß
dagegen die Bürste,
beispielsweise durch eine Schwenkbewegung des
Verkzeughalters 17 oder des Supportes 15, soweit von der Ringkante lb abgestellt
werden, daß auf dem Rückweg der Bürste 13 ihre Drahtenden nicht mehr mit der Ringkante
lb in Berührung kommen können.