DE2827543A1

DE2827543A1 - Vorrichtung zum feinschleifen

Info

Publication number: DE2827543A1
Application number: DE19782827543
Authority: DE
Inventors: Siegfried Lohse
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-23
Filing date: 1978-06-23
Publication date: 1980-01-03
Also published as: JPS555289A; GB2023466A; US4242837A; GB2023466B; FR2429078A1

Description

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Waiter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte:

51 690/Ha-

43 Essen 1,Theaterplatz 3, Postf.789

10. Mai I978

P atent anmeldung
des Herrn
Siegfried Lohse
Steinbreite 18
Fuldabrück 1

Vorrichtung zum Peinschleifen

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zum Feinschleifen, - mit

Stativ,

einem mit dem Stativ verbundenen Tragarm,

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an dem Tragarm befestigtem Feinsohleifaggregat mit Werkzeugträger und mit

Werkstückaufnahme,

wobei das Feinschleifaggregat eine zentrale Exzenterwelle mit einerseits angeschlossenem Drehantriebsmotor, andererseits angeschlossenem Exzenterzapfen aufweist, der (mittelbar oder unmittelbar) mit Schlitzführung in einen mit dem Werkzeugträger verbundenen Oszillationsschlitten einfaßt, wobei ferner der Oszillationsschlitten über eine Oszillationsschlittenführung mit einer die Exzenterwelle umgebenden auf- und niederbewegbaren Lagerhülse verbunden ist, die ihrerseits im Maschinengehäuse gelagert ist. - Feinschleifen meint im Rahmen der Erfindung Feintiefsahleifen, Polieren und ähnliche Bearbeitungsvorgänge.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung (DE-PS 868 410) ist die Osζillationsbewegung des Oszillationsschlittens und damit des Werkzeugträgers, bei normaler Aufstellung der Vorrichtung, eine horizontale Bewegung, und zwar orthogonal zur Achse der Exzenterwelle. Die Orientierung der Oszillationsschlittenführung und damit die des Oszillationsschlittens in Bezug auf die Werkstückaufnahme ist konstruktiv fest vorgegeben. Anders ausgedrückt ist die horizontale Oszillationsrichtung nicht verstellbar und damit nicht an spezielle Feinschleifaufgaben anpaßbar. Darüber hinaus ist auch die Amplitude der horizontalen Oszillationsbewegung nicht einstellbar vielmehr durch die Exzentrizität des Exzenterzapfens in Bezug auf die Achse der Exzenterwelle und durch die Auslegung der

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Stützführung vorgegeben. Eine zusätzliche vertikale Oszillationsbewegung kann dem Werkzeugträger und damit dem Werkzeug nicht verliehen werden. - Im übrigen ist die bekannte Vorrichtung im Detail so eingerichtet, daß sie als Zusatzgerät für normale Drehbänke eingesetzt werden kann. Sie besitzt insoweit kein eigenes Stativ und keinen eigenen Tragarm, - jedoch sind auch entsprechende Spezia!maschinen mit eigenem Stativ und eigenem Tragarm (in der Praxis) bekannt.

Im übrigen kennt man gattungsfremde Maschinen (DE-AS 2j5 20 3^9) bei denen das Feinschleifaggregat mit einem Drehantriebsmotor versehen ist, auf dessen Welle ein Exzenter angeordnet ist, der mit einem Hubstößel zusammenarbeitet, welcher kolbenartig geführt ist und an seinem unteren Ende den Werkzeugträger aufweist. Hier kann der Werkzeugträger offenbar eine vertikale Oszillationsbewegung ausführen und das Werkzeug kann eine entsprechende auf- und niedergehende Bearbeitungsbewegung durchführen. Um dennoch nicht nur vertikale sondern auch anders orientierte Oberflächen an einem Werkstück bearbeiten zu können, ist die Anordnung so getroffen, daß bei diesen Vorrichtungen der Tragarm samt Feinschleifaggregat am Stativ längs seiner Achse verstellbar gelagert ist. Der Tragarm ist außerdem gegenüber dem Stativ verschwenkbar und endlich ist das Feinschleifaggregat in Bezug auf eine orthogonal zum Tragarm verlaufende Achse schwenkbar. Es versteht sich von selbst, daß dann das Werkstück auf oder mit der Werkstückaufnahme während der Bearbeitung frei bewegbar sein muß, wozu eine Einrichtungsführung mit zwei horizontalen, sioh kreuzenden Ausgleichsfreiheitsgraden üblich ist. Nichtsdestoweniger sind bei horizontaler Werkstückaufnahme und

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vertikalem Stativ horizontale Oberflächen an einem Werkstück nicht bearbeitbar. Zur Bearbeitung dieser Oberflächen müssen vielmehr andere Maschinen eingesetzt werden und muß folglich das Werkstück aus der bekannten Vorrichtung genommen und in einer anderen neu aufgespannt werden. Das stört erheblich, und zwar auch aus Gründen optimaler Bearbeitungsgenauigkeit.

Endlich ist es (aus der Praxis) zum Peinschleifen an Werkstücken mit einer funkenerosiv hergestellten, dem Funkenerosionswerkzeug entsprechenden Auskammerung bekannt, das Funkeneros ionswerkaeug selbst als Schleifwerkzeug einzusetzen, wozu das Funkenerosionswerkzeug in die Auskammerung eingeführt und zwischen dem Werkzeug und dem Funkenerosionswerkzeug eine Diamantpaste oder ein ähnliches Schleifmittel bzw. Poliermittel eingebracht wird. Derartige Feinschieifbearbeitungen sind mit den bekannten Vorrichtungen dann nicht durchführbar, wenn gleichzeitig und in einer Aufspannung sowohl horizontale Flächen der Auskammerung als auch vertikale Flächen der Feinsohleifbearbeitung unterworfen werden sollen.

Der Erfindung liegt die allgemeine Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß einerseits die horizontale Oszillationsrichtung, andererseits die Größe der Amplitude der horizontalen Oszillationsbewegung ohne Schwierigkeiten betriebsmäßig eingestellt und verstellt werden können. Bür eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gilt die speziellere Aufgabe, die Anordnung so zu treffen, daß zusätzlich zur horizontalen Oszillationsbewegung des Oszillationssohlittens und damit des Werkzeugträgers und

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des Werkzeuges auch eine vertikale Oszillationsbewegung durchführbar ist, und zwar bei einer Aufspannung des Werkstückes in die Werkstückaufnahme und insoweit lautet die speziellere Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß ohne weiteres und unter Verwendung eiries Funkenerosionswerkzeuges als Feinschleifwerkzeug (bei zusätzlicher Verwendung einer Diamantpaste oder eines ähnlichen Schleifmittels bzw. Poliermittels) in der Auskammerung eines zu bearbeitenden Werkstückes sowohl horizontale Oberflächen als auch vertikale der Feinschleifbearbeitung unterworfen werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) die Lagerhülse ist mit ihrer Oszillationsschlittenführung und dem angeschlossenen Oszillationsschlitten (zum Zwecke der Einstellung der horizontalen Oszillationsrichtung) um ihre Achse verdrehbar und mit einem entsprechenden Drehstelltrieb ausgerüstet,

b) die Exzenterwelle ist in der Lagerhülse mittels Vertikalstelltrieb vertikal verstellbar und besitzt einen in Bezug auf die Exzenterwellenachse schrägen Exzenterzapfen, der (zum zwecke der Einstellung der horizontalen Oszillationsamplitude) bei vertikaler Verstellung der Exzenterwelle

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unterschiedlich tief (mittelbar oder unmittelbar) in die Schlitzführung des Oszillationsschlittens eintauchbar ist,

wobei der Drehstelltrieb und der Vertikalstelltrieb unabhängig voneinander betätigbar sind. - Durch die beschriebene vertikale Verstellung der Exzenterwelle mit ihrem in Bezug auf die Exzenterwellenachse schrägen Exzenterzapfen wird offenbar die Exzentrizität der Einrichtung verstellt. Wenn zusätzlich die Anordnung so getroffen werden soll, daß auch eine vertikale Osζillationsbewegung des Werkzeugträgers und damit des Werkzeuges möglich ist, so empfiehlt die Erfindung, daß in weiterer Kombination

die Lagerhülse mit ihrer Oszillationsschlittenführung und dem angeschlossenen Oszillationsschlitten (zum Zwecke der Erzeugung einer vertikalen Oszillationsbewegung) zusätzlich an einen vertikal wirkenden Schwingantrieb angeschlossen ist.

Im Rahmen der Erfindung muß Vorsorge getroffen werden, daß das Werkstück in Bezug auf das Werkzeug ausreichend genau einrichtbar ist. Dazu bestehen verschiedene Möglichkeiten. Wenn mit einer festen Aufspannung des Werkstückes gearbeitet werden soll, so empfiehlt die Erfindung, zwischen Oszillationsschlitten und Werkzeugträger eine an sich bekannte Einrichtführung mit zwei horizontalen, sich kreuzenden Ausgleichsfreiheitsgraden und Verspanneinrichtung anzuordnen. Je nachdem, welche Bearbeitungsvorgünge am Werkstück durchzuführen sind, wird man den Drehantriebsmotor für die Exzenter-

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welle einerseits, den Schwingantrieb für die Lagerhülse andererseits gemeinsam betätigbar machen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung jedoch so getroffen, daß der Drehantriebsmotor für die Exzenterwelle einerseits, der Schwingantrieb für die Lagerhülse andererseits einzeln betätigbar sind. Der Tragarm kann an dem Stativ auf- und niederverstellbar sein.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Richtung und Amplitude der horizontalen Oszillationsbewegung des Werkzeugträgers und damit des Werkzeuges betriebsmäßig verstellbar sind. Ohne weiteres läßt sich zusätzlich eine vertikale Oszillationsbewegung durchführen oder überlagern. Polglich besteht insbesondere die Möglichkeit, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an Werkstücken mit einer funkenerosiv hergestellten Auskammerung die horizontalen und die vertikalen Auskämmerunge· flächen zu bearbeiten, wobei das Funkenerosionswerkzeug selbst als Schleifwerkzeug eingesetzt werden kann, allerdings zwischen Werkstück und Funkenerosionswerkzeug eine Diamantpaste oder ein ähnliches Schleifmittel eingebracht wird. Es versteht sich von selbst, daß die Vorrichtung mit einer Einrichtung ausgerüstet ist, mit der auf das Werkstück der erforderliche Bearbeitungsdruck ausgeübt werden kann, und zwar sowohl bei der Bearbeitung von horizontalen Werkstückflachen als auch bei der Bearbeitung von vertikalen Werkstückflächen. Dazu kann mit entsprechenden Andrückfedern oder mit hydraulischen Einrichtungen gearbeitet werden. _:

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vertikalschnitt,

Fig. 2 im gegenüber der Figur 1 wesentlich vergrößertem Maßstab und mit weiteren Details den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Figur 1_$

Fig. 3 im Maßstab der Figur 2 den Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Figur 1,

Fig. 4 den Ausschnitt C aus dem Gegenstand nach Figur 1 und

Fig. 5 den Gegenstand nach Figur 4 aus Richtung des Pfeiles D.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Feinschleifen an Oberflächen von Werkstücken 1, insbesondere zum Feinschleifen von Auskammerungen 2 an Werkstücken 1, die funkenerosiv hergestellt worden sind. Zur Vorrichtung gehören im grundsätzlichen Aufbau zunächst

ein Stativ 3,

ein mit dem Stativ 3 verbundener Tragarm 4,

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ein an dem Tragarm 4 befestigtes Feinschleifaggregat 5 mit Werkzeugträger 6 und

die Werkstückaufnahme 7.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren 1 und 2 entnimmt man zunächst, daß das Peinschleifaggregat 5 zunächst eine zentrale Exzenterwelle 8 mit einerseits angeschlossenem Drehantriebsmotor, andererseits angeschlossenem Exzenterzapfen 10 aufweist, der mittelbar oder unmittelbar (z.B. unter Zwischenschaltung einer Kugellagerrolle 11 oder dgl.) mit Schlitzführung 12 in einen mit dem Werkzeugträger 6 verbundenen Oszillationsschlitten Γ5 einfaßt, wobei ferner der Oszillationsschlitten V$ über eine Oszillationsschlittenführung 14 mit einer die Exzenterwelle 8 umgebenden Lagerhülse 15 verbunden ist. Die Lagerhülse I5 ist auf und nieder in Richtung des dort eingezeichneten Pfeiles 16 bewegbar und ihrerseits im Maschinengehäuse I7 gelagert. Insoweit entspricht die Anordnung der bekannten AusfUhrungsform (DE-PS 868 410) so daß weitere Erläuterungen nicht erforderlich sind. Der Drehantriebsmotor wurde in Figur 1 nicht gezeichnet, er gibt sein Drehmoment auf das in Figur 1 eingezeichnete, auf die Exzenterwelle 8 aufgesetzte Ritzel 18 ab.

Die Lagerhülse 15 ist mit ihrer OszillationsschlittenfUhrung 14 und dem angeschlossenen Oszillationsschlitten 13 zum Zwecke der Einstellung der horizontalen Oszillationsrichtung um ihre Achse verdrehbar. Sie ist dazu mit einem entsprechenden Drehstelltrieb ausgerüstet, der im einzelnen nioht gezeichnet

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ist jedoch an den auf die Lagerhülse I5 aufgesetzten Ritzel 19 angreift.

Die Exzenterwelle 8 ist in der Lagerhülse I5 mittels Vertikalstelltrieb 20 vertikal verstellbar und besitzt einen in Bezug auf die Exzenterwellenachse 21 schrägen Exzenterzapfen 10. Dieser ist zum Zwecke der Einstellung der horizontalen Oszillationsamplitude bei vertikaler Verstellung der Exzenterwelle 8 unterschiedlich tief (mittelbar oder unmittelbar) in die Schlitzführung 12 des Oszillationsschlittens IJ> e intauchbar.

Der. Drehstelltrieb und der Vertikalstelltrieb 20 sind unabhängig voneinander zu betätigen. Der Vertikalstelltrieb 20 ist im Ausführungsbeispiel ein einfacher Spindelstelltrieb mit Rendelmutter 22, so daß diese vertikale Verstellung der Exzenterwelle 8 von Hand durchgeführt werden kann. Eine einmal getroffene Einstellung ist auf geeignete aber nicht gezeichnete Weise festsetzbar. - Betrachtet man die Figur 5 so ist dort zunächst der Pfeil 23 erkennbar, der der horizontalen Oszillationsrichtung entspricht. Der an diesem Pfeil angeschlossene, dünner gezeiohnete Bogenpfeil 24 macht deutlich, daß mit Betätigung des Drehstelltriebes der Lagerhülse 15 eine Einstellung dieser horizontalen Oszillationsrichtung möglich ist. Das kann grundsätzlich um 360° erfolgen, kann jedoch auch für einen anderen Schwenkwinkel der horizontalen Oszillationsrichtung eingerichtet sein. Verstellt man die Exzenterwelle 8 vertikal, so verändert man offenbar die

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Exzentrizität und damit die Amplitude der Oszillationsbewegung des Oszillationsschlittens I3. Wenn der in Figur 5 eingezeichnete pfeil 23 ein Maß für diese Amplitude ist, so wäre er, je nach Eintauchtiefe des schrägen Exzenterzapfens 10 in die zugeordnete Schlitzführung 12 unterschiedlich lang.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich die in Figur 2 per Doppelpfeil 25 angedeutete vertikale Oszillationsbewegung des Oszillationsschlittens 13 möglich. Dazu ist die Lagerhülse I5 mit ihrer Oszillationsschlittenführung 14 und dem angeschlossenen Oszillationsschlitten 13 zusätzlich an einen vertikal wirkenden Schwingantrieb 26 angeschlossen. Diesen erkennt man bei einer vergleichenden Betrachtung der Figuren 1 und 2, wobei an den Hebeln 27, 28 ein Exzenterantrieb, der aus Gründen der Deutlichkeit nicht gezeichnet ist, angreift, der den gezeichneten Gelenkpunkt 29 in Richtung des eingezeichneten Bogenpfeiles 30 bewegt.

Figur 4 macht deutlich, daß zwischen Osζillationsschiltten 13 und Werkzeugträger β eine Einrichtführung J>1 mit zwei horizontalen, sich kreuzenden Ausgleichsfreiheitsgraden angeordnet ist. Der eine möge in der Zeichenebene liegen, der andere orthogonal dazu. Diese Einrichtführung Jl ist verspannbar, und zwar mittels Exzenterspanneinrichtung 32 die über einen bei 33 anzusetzenden Exzenterschlüssel oder dgl. zu betätigen ist. Für die Lagerung der Exzenterwelle 8 ist eine Kugelbuchse 34 vorgesehen, die als Führung für die Vertikal- und Drehbewegung dient.

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Es versteht sich von selbst, daß der Schwingantrieb 26 abkuppelbar ist. Das kann z. B. dadurch geschehen, daß der als Gelenkpunkt 29 dienende Bolzen eine Querschnittschwächung aufweist, so daß bei entsprechender axialer Verstellung eine vertikale Oszillationsbewegung durch die so herbeigeführte Entkupplung nicht mehr erfolgt.

Die Andrückkraft bei der Bearbeitung horizontaler Flächen an einem der Peinschleifung zu unterwerfenden Werkstück 1 wird z. B. über eine nicht dargestellte Feder erzeugt,und zwar in Wechselwirkung mit einer stufenlosen Einstelleinrichtung am Tragarm 4, der an dem Stativ 3 in Richtung des Pfeiles 35 auf- und niederverstellbar ist. Dazu dient die nur angedeutete Einrichtung 36 mit Spindel 37, die auf beliebige Weise zu betätigen ist. - Der Drehantriebsmotor für die Exzenterwelle 8 einerseits, der ebenfalls nicht gezeichnete Schwingantrieb für die Lagerhülse 15 andererseits sind einzeln oder auch gemeinsam betätigbar. Die Werkstückaufnahme 7 ist im allgemeinen für eine feste Aufspannung eines zu bearbeitenden Werkstückes 1 eingerichtet.

Claims

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen Patentansprüche :

1. Vorrichtung zum Feinschleifen,, - rait Stativ,
einem mit dem Stativ verbundenen Tragarm,

an dem Tragarm befestigtem Pe inschleifaggregat mit Werkzeugträger und mit

Werkstückaufnahme,

wobei das Feinschleifaggregat eine zentrale Exzenterwelle mit einerseits angeschlossenem Drehantriebsmotor, andererseits angeschlossenem Exzenterzapfen aufweist, der mit Schlitzführung in einen mit dem Werkzeugträger verbundenen Oszillationsschlitten einfaßt, wobei ferner der Oszillationsschlitten über eine Oszillationsschlittenführung mit einer die Exzenterwelle umgebenden, auf- und niederbewegbaren Lagerhülse verbunden ist, die ihrerseits im Maschinengehäuse gelagert ist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) die Lagerhülse(I5)ist mir ihrer Oszillationsschlittenführung (14)und dem angeschlossenem Oszillationsschlitten (I5) um ihre Achse verdrehbar und mit einem entsprechenden Drehstelltrieb ausgerüstet,

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ORIGINAL INJECTED

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b) die Exzenterwelle (8) ist in der Lagerhülse (15) mittels Vertikalstelltrieb (20) vertikal verstellbar und besitzt einen in Bezug auf die Exzenterwellenachse (21) schrägen Exzenterzapfen (10), der bei vertikaler Verstellung der Exzenterwelle (8) unterschiedlich tief in die Schlitzführung (12) des Oszillationsschlittens (Γ5) eintauchbar ist,

wobei der Drehstelltrieb und der Vertikalstelltrieb (20) unabhängig voneinander betätigbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in weiterer Kombination die Lagerhülse (15) mit ihrer Oszillationsschlittenführung (14) und dem angeschlossenen Oszillationsschlitten (15) zusätzlich an einen vertikal wirkenden Schwingantrieb (26) angeschlossen ist.

J5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Oszillationsschlitten (I3) und Werkzeugträger (6) eine Einrichtführung (^l) mit zwei horizontalen, sich kreuzenden Ausgleichsfreiheitsgraden und Verspanneinrichtung 02) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantriebsmotor für die Exzenterwelle (8) einerseits, der Schwingantrieb (26) für die Lagerhülse (15) andererseits einzeln betätigbar sind.

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_s5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (4) an dem Stativ 0) auf- und nieder einstellbar ist.

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