DE3131753A1

DE3131753A1 - Einrichtung zur endbearbeitung einer werkstueckoberflaeche

Info

Publication number: DE3131753A1
Application number: DE19813131753
Authority: DE
Inventors: Itzchak Givatayim Lapsker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-30
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1983-02-24
Also published as: FR2511627B1; SE8104609L; FR2511627A1; GB2103128B; AU7460981A; CA1176851A; SE441901B; GB2103128A

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberflächenendbearbeitungseinrichtung, die Schleif- und Polierfunktionen hat.

Konventionelle Techniken zur Präzisionsbearbeitung von Metalloberflächen erfordern es, daß ein Werkstück einem konventionellen BearbeitungsVorgang in einer ersten Maschine unterworfen und dann zu einem Präzisionsschleif- und -poliervorgang zu einer zweiten Maschine übertragen bzw. gebracht wird. Die erforderliche Verwendung von wenigstens zwei Bearbeitungsmaschinen einschließlich des Transports des Werkstücks von der einen zur anderen bringt eine wesentliche Erhöhung des Zeitaufwands und der Kosten mit sich, die bei der Präzi» sionsoberflächenendbearbeitung aufgewandt werden müssen, und beschränkt die erreichbare Qualität. Es ist daher wünschenswert, eine Einrichtung zur Verfügung zu haben, die in der Lage ist, eine präzisionsendbearbeitete Oberfläche herzustellen, während die Verwendung von nur einer einzigen Werkzeugmaschine erforderlich ist, die austauschbare Endbearbeitungselemente hat ο

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung zur Endbearbeitung eines Werkstücks zur Verfügung gestellt, die ein elastisches abrasives bzwο schleifendes und/oder polierendes Endbearbeitungselement aufweist, welches so angeordnet ist, daß es relativ zu einer Werkstückoberfläche bewegbar und in Druckeingriff mit derselben bringbar ist.

Außerdem wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zum Endbearbeiten eines Werkstücks zur Verfügung gestellt, das die folgenden Verfahrensschritte umfaßt: Vorsehen eines Endbearbeitungselements, welches ein Volumen von elastischem Material aufweist, das abrasives Material bzw. Schleif- und/oder Poliermaterial enthält, und Bewirken einer

Bewegung des Endbearbeitungselements relativ zu einer Werkstückoberfläche, und zwar unter Druck.

Es ist ein spezielles Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die elastische Natur des Endbearbeitungselements einen Flächen- anstatt eines Linienkontakts zwischen dem Endbearbeitungselement und der Werkstückoberfläche während der Endbearbeitungsvorgänge unter Druck bewirkt.

Die Erfindung sei nachstehend zu ihrem besseren Verständnis anhand einiger in den Figuren 1 bis 12 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine bildliche Darstellung einer Endbearbeitungseinrichtung in Verbindung mit einem Werkstück, die auf einer Drehfräsmaschine von konventionellem Aufbau angebracht ist?

Figur 2 eine Seitenansichtsdarstellung einer Endbearbeitungs einrichtung, die !gemäß einer Aus führungs form der Erfindung aufgebaut und betreibbar ist;

Figur 3 eine Ansicht der Endbearbeitungseinrichtung der Figur 2 von unten;

Figur 4A eine Bodenansichtsdarstellung einer alternativen Ausführungsform einer Endbearbeitungseinrichtung;

Figur 4B eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Endbearbeitungseinrichtung;

Figur 5 eine in nähere Einzelheiten gehende Darstellung eines Teils einer Endbearbeitungseinrichtung;

Figur 6 eine Darstellung einer Endbearbeitungseinrichtung, von der ein Teil weggeschnitten ist;

Figuren 7, 8 und 9 je eine Ausführungsform eines Endbearbei tungselernents;

Figur 1OA eine Schnittansichtsdarstellung einer Endbearbeitungseinrichtung„ die in Verbindung mit einer Drehbank oder einer anderen sich drehenden Maschine verwendbar ist?

Figur 1OB eine Aufsicht auf die Einrichtung der Figur 10A, und zwar gesehen in Richtung des Pfeiles B?

Figur 11 eine Seitenansicht eines Endbearbeitungsw.er-kzeugs für innere Oberflächen eines Werkstücks, und zwar teilweise im Schnitt dargestellt,· und

Figuren 12A und 12B zwei alternative Montierungsausrichtungen eines einstellbar positionierbaren Endbearbeitungswerkzeugs, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und betreibbar ist.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Endbearbeitungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die wahlweise zum Schleifen und bzw« oder Polieren angewandt werden kann, indem die Kenndaten des elastischen abrasiven Endbearbeitungselernents in geeigneter Weise ausgewählt werden. Bei der Verwendung zum Polieren oder Schleifen wird genügend Druck ausgeübt derart, daß das Endbearbeitungselernent um ungefähr 30 bis 300 Mikron zusammengedrückt wird, so daß dadurch zwischen dem Endbearbeitungselement und der Werkstückoberfläche ein Flächen- anstatt eines Linienkontakts erzeugt wird. Eine derartige Poliertechnik ergibt eine Reduktion von ungefähr 0,0005 mm und erbringt eine außerordentlich hohe Qualität der Oberflächen-

endbearbeitung, welche in der Größenordnung zwischen 0,4064 und 0,0508 /um Effektivwert bzw. zwischen 16 und 2 Mikrozoll Effektivwert liegt, und vorzugsweise liegt diese Oberflächenendbearbeitung im Bereich von bis zu 0,1016 bis 0,0508 /um Effektivwert bzw. 4 bis 2 Mikrozoll· Effektivwert. Eine solche Schleiftechnik ergibt eine Reduktion von ungefähr 5 bis 50 Mikron.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Endbearbeitungselement in einer Ausführungsform der Erfindung eine komplizierte Bewegung bezüglich des Werkstücks erfährt, wodurch die Qualität der Oberflächenendbearbeitung in hohem Maße erhöht wird. Diese komplizierte Bewegung umfaßt eine Drehung des Gehäuses oder der Basis, auf dem bzw. der das Endbearbeitungselement montiert ist, sowie eine Drehung jedes Endbearbeitungselements um seine eigene Achse, und eine Drehung des Werkstücks auf einem bewegbaren Tisch relativ zu dem Polier- bzw. Endbearbeitungselement. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Endbearbeitungstechnik eine Drehung der Basis oder des Gehäuses in entgegengesetzten Richtungen, die entgegengesetzten Richtungen der Werkstückbewegung auf dem sich bewegenden Tisch entsprechen können.

Es sei nun auf Figur 1 Bezug genommen, in der eine Endbearbeitungseinrichtung gemäß einer Aus.führungsform der vorliegenden Erfindung in betriebsmäßiger Verbindung mit einer konventionellen Fräsmaschine dargestellt ist, so daß sie sich unter Druck in Dreheingriff mit einem Werkstück befindet. Die Endbearbeitungseinrichtung ist allgemein mit 1 bezeichnet und umfaßt einen Hauptteil 3 und einen Schaftteil 5,der zur Drehung in das Werkzeugfutter 7 der Fräsmaschine einfügbar ist, wobei diese Drehung wahlweise in einer von den beiden entgegengesetzten Drehrichtungen um die Spindelachse I-I der Fräsmaschine erfolgen kann. Das Werkstück 64 ist vorzugsweise auf einem bewegbaren Tisch 65 angebracht, der mit der Fräsmaschine

verbunden ist. Normalerweise wird die Endbearbeitungseinrichtung anfänglich in einer ersten Richtung gedreht, während sich der Tisch in einer ersten Längsrichtung bewegt. Danach, wenn der Tisch in der entgegengesetzten Richtung zurückkehrt, kann die Drehung der Endbearbeitungseinrichtung in der entgegengesetzten Richtung stattfinden. Diese Fähigkeit des Arbeitens in zwei Richtungen ergibt gleichmäßige,, zufällige und direkte bzw. gerichtete Endbearbeitungseindrücke.

Der Druckeingriff der Endbearbeitungseinrichtung mit der Werkstückoberfläche ist in Figur 1 mittels des Ausmaßes 67 veranschaulicht, bis zu dem das mit 68 bezeichnete Endbearbeitungselement zusammengedrückt wird, wenn es mit der Werkstückoberfläche in Eingriff ist. Wie oben angegeben, ist diese Kompression ungefähr 30 bis 300 Mikron. Vorzugsweise wird der Druck senkrecht zur Werkstückoberfläche ausgeübt.

Es sei nun auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen, in denen die Endbearbeitungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung in näheren Einzelheiten veranschaulicht ist. Die Einrichtung umfaßt eine Gehäusebasis 71, die fest an einem Schaft 73 befestigt ist und ein Gehäuseoberteil 74 sowie ein Gehäuseunterteil 76 trägt. Hauptsächlich innerhalb des Gehäuses ist ein Paar von Endbearbeitungselementen 75 vorgesehen, die typischerbzWo vorzugsweise die Form von ringförmigen Scheiben haben. Die Endbearbeitungselemente 75 sind starr auf jeweiligen Wellen 77 befestigt, die ihrerseits innerhalb des Gehäuses derart lagerbefestigt sind, daß sie sich relativ zum Gehäuse frei drehen können. Die Drehachsen beider Endbearbeitungselemente 75 sind identisch und schneiden die mit 79 bezeichnete Drehachse des Gehäuses, wie aus Figur 3 ersichtlich ist=.

Es ist ein spezielles Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß das Gehäuseober- und -unterteil 74 und 76 zusammen eine Einrichtung zum Sammeln von teilchenförmigen! Material begrenzen, das infolge der Abnutzung der elastischen Endbearbeitungselemente erzeugt wird.

Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, sind die Endbearbeitungselemente 75 hauptsächlich oberhalb der unteren Oberfläche des Gehäuseunterteils 76 vorgesehen, und nur ein Teil derselben erstreckt sich durch öffnungen 81, die in der unteren Oberfläche ausgebildet sind, aus dem Gehäuse heraus. Die öffnungen 81 sind so ausgebildet, daß sie eine so kleine Fläche wie möglich haben, und sie besitzen daher eine Breite/ die nur wenig größer als diejenige der Endbearbeitungselemente ist sowie ausreicht, eine Störung der freien Drehung der Endbearbeitungselemente zu verhindern. Die Länge der öffnungen ist geringer als der Durchmesser der Endbearbeitungselemente. Auf diese Weise wird teilchenförmiges Material, das in einem Endbearbeitungsvorgang aufgrund der Abnutzung der Endbearbeitungselemente erzeugt wird, im Inneren des Gehäuseunterteils 76 gesammelt, so daß es die Endbearbeitung nicht störend beeinflußt und nicht zu ungleichmäßigen Ergebnissen führt sowie keine Beschädigung der Einrichtung bewirkt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die schematisch in Figur 4A veranschaulicht ist, sind die Drehachsen der Endbearbeitungselemente 75 gegeneinander versetzt und schneiden nicht die Achse 79. Dieses Merkmal des Nichtschneidens ergibt ein zusätzliches Vektormoment der Bewegung zwischen dem Endbearbeitungselement und der Werkstückoberfläche, wenn die Gehäusebasis 71 unter Druck in Drehbewegung relativ zur Werkstückoberfläche angetrieben wird.

Die Figur 4B zeigt eine Endbearbeitungseinrichtung, die gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform der Figur 4A aufgebaut und wirksam ist. Hier sind die Endbearbeitungselemente 80 und 82 nicht so befestigt, daß sie eine unabhängige freie Drehung relativ zum Gehäuse 84 ausführen können, wie das nach Figur 4A der Fall ist, sondern sie sind vielmehr mittels eines Getriebes 86 miteinander verbunden, das typischer- bzw. vorzugsweise eine ungerade oder gerade Anzahl von Zahnrädern

umfaßt. Eine gerade Anzahl von Zahnrädern, welche beispielsweise Zahnräder 88, 90, 92 und 94 umfassen, ist zu bevorzugen, da dadurch eine Drehung der Endbearbeitungselemente 80 und 82 in jeweils entgegengesetzter Richtung erzielt wird, wodurch sich eine verbesserte Endbearbeitungswirkung ergibt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Endbearbeitungselemente 80 und 82 um unterschiedliche Beträge gegenüber der Drehachse 96 des Gehäuses versetzt sind, so daß auf diese Weise unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der Endbearbeitungselemente erzeugt werden, wenn die Elemente nicht mittels eines festen Getriebes verbunden sind= Es sei weiter darauf hingewiesen, daß das Getriebe derart aufgebaut sein kann, daß zwischen den beiden Endbearbeitungselementen ein nichtunitäres bzw. nicht 1 betragendes, festes Geschwindigkeitsverhältnis aufrechterhalten wird. Die beiden Endbearbeitungselemente können so ausgebildet sein, daß sie eine unterschiedliche Breite sowie sich voneinander unterscheidende Schleif- bzw. Polierkenndaten haben.

Die Figur 5 zeigt einen bevorzugten Aufbau eines Teiles des Gehäuseunterteils 76, in dem eine Vertiefung 85 am inneren Umfang des Gehäuseunterteils 76 zum Sammeln von teilchenförmigem Material längs der äußersten Teile des I nneren des Gehäuses aufgrund des Einflusses der Zentrifugalkräfte, die durch die hohe Drehgeschwindigkeit des Gehäuses während des Betriebs erzeugt werden, vorgesehen istο Die Teile 87 der unteren Oberfläche des Gehäuses, die sich benachbart den Endbearbeitungselementen befinden, sind nach aufwärts gebogen, so daß sie eine Barriere bilden, durch die, soweit das möglich ist, verhindert wird, daß teilchenförmiges Material aus dem Gehäuse austritt. Das Gehäuseunterteil ist so ausgebildet, daß es zum leichten Reinigen entfernbar ist.

Eine Weiterbildung der Einrichtung nach Figur 5, die in Figur 6 veranschaulicht ist, umfaßt ein Gehäuse, dessen Gehäuseun-

terteil 5 3 relativ zu den Endbearbeitungselementen 75 wahlweise positionierbar ist, so daß die darin bzw. an den Endbearbeitungselementen auftretende Abnutzung und die sich ergebende wesentliche Verminderung von deren Durchmesser kompensiert werden kann. Das Gehäuseunterteil 53 ist mittels eines Paares von gebogenen Blattfedern 55 auf der Gehäusebasis 71 federnd montiert, und es ist mittels einer Schraubenbefestigung 57 an der Gehäusebasis befestigt. Das Ausmaß, bis zu dem die Schraubenbefestigung 57 in einen entsprechenden Sokkel 59, der in der Gehäusebasis 71 ausgebildet ist, eingefügt bzw. -geschraubt ist, bestimmt die relative Anordnung der unteren Oberfläche des Unterteils 53.

In den Figuren 7, 8 und 9 sind unterschiedliche Ausführungen von Endbearbeitungselementen veranschaulicht, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam sind. Das Endbearbeitungselement der Figur 7 hat eine allgemein ringförmige Gestalt und besitzt einen kegelstumpfförmigen, konischen Querschnitt, dessen Breite mit abnehmendem Radius zunimmt, und es ist aus einem elastischen Material ausgebildet, und zwar typischer- bzw. vorzugsweise auf der Basis von Gummi bzw. Kautschuk, in dem Schleif- bzw. Poliermaterial, typischer- bzw. vorzugsweise in der Form von Körnern, innerhalb von dessen gesamtem nutzbarem Volumen verteilt ist. Die Konfiguration der Figur 7 ist so gestaltet, daß die Betriebskenndaten des Endbearbeitungselements unabhängig von dessen Abnutzung allgemein konstant bleiben und daß sich eine entsprechende Verminderung des Durchmessers des Endbearbeitungselements während des Gebrauchs ergibt. Auf diese Weise wird, wenn das Element abgenutzt wird, die gleiche Wirksame Breite und der gleiche wirksame Druck auf die Werkstückoberfläche zur Einwirkung gebracht.

Die Figur 8 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Endbearbeitungselements, das einen äußeren ringförmigen Reifen 61 von allgemein gleichförmigem elastischem Schleif- bzw.

Poliermaterial der in Verbindung mit Figur 7 beschriebenen Art umfaßt, und zwar vorzugsweise von einer Elastizität, die einen Wert von mehr als 75 auf der Shore-Skala hat. Der innere Kern 6 3 kann beispielsweise aus natürlichem Gummi bzw. Kautschuk zur Verwendung bei Anwendungsfällen des Polierens ausgebildet sein. !Sur Verwendung bei Anwendungs fällen des Schleifens jedoch sollte der innere Kern 63 aus Metall oder hartem Kunststoff oder einem ähnlichen Material ausgebildet sein, damit eine genaue Anbringung des Endbearbeitungselements auf der Befestigungswelle erzielt wird, so daß ein genaues Schleifen ermöglicht wird» Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn die Endbearbeitungselemente der hier beschriebenen Art zum Schleifen verwendet werden, die Elastizität geringer als bei Anwendungsfällen des Polierens ist, während das Schleifmittel wesentlich rauher ist.

Die Figur 9 veranschaulicht die Verwendung eines konisch geformten Endbearbeitungselements aus einer allgemein gleichförmigen, elastischen, schleifenden bzw. polierenden Zusammensetzung. In der dargestellten Ausführungsform ist das Endbearbeitungselement so angeordnet, daß sein Radius seine Drehachse II-II mit zunehmendem Abstand von der Drehachse I-I des Gehäuses zunimmt. Auf diese Weise ist das Endbearbeitungselement speziell für die Endbearbeitung von inneren Ecken geeignet. Alternativ kann das Endbearbeitungselernent der Figur 9 umgekehrt ausgerichtet sein derart, daß sein Radius um seine Drehachse II-II mit zunehmendem Abstand von der Drehachse I-I abnimmt. Auf diese Weise ist der Absolutwert der Drehgeschwindigkeit an allen Stellen längs des Endbearbeitungselements allgemein der gleiche»

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Endbearbeitungselemente eine relativ weiche federnde bzw. nachgiebige elastische Basis umfassen, die mit einer schlei-

fenden bzw. polierenden äußeren Oberfläche versehen ist. Die Basis kann ein Resinoid bzw. ein Duroplastharz, ein Gummi bzw. Kautschuk oder ein poröses Polyurethan sein. Das Schleifbzw. Poliermittel kann beispielsweise Körner aus Diamant, Borozon oder Siliciumcarbid umfassen bzw. sein.

Es sei nun auf die Figuren 1OA und 1OB Bezug genommen, in denen eine Endbearbeitungseinrichtung dargestellt ist, die gemäß einer "Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam ist und eine Basis 200 umfaßt, auf der wenigstens zwei Endbearbeitungselemente 210 und 211 montiert sind. Die Endbearbeitungselemente 210 und 211 sind so angeordnet, daß sie gleichzeitig ein sich drehendes Werkstück 212 berühren, das zu seiner Drehung auf einer konventionellen Drehbank, wie beispielsweise einer Metalldrehbank, angebracht ist. Die Basis 200 ist ihrerseits mittels einer Befestigungseinrichtung 201, die einen Bolzen und einen Aufschiebring 202 sowie eine Vorspannungsfeder 204 oder eine andere geeignete Vorrichtung umfaßt, drehbar auf einem Werkzeughalter 205 montiert, der in eine konventionelle Werkzeughai te-Kleramvorrichtung auf der Drehbank eingefügt werden kann. Die Vorspannungsfeder 204 wirkt dahingehend, daß sie die Endbearbeitungselemente in wirksamem Eingriff mit der Werkstückoberfläche hält.

Die Endbearbeitungselemente 210 und 211 sind mittels eines Getriebes miteinander verbunden, das typischer- bzw. vorzugsweise ein Paar Zahnräder 2O9 umfaßt, die mit entsprechenden Zahnrädern 213 und 215 in Eingriff stehen, welche unterschiedliche Zähnezahlen haben und welche Zahnräder auf den Endbearbeitungselementen 210 bzw. 211 befestigt sind. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß sich die Endbearbeitungselemente 210 und 211 jeweils in entgegengesetzten Richtungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gegenüber bzw. in Anlage an dem Werkstück bewegen, so daß auf diese'Weise eine

verbesserte Endbearbeitungswirkung erzielt wird. Vorzugsweise bewegt sich das schnellere Endbearbeitungselement zusammen mit dem Werkstück in einem allgemein nichtrutschenden bzw.-gleitenden Eingriff, während sich das andere Endbearbeitungselement gegen die Werkstückoberfläche bewegt. Alternativ können die Endbearbextungselemente 210 und 211 so vorgesehen sein, daß sie sich in der gleichen Richtung mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Ausführungsform der Figur 4B zum Beispiel mit einem entsprechenden Getriebe aufgebaut sein kann.

Es sei weiter darauf hingewiesen, daß die Endbearbeitungselemente 210 und 211 allgemein von exnem Genäuse 220 umgeben sind, das eine Sammelvorrichtung für teilchenförmiges Materxal begrenzt bzw, bildet, welches durch Abnutzung der Endbearbextungselemente erzeugt wird. Das Gehäuse 220 ist so ausgebildet, daß es so viel wie möglich von dxesem teilchenförmigen Material zurückhält, welches durch die benachbarte Einwärtsdrehung der Endbearbextungselemente 210 und 211 nach einwärts zu dem Gehäuse hin bzw. in das Gehäuse hinein getrieben wird. Benachbart den Endbearbextungselementen sind untere und obere Ränder 222 vorgesehen, durch die ein Austreten von teilchenförmigen! Material weitgehend verhindert wird.

Es sei nun speziell auf die Figur 1OB Bezug genommen, woraus ersichtlich ist, daß die Endbearbeitungselernente 210 und auf einer Seite der Einrichtung am Sammelgehäuse 220 angeordnet sind. Benachbart hierzu sind in der Mitte 224 der Einrichtung die Befestigungslager für die Endbearbextungselemente vorgesehen. An der Stelle 226, die aus Sicherheitsgründen gegenüber dem Äußeren vollständig abgeschlossen ist, sind

die Zahnräder 209, 213 und 215 vorgesehen.

Es ist ein spezielles Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß das Zahnradübersetzungsverhältnis des Getriebes so gewählt ist, daß das Verhältnis der Oberflächengeschwindigkeit des Endbearbeitungselements 210 zu derjenigen des Endbearbeitungselements 211 wenigstens 1,1 beträgt.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine verbesserte Oberflächenqualität dadurch erzielt werden kann, daß man die Endbearbeitungseinrichtung quer längs des Werkstücks in entgegengesetzten Richtungen bewegt.

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß die Einrichtung nach den Figuren 1OA und 1OB auch zur Endbearbeitung der flachen Endfläche einer Rotationsoberfläche, die auf einer Drehbank angebracht ist, benutzt werden kann, indem das Gehäuse so angeordnet wird, daß die Endbearbeitungselemente 210 und 211 an der flachen Fläche anliegen. Eine Hochqualitätsendbearbeitung auf der Rotationsoberfläche kann durch eine Rückwärts- und Vorwärtsbewegung des Werkzeugs axial längs des Werkstücks realisiert werden. Das ist dem Betrieb einer Fräsmaschine in entgegengesetzten Richtungen äquivalent, wie er in der Ausführungsform der Figur 1 erfolgt.

Es sei nun auf Figur 11 Bezug genommen, die ein Endbearbeitungswerkzeug veranschaulicht, das insbesondere für die Endbearbeitung von inneren Oberflächen eines Werkstücks geeignet ist. Ein Werkstück 300, in dem eine Bohrung 302 ausgebildet ist und dessen innere Oberfläche endbearbeitet werden soll, wird in dem Werkzeugfutter (nicht gezeigt) einer konventionellen Drehbank zur Drehung um eine Achse 304 befestigt. Das Endbearbeitungswerkzeug, das allgemein mit 310 bezeichnet ist, umfaßt einen Werkzeughalter 312, der an einem geeigneten Be-

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festigungssockel (nicht gezeigt) befestigt ist, welcher auf der Drehbank angeordnet ist. Eine Endbearbeitungsanordnung

313 ist auf dem Werkzeughalter 312 in einer wählbaren winkligen Anordnung bzw. Lage zu demselben mittels einer Befestigungsschraube 314 befestigt. Durch Lockern der Schraube

314 wird eine Drehung der Endbearbeitungsanordnung 313 relativ zum Werkzeughalter 312 ermöglicht, so daß auf diese Weise ein gewünschter Winkel mit der Achse3O4 eingeschlossen bzw. zur Achse 304 eingestellt werden kann.Eine Spindelanordnung 317 definiert eine Befestigungsstelle 322, die symmetrisch um die Achse 320 angeordnet ist. Ein ausgewählter Endbearbeitungskopf 324 kann an der Stelle 322 auf der Spindelanordnung 317 angebracht werden, so daß er sich um die Achse 320 dreht, und er kann mittels einer Halteschraube 326 auf der Spindelanordnung befestigt sein.

Der Endbearbeitungskopf 324 ist so angeordnet bzw. ausgebildet, daß er eine abgeschrägte bzw. sich verjüngende Konfiguration hat, die eine geradlinige Erzeugende 328 begrenzt. Nach der Darstellung ist ein sich verjüngender Endbearbeitungskopf von kegelstumpfförmiger konischer Konfiguration vorgesehen.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Endbearbeitungswerkzeug ein passives Element ist und sich in einer Roll- bzw. WaIz-Schlupf-Bewegung in Eingriff mit dem Werkstück befindet, wie es in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung der Fall ist.

Es sei nun auf die Figuren 12A und 12B Bezug genommen, in denen eine Spindelanordnung 600 und eine damit verbundene Werkzeughalterbefestigungseinrichtung 602 in alternativen wählbaren Positionen bezüglich eines Werkstücks 604, das auf einer Drehbank (nicht gezeigt) montiert ist, veranschaulicht ist. Die Befestigungseinrichtung umfaßt ein Paar von Kanälen bzw.

Rinnen 606 und 608, die bezüglich einander um einen vorbestimmten Betrag winklig angeordnet sind und auf denen ein Befestigungselement 607, das fest an der Spindelanordnung 600 angebracht ist, wahlweise montiert sein kann, so daß sich eine wählbare winklige Anordnung der Spindelanordnung und des Endbearbeitungskopfes 610 bezüglich des Werkstücks ergibt. Die Figur 12A zeigt eine Ausrichtung, in der die Drehachsen des Werkstücks und des Endbearbeitungskopfes in der gleichen Ebene liegen, während die Figur 12B eine Ausrichtung veranschaulicht, in der die beiden Drehachsen in unterschiedlichen Ebenen liegen.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstands der Erfindung, wie er in den Ansprüchen wiedergegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, in vielfältiger Weise ausführen.

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · D R.-1 N G. ANNEKÄTE WEISERT DIPL-INS. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 ■ TELEFON Ο89/7Θ7Ο77-797Ο78 ■ TELEX O5-21215 6 kpat d

TELEGRAMM KRAUSPATENT

3005 JS/an

ITZCHAK LAPSKER
Givatayim / Israel

Einrichtung zur Endbearbeitung einer Werkstückoberfläche

PATENTANSPRÜCHE

Einrichtung zur Endbearbeitung einer Werkstückoberfläche, umfassend ein Befestigungsteil, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein elastisches schleifendes oder polierendes Endbearbeitungselement (6 8;75;80,82;210, •211;324;610) drehbar auf dem Befestigungsteil (3;71;200;316; 607) zur Bewegung relativ zu der Werkstückoberfläche angebracht ist =

2 ο Einrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endbearbeitungselement (6.8; 75; 80, 82;2lO_s211;324;61O) eine Rotationsoberflache begrenzt, die mit der Werkstückoberfläche in Eingriff tritt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Endbearbeitungselement (68; 75?8O,82;21O_e211;324;61O) einen ringförmigen Körper aus elastischem Material umfaßt oder ein solcher ringförmiger Körper ist, in dem Schleif- oder Poliermaterial gleichförmig eingebettet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Körper aus elastischem Material, in dem Schleif- oder Poliermaterial eingebettet ist, längs eines bzw. des Hauptteils des Gesamtradius des Endbearbeitungselements (68;75;80,82;210,211;324;610) erstreckt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endbearbeitungselement (68;75;80,82;210,211;324;61O) einenmittigen Befestigungsteil (63) aus relativ starrem Material aufweist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung dahingehend wirksam ist, daß damit ein Flächenkontakt im Unterschied zu einem Linienkontakt zwischen dem Endbearbeitungselement (68; 75; 80, 82; 2-10,211; 324; 610) und der Werkstückoberfläche erzeugt wird.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Endbearbeir tungselement (68;75;80,82;210,211;324;610) bezüglich des Befestigungsteils (3;71;200;316;607) um wenigstens eine Drehachse (79;96;320) frei drehbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Achse eine erste und zweite Achse (79;96;32O) umfaßt, und daß das Befestigungsteil (3;71;2OO;316;6O7) so angeordnet ist, daß es um eine erste Achse (79;96) drehbar ist, während das Endbearbeitungselement (68;75;80,82;210,211;324;610) so angeordnet ist, daß es relativ zu dem Befestigungsteil (3;71;200;316;607) um eine zweite Achse (320) drehbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste und zweite Achse (79; 96;320) nicht schneiden.

10ο Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (3;74,76;84; 220) zum Sammeln von teilchenförmigen) Material, das sich aus der Abnutzung des wenigstens einen Endbearbeitungselements (6 8; 75; 80, 82; 210,211) ergibt.

Π ο Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (3;74,76;84;220) zum Sammeln von teilchenförmigen! Material ein Gehäuse umfaßt oder ist, das auf der Befestigungseinrichtung bzw. dem Befestigungsteil (3;71;200) angebracht oderdas Befestigungsteil selbst ist.

12„ Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Endbearbeitungselement (68;75;80,82;210,211) hauptsächlich innerhalb des Gehäuses (3;74,76;84;220) vorgesehen ist und sich von diesem durch allgemein rechteckige öffnungen (81)., die darin in dessen unterer Oberfläche ausgebildet sind, nach auswärts erstreckt»

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e η η ze i chne t , daß die Öffnungen (81) eine Länge haben, die geringer als der Durchmesser des wenigstens einen Endbearbeitungselements (68;75;80,82?210,211) ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet „ daß das Gehäuse (3;74,76;84; 220) eine Bodenoberfläche aufweist, die bezüglich des Restes des Gehäuses (3;74,76;84?220) wahlweise positionierbar ist.

15c Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (3;74, 76;84;220) so gestaltet ist, daß es eine Ausnehmung^ Vertiefung o.dgl. (65) zum Sammeln von teilchenförmigen! Material, welches während des Betriebs erzeugt worden ist, begrenzt.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (204) zum Bewirken eines Druckeingriffs zwischen dem wenigstens einen Polier- bzw. Endbearbeitungselement (68;75;80,82;210,211;324; 610) und der Werkstückoberfläche.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Bewirken einer Drehung des Befestigungsteils (3;71;200;316;607) in entgegengesetzten Richtungen.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis'17, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung eine Werkstückoberflächenendbearbeitung eines quadratischen Mittelwerts bzw. eines Effektivwerts von 0,0508 bis 0,4064 /um bzw. von 2 bis 16 Mikrozoll bewirkt.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung eine Werkstückoberflächenendbearbeitung mit einem quadratischen Mittelwert bzw. mit einem Effektivwert von 0,0508 bis 0,1016 /um bzw. von 2 bis 4 Mikrozoll bewirkt.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Endbearbeitungselement eine Mehrzahl von Endbearbeitungs— elementen (80,82;210,211) umfaßt, und daß außerdem eine Kraftübertragungs-bzw. Getriebeeinrichtung (86;209,213,215) vorgesehen ist, die an die Endbearbeitungselernente (80,82;210, 211) angekoppelt ist, so daß dadurch bewirkt wird, daß sich diese Endbearbeitungselernente (80,82;210,211) mit Bezug aufeinander in einer vorbestimmten Beziehung bewegen.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungs- bzw. Getriebe-

einrichtung (86;209,213,215) dahingehend wirksam ist, daß sie bewirkt, daß sich die Mehrzahl von Endbearbeitungselementen (80,82;210,211) mit unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten bewegt.

22. Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Endbearbeitungse lernen ten (80,82;210,211) wenigstens zwei Elemente um= faßt, die sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen.

23= Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich eines der Endbearbeitungselemente (80, 82; 2 10, 211) in nichtgleitendem bzw. schlupffreiem Eingriff mit dem Werkstück bewegt, während sich das andere der Endbearbeitungselemente (8Ο,82;21Ο,211) gegen das Werkstück bzw. gegenläufig zum Werkstück bewegt.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß das Befestigungsteil (200) außerdem eine Vorrichtung (84;220) zum Sammeln von teilchenförmigen! Material, das sich aus der Abnutzung der Endbearbeitungselemente (8O,82;21O,211) ergibt, umfaßt.

25= Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (200) außerdem eine Vorspannungsfeder (204) umfaßt, welche die Mehrzahl von Endbearbeitungselementen (210,

211) in wirksamem Eingriff mit einer Werkstückoberfläche hält =

26= Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehung der Mehrzahl von Endbearbeitungse lementen (68;75;80,82^210,211) allein durch Reibungseingriff derselben mit einem sich bewegenden Werkstück (64;

212) bewirkt wird.

27. Verfahren zur Endbearbeitung einerWerkstückoberflache bzw. eines Werkstücks, dadurch gekennzei chne t , daß es die Verfahrensschritte des Anwendens der Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Bewirken einer Bewegung eines Endbearbeitungselements (68;75;80,82;21O,211; 324;610) in Druckeingriff mit einer Werkstückoberfläche umfaßt.