-
-
Beschreibung
-
Die Erfindung betrifft ein Polieraggregat zum Polieren stangenförmigen
Gutes, wie Wellen, Rohre, Draht od.dgl. gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Es sind verschiedene gattungsgemäße Polieraggregate bekannt.
-
Bei diesen bekannten Polieraggregaten ist die Verstellung der Polierrollen
nur im Stillstand des Aggregates und damit der gesamten Bearbeitungsstraße möglich.
Auch muß die Verstellung manuell vorgenommen werden. Dies verursacht große Rüstzeiten.
-
Insbesondere der Polierdruck kann bei den bekannten Aggregaten während
des Laufes nicht nachgestellt werden. Da der Poliereffekt von vielen Faktoren, wie
z.B. dem Werkstoff des zu bearbeitenden Materials bzw. von der Oberflächenbeschaffenheit
des geschälten Gutes abhängt, ist die richtige Einstellung der Polierrollen bei
den bekannten Maschinen nicht nur schwierig, sondern auch zeitaufwendig.
-
Da die Polierrollen der bekannten Aggregate im wesentlichen starr
in diesen gelagert sind, sind die Polierrollen bei einem Bruch eines Schälmessers
stark gefährdet. Man hat zwar schon bisher mindestens eine Polierrolle mit einem
Federweg ausgerüstet, sodaß diese Polierrolle geringfügig öffnen konnte. Der Federweg
ist jedoch bei den bekannten Aggregaten so begrenzt, daß ein Bruch der Polierrolle
bzw. der sie tragenden Achse nicht verm#ieden werden kann, wenn durch Bruch eines
Schälmessers plötzlich rohes, ungeschältes Material in das Polieraggregat gelangt.
Dieses Problem kann durch Schnell-Halts nicht gelöst werden, da der die Polierrollen
lagernde Polierkopf durch eine zu große träge Masse nicht schnell genug angehalten
werden kann. Die nach Bruch der Polierrolle bzw. der sie tragenden Achse zum Auswechseln
des zerstörten Teils notwendige Stillstandszeit ist beträchtlich. Dies macht sich
insbesondcre durch die durch den Stillstand der gesamten Bearbeitungslinie entstehenden
Kosten bemerkbar.
-
Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Polieraggregate
ist darin zu sehen, daß inzwischen, nach Vergrößerung der Schälgeschwindigkeiten
der Schälmaschinen das Polieraggregat die maximale Vorschubgeschwindigkeit des Gutes
durch die Bearbeitungsstraße
hindurch beschränkt. Aufgrund der
schweren Ausbildung der Polieraggregate ist die Drehzahl derselben beschränkt, wodurch
der maximale Vorschub pro Umdrehung des Polierkopfes keine weitere Steigerung mehr
zuläßt. Vielfach ist man deshalb schon dazu übergegangen, wenn das Polieren des
geschälten Gutes nicht unbedingt notwendig war, auf das Polieren ganz zu verzichten,
um den Durchsatz durch eine Bearbeitungslinic mit Schäl-, Richt-, Polier- und Prüfmaschinen
od.dgl. zu erhöhen.
-
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Polieraggregat zu schaffen, mit dem die vorgenannten Nachteile vermieden werden
können.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Polieraggregat gemäß Anspruch 1 gelöst.
Ein solches, erfindungsgemäßes Polieraggregat ist dadurch gekennzeichnet, daß eine
Polierrolle hydraulisch während des Laufs des Polieraggregates verstellbar ausgebildet
ist. Mittels der Hydraulik wird die Polierrolle im wesentlichen gegen das zu bearbeitende
Gut gedrückt. Wird der eine Halter der Polierrolle nicht mehr im Sinne Bearbeiten
des Gutes hydraulisch beaufschlagt, so wird die Polierrolle zusammen mit ihrem Halter
durch die Zentrifugalkraft nach außen von dem zu bearbeitendem Gut weg bewegt. Dies
geschieht sehr schnell, sodaß bei Bruch eines Schneidmessers auch unbearbeitetes
Gut durch das Polieraggregat durchgeführt werden kann, ohne daß es zu einem Bruch
der Polierrollen oder der sie lagernden Achsen kommt.
-
Durch Regelung des Druckes auf den Halter der einen Polierrolle kann
der Polierdruck auf das Gut bei umlaufenden Polierrahmen auf einfache Art und Weise
verändert werden.
-
Die beiden anderen Polierrollen bleiben in der Regel in ihrer vorher
eingestellten . radialen Lage. Es wird jedoch auch eine Möglichkeit vorgeschlagen,
die beiden anderen Polierrollen während des Laufs mechanisch zu verstellen. Eine
solche mechanische Verstellung kann allerdings verglichen mit der hydrauliscìlen
Verstellung nur sehr langsam vorgenommen werden. Eine hydraulische Verstellung aller
drei Polierrollen ist insofern problematisch, da das zu bearbeitende Gut durch die
Polierrollen auch zentrisch geführt werden muß.
-
Durch die besondere Ausbildung des Polieraggregates kann dieses im
Durchmesser insgesamt kleiner ausgebildet werden, sodaß
nun auch
höhere Drehzahlen möglich sind. Durch die während des Laufs einstellbaren Anstellwinkel
der Polierrollen gegenüber dem zu bearbeitenden Gut, kann der Vorschub des Gutes
pro Umdrehung des Polierrahmens geändert werden. Durch beide Maßnahmen kann der
Gut-Durchsatz erhöht werden.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen und aus im folgenden beschriebenen und in der r Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen.
-
Es zeigt: Figur 1 einen Schnitt durch ein Polieraggregat quer zur
Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Gutes; Figur 2 einen Schnitt durch das Polieraggregat
entlang der Linie II-II gemäß Figur 1, und Figur 3 einen Schnitt durch ein ähnliches
Polieraggregat.
-
Ein Polieraggregat besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, in
dem hier um eine horizontale Achse 2 drehbar gelagert ein Polierrahmen 3 angeordnet
ist, der mit seinen axialen Enden 4 und 5, die einen wesentlich kleineren Durchmesser
aufweisen, als der den Mittelteil des Polierrahmens 3 bildenden Polierkopf 6, aus
dem Gehäuse 1 seitlich hervorstehen.
-
Der Polierrahmen 3 ist in zwei Lagern 7 und 8 gelagert, die hier
als Kugellager dargestellt sind und sowohl axiale, als auch radiale Kräfte aufnehmen
müssen. Diese Lager 7 und 8 sind hier ihrerseits in den quer zur Vorschubrichtung
des zu bearbeitenden, in der Achse 2 des Polierrahmens 3 zu bewegenden Gutes 9 angeordneten
Seitenwänden 10 und 11 des Gehäuses 1 gelagert.
-
Der Polierrahmen 3 ist längs seiner Drehachse 2 hohlzylinderförmig
ausgebildet, damit das zu bearbeitende Gut 9 durch ihn hindurchgeführt werden kann.
Der maximale Durchmesser des Gutes 3 muß geringer sein, als der Innendurchmesser
des Rahmens 3 in Bereich seiner Lager 7 und 8. Im mittleren Bereich des Poliorrahnens
3 ist dessen lnnendurchlnesser hier geriiigfügig größer.
-
Der Polierkopf 6 weist einen Außendurchmesser auf, der um ein Mehrfaches,
hier etwa ein Vierfaches, größer ist, als der Außendurchmesser der axialen Enden
4 und 5 des Polierrahmens 3.
-
Die Breite des Polierkopfes 6 ist kleiner, als sein Durchmesser.
-
Dieser Polierkopf 6 weist nun drei radiale Bohrungen 12 auf,
in
denen die Halter 13 von drei Polierrollen 14 auf die Achse 2 des Polierrahmens 3
zu und von dieser weg - und damit radial -bewegbar gelagert sind.
-
Zwei dieser Halter 13, in Figur 1 die beiden unteren, in Figur 2
der untere und in Figur beide dargestellten Halter 13, clie einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisen, besitzen an einem mittleren Teil ihres Umfanges ein Gewinde
15, welches mit einem entsprechenden Außengewinde je eines im Polierkopf 6 ortsfest
gelagerten, aber drehbaren Stellring 16 kämmt. Dieser Stellring 16 besitzt an seinem
Außenumfang eine Schneckenverzahnung 17, die mit einer ortsfest im Polierkopf 6
drehbar gelagerten Schneckenwelle 18 kämmt.
-
Wird diese Schneckenwelle 18 gedreht, so dreht auch der Stellring
16. Dadurch, daß das Gewinde des Stellrings 16 seinerseits mit dem Gewinde 15 des
Halters 13 der Polierrolle 14 kämmt, kann der Halter 13 und damit die an seinem
inneren zentralen Ende drehbar gelagerte Polierrolle 14 radial in Polierkopf 6 bewegt
werden.
-
Unmittelbar benachbart zu dem zuvor beschriebenern Stellring 16 ist
nun bei der ~Ausführungsform gemäß Figuren 1 und 2 auf der der Achse 2 des Polierrahmens
3 zugewandten Seite jeweils ein zweiter Stellring 19 angeordnet, der drehfest mit
dem jeweiligen Halter 13 verbunden ist und an dessen Außenumfang eine zweite Schneckenverzahnung
20 vorgesehen ist, die mit einer zweiten, ortsfesten Schneckenwelle 21 kämmt. Wird
diese zweite Schneckenwelle gedreht, so dreht sich der Halter 13 der Polierrolle
14 uni seine Drehachse, sodaß die Ausrichtung der Polierrolle 14 verändert wird.
-
Beide Schneckenwellen 18 und 21 werden gemäß Figuren 1 und 2 manuell
im Stillstand des Polieraggregates eingestellt.
-
Eine mechanische Verstellung dieser beiden Polierrollen 14 während
des Laufes mittels einer Stelleinrichtung wird weiter unte beschrieben.
-
Die dritte, in den Figuren obenliegende Bohrung 12' des Polierkopfes
6 weist zwei verschieden große Durchmesser auf, wobei der zur Achse 2 des Polierrahmens
3 benachbarte zentrale Abschnitt dieser Bohrung 12' den kleineren Durchmesser besitzt
tlnd als Führung für den Halter 13 ' der Polierrolle 14 ' dient. Der der
Achse
2 abgewandte Abschnitt der Bohrung 12' bildet den Zylinder eines Hydraulikzylinders,
dessen Kolben durch den Halter 13' gebildet wird, der an seinem der Polierrolle
14' abgewandten Ende eine Dichtung 22 trägt, die den Zylinderraum, der durch den
zweiten. Abschnitt der Bohrung 12' gebildet wird, in zwei Druckräume 23 und 24 unterteilt.
In die beiden Druckräume 23 und 24 mündet je eine Druckleitung 25 und 26, die im
Umfang des einen axialen Endes 5 des Polierrahmens 3 außerhalb des Gehäuses 1 münden.
Dieser Abschnitt dieses axialen Endes 5 des Polierrahmens 3 ist von einer Manschette
27 umgeben, die an ihrem Innenumfang, der auf dem Ende 5 des Rahmens 3 gleitend
aber dichtend aufliegt, zwei Ringkanäle 28 und 29 aufweist, in die die beiden Druckleitungti
25 und 26 münden. Die Manschette 27 ist an der Seitenwand 11 des Gehäuses 1 festgelegt
und so ausgebildet, daß sie auch das hier angeordnete Lager 8 des Polierrahmes 3
abdeckt.
-
In die Ringkanäle 28 und 29 münden weiterhin zwei Druckleitungen
30 und 31, die über eine Drucksteuerung mit einer hydraulischen Druckquelle verbunden
sind. Beide sind allgemein bekannt und nicht dargestellt, insbesondere, da, sie
sich entfernt von dem Polieraggregat befinden können.
-
Der erste, am der Polierrolle 14 ' abgewandten Ende des Zylinders
befindliche Druckraum 23 wird durch einen Deckel 32 dichtend abgeschlossen.
-
Wird nun die Druckleitung 30, und damit der Ringkanal 28, die Druckleitung
25 und der erste Druckraum 23 mit Druck beaufschlagt, während der zweite Druckraum
drucklos bleibt, so wird der Halter 12' und damit die Polierrolle 14' auf die Achse
2 des Polierrahmens 3 und damit auf das zu bearbeitende Gut 9 zu bewegt und auf
dieses gepreßt. Durch Beaufschlagen der anderen Druckleitung 31, des Ringkanals
29, der Druckleitung 26 und des zweiten Druckraumes 24 mit Druck bei gleichzeitiger
Drucklosstellung des ersten Druckraumes 23 bewegt sich der als Kolben dienende Halter
13' von dem zu bearbeitenden Gut 9 weg.
-
Beim normalen Polieren kann nun mittels des auf den ersten Druckraum
23 aufgegebenen hydraulischen Druckes der Polierdruck während des Arbeitens stufenlos
eingestellt werden. Bricht nun in der Schälmaschine ein Schneidmesser, was heutzutage
aufgrund verschiedener, verwendeter Meßfühler elektronisch festgestellt
werden
kann, so wird mittels elektronischer Steuerung der Druck auf den als Kolben ausgebildeten
Halter 13' der Polierrolle 14' durch Wechseln der Druckaufgabe geän<tert und
der Halter 13' wird mitsamt der Polierrolle 14' nach außen vom Gut 9 wegbewegt.
-
Aufgrund der Zentrifugalkraft, die auf den Halter 13' und die Polierrolle
14' während des Betriebes des Polieraggregates wirkt, würde es sogar schon ausreichen,
den ersten Druckraum 23 drucklos zu stellen, um die Polierrolle 14' nach außen zu
bewegen.
-
Durch die insbesondere radial sehr kleine Ausbildung des Polieraggregates
und die damit erreichte leichtere Ausbildung des Polierrahmens 3 kann dieser mit
einer höheren Drehzahl als bisher betrieben werden.
-
Figur 3 zeigt nun anhand einer den Figuren 1 und 2 ähnlichen Ausführungsform,
wie die beiden in Figur 1 unter dargestellten Polierrollen auch während des Laufs
des Polieraggregates radial mittels der dem radialen Einstellen der Polierrollen
14 dienenden Stellringe 16 verstellt werden können.
-
Die dritte, hier nicht sichtbare Polierrolle entspricht der anhand
der Figuren 1 und 2 beschriebenen; hydraulisch verstellbaren Polierrolle 14'.
-
Die eine Seitenwand 10 des Gehäuses trägt außerhalb desselben einen
Stellmotor 33 und ein Differentialgetriebe 34.
-
Letzteres ist mit zwei zueinander koaxialen Zahnrädern 35 und 36 verbunden,
die sich innerhalb des Gehäuses 1 benachbart zu dessen Seitenwand 10 befinden. Das
der Seitenwand 10 unmittelbar benachbarte Zahnrad 35, welches einen kleineren Durchmesser
aufweist, als das andere Zahnrad 3ti, kämmt mit einem in der Seitenwand 10 gelagerten
Zahnritzel 37, welches seinerseits mit einem Zahnring 38 kämmt, der drehfest auf
dem einen Ende 5 des Polierrahmens 3 befestigt ist und mechanisch die Drehzahl des
Polierrahmens 3 von diesem abnimmt und über das Zahnritzel 37 und das Zahnrad 35
an das Differentialgetriebe 34 übergibt. Dieses Zahnritzel 37 kehrt die Drehrichtung
um, sodaß das Zahnrad 35 eine dem Zahnring 38 entgegengesetzte Drehrichtung aufweist.
-
Das andere Zahnrad 36 mit dem größeren Durchmesser kämmt mit einem
zweiten hier mittels eines Gleitlagers 39 auf einen Absatz des einen Endes 5 des
Polierrahmens 3 gelagerten Zahnringes 40, der den' Polierkopf G urlrrlittell)ar
herlal hl)art ist.
-
Dieser zweite Zahnring 40 ist somit gegenüber dem Polierrahmen 3 drehbar
gelagert. Dieser Zahnring 40 besitzt eine Zahnbreite, die hier etwa der zweifachen
Zahnbreite des Zahnrades 36 entspricht.
-
Mit diesem zweiten Zahnring 40 kämmt ein Zahnrad, welches an der
Schnecke 18, die in die Schneckenverzahnung 17 des ersten Stellringes 16 eingreift,
angeordnet ist.
-
Steht der Stellmotor 33 still, so drehen sich zwar die einzelnen
Zahnräder, -ritzel und -ringe, der auch mit den Zahnrad der Schnecke 18 kämmende
zweite Zahnring 40 dreht aber mit der gleichen Drahzahl, wie der Polierrahmen 3,
in dessen Polierkopf 6 die Schnecke 18 gelagert ist, sodaß diese Schnecke 18 nicht
gedreht wird und somit der Halter 13 der Polierrolle 14 radial in seiner Lage verbleibt.
-
Wird der Stellmotor gedreht, so erhält der Zahnring 40 über das Differentialgetriebe
34 eine gegenüber dem Polierrahmen 3 geänderte Drehzahl, wodurch die mit dem Polierkopf
6 des Polierrahmens 3 mitbewegte Schnecke 18 gedreht und damit der Halter radial
in der einen oder anderen Richtung verschoben wird.
-
Eine solche Verstelleinrichtung kann auf der gegenüberliegenden Seite
des Polierkopfes 6 auch für die Verstellung der Halter 13 um ihre Längsachse vorgesehen
sein, dies wurde jedoch übersichtiichkeitstialber nicht dargestellt.
-
SelbsLverständlich kann auch der radial hydraulisch verstellbare Halter
13' der Polierrolle 14' mit einem Stellring versehen sein, der analog den Stellringen
19 der anderen beiden Halter 14 ein Verdrehen desselben um seine Achse gestattet.
-
Auf dem in Figur 2 der Manschette 27 bzw. in Figur 3 dem einen gezeigten
Verstellmotor 33 gegenüber liegenden axialen Ende 4 des Rahmens 3 ist noch eine
mit diesem drehfest verbundene Keilriemenscheibe 41 dargestellt, über die der Polierrahmen
3 in Drehung versetzt werden kann.
-
Bezugszeichenliste 1 Gehäuse 2 Achse des Polierrahmens 3 Polierrahmen
4 axiales Ende des Polierrahniens 5 axiales Ende des Polierrahniens .6 Polierkopf
7 Lager des Polierrahmens 8 Lager des Polierrahmens 9 zu bearbeitendes Gut 10 Seitenwand
des Gehäuses 11 Seitenwand des Gehäuses 12 radiale Bohrung im Polierkül)f 13 Halter
der Polierrolle 14 -Polierrolle 15 Gewinde 16 Stellring 17 Schneckenverzahnung 18
Schnecke 19 zweiter Stellring 20 zweite Schneckenverzahnung 21 zweite Schnecke 22
Dichtung 23 erster Druckraum 24 zweiter Druckraum 25 Druckleitung 26 Druckleitung
27 Manschette -28 Ringkanal 29 Ringkanal 30 Druckleitung 31 Druckleitung 32 Deckel
des ersten Druckraumes 33 Stellmotor 34 Differentialgetriebe 35 Zahnrad 36 Zahnrad
37 Zahnritzel 38 Zahnring 39 Gleitlager 40 Zahnrad 41 Keilriemenscheibe