DE3514741C2 - - Google Patents
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Feinarbeiten ebener Flächen von scheibenförmigen
Werkstücken mit unbearbeiteter Auflageseite und
geringer Wanddicke mit einem vorzugsweise rotierend angetriebenen Futter
zur Aufnahme des Werkstücks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Werkstücke werden vorteilhaft mittels Topfschleifscheiben
bearbeitet, die das sich drehende Werkstück
bis über deren Mitte überdecken, wobei durch Neigung
der Schleifspindelachse gegenüber der Werkstückachse auch
konvexe bzw. konkave Oberflächen erzeugt werden können.
Im allgemeinen werden derartige Werkstücke auf einer
ebenen Werkstückaufnahme aufgenommen. Dies ist jedoch dann
nicht oder nur bedingt möglich, wenn es sich um Werkstücke
mit unbearbeiteter Auflageseite handelt, da dann ein
Kippen während der Bearbeitung nicht zu vermeiden sit. Die
Folge davon sind Abweichungen der bearbeiteten Fläche von
der gewünschten Form. Andererseits ist es aber bei solchen
Werkstücken, die nur eine geringe Wanddicke aufweisen,
notwendig, diese möglichst großflächig aufzunehmen, um
eine Durchbiegung in Folge des Bearbeitungsdruckes zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung
zum Feinbearbeiten ebener Flächen von scheibenförmigen
Werkstücken mit unbearbeiteter Auflageseite und
geringer Wanddicke der eingangs genannten Art zu
schaffen, bei der die Werkstücke eine definierte und
ausreichend große Auflage besitzen, um sowohl ein Kippen
während der Bearbeitung als auch eine Durchbiegung in
Folge des Bearbeitungsdruckes zur Erzielung einer Oberfläche
hoher Formgenauigkeit zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten
Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß werden die Werkstücke durch eine Dreipunktauflage
kippsicher gehalten. Die Auflagestifte sind
im allgemeinen fest vorhanden, da die unbearbeitete Auflageseite
der Werkstücke ausreichend eben ist, um zu gewährleisten,
daß auch die zu bearbeitende Oberfläche des
Werkstückes dann eben ist, wenn die drei festen Auflagestifte
in einer Ebene parallel zur Topfscheibe liegen. Es
kann jedoch ggf. notwendig sein, diese festen Auflagestifte
höheneinstellbar zu machen, um ggf. auch Werkstücke
aufnehmen zu können, deren Auflageseite eine unregelmäßigere
Form aufweist. Da bei dünnen Werkstücken drei
Auflagepunkte jedoch nicht ausreichend sind, da die
zwischen den Auflagepunkten liegenden Regionen durch den
Schleifdruck elastisch durchgebogen werden können, sind
die weiteren Auflageelemente vorgesehen, die das Werkstück
in allen diesen Regionen abstützend festlegen. Dadurch ist
auch eine Durchbiegung des Werkstücks während der Bearbeitung
verhindert, so daß der Werkstoffabtrag über die
gesamte zu bearbeitende Oberfläche gleichmäßig erfolgt und
Formfehler vermieden sind.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
überragen die weiteren Auflageelemente in ihrer
Ausgangsstellung die festen Auflagestifte und sind in
axialer Richtung federnd nachgiebig gelagert und in ihre
an der Auflageseite des Werkstücks anliegende Arbeitsstellung
zurückdrängbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden mit dem Auflegen des Werkstücks auf die festen Auflagestifte
die weiteren Auflageelemente zurückgedrängt, so
daß sie von Anfang an in entsprechender Weise an der Auflageseite
des Werkstücks anliegen. In bevorzugter Weise
werden dann, wenn das Werkstück in seiner zu bearbeitenden
Stellung angeordnet ist, die weiteren Auflageelemente in
dieser ihrer Arbeitsstellung blockiert, so daß sie während
der Bearbeitung die entsprechenden Regionen des Werkstücks
abstützen können, ohne nachzugeben.
In zweckmäßiger Weise sind bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die weiteren Auflageelemente mit einem
hydraulischen Kolben versehen, der sich in einem Zylinder
unter der Wirkung eines Federelementes abstützt. Dabei ist
der Hydraulikzylinder mit einem Sammelbehälter über eine
absperrbare Leitung verbunden. Dadurch ergibt sich ein
relativ geringer konstruktiver Aufwand für die nachgiebige
Lagerung und die Blockierung der verfahrbaren weiteren
Auflageelemente.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung
sind die weiteren Auflageelemente gegen die Auflageseite
des Werkstücks verfahrbar und nach ihrer Anlage
an der Auflageseite in diesen Arbeitsstellungen festklemmbar.
Im Gegensatz zum eingangs genannten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden hierbei die
weiteren Auflageelemente erst dann an der Auflageseite des
Werkstücks zur Anlage gebracht, wenn das Werkstück auf den
festen Auflagestiften aufliegt und gegen diese gedrückt
ist.
Eine einfache konstruktive Ausführung dieses Ausführungsbeispieles
ist durch die Ausbildung der weiteren verfahrbaren Auflageelemente durch Gewindespindeln,
die von drehbaren Muttern bewegt werden, gebildet.
Zu der folgenden Beschreibung ist die
Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
sowie anhand eines weiteren, zeichnerisch
nicht dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum
Feinarbeiten ebener Fläche von scheibenförmigen
Werkstücken längs der Linie I-I der
Fig. 3, jedoch mit bereits aufgenommenem Werkstück,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der
Fig. 3, ebenfalls mit bereits aufgenommenem
Werkstück und
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach den
Fig. 1 und 2 ohne Werkstück.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zum Feinbearbeiten
ebener Flächen von scheibenförmigen Werkstücken
gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung dient dazu, bei solchen Werkstücken, die eine
unbearbeitete Auflageseite und eine relativ geringe Wanddicke
aufweisen, einerseits eine definierte Auflage vorzusehen,
um ein Kippen des Werkstücks während der Bearbeitung
zu verhindern, und andererseits relativ
dünne Werkstücke trotzdem großflächig zu unterstützen,
damit eine Durchbiegung des Werkstücks infolge des Bearbeitungsdruckes
vermieden ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt ein Futter 11,
das in nicht dargestellter Weise an einem Maschinentisch
befestigt und rotierend angetrieben gelagert ist. Das
Futter 11 dient zur Aufnahme, Grobzentrierung und
Mitnahme eines zu bearbeitenden, scheibenförmigen Werkstückes
12 mit unbearbeiteter Auflagefläche 13 und
geringer Wanddicke. Die Grobzentrierung und drehfeste
Mitnahme des Werkstückes 12 durch das rotierend angetriebene
Futter 11 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel
durch am Umfang eines Grundkörpers 14 des Futters
11 verteilt angeordnete, unterhalb dessen Oberfläche
endende Stege 16, die in Zentrier- bzw. Mitnahmeansätze 17
am Werkstück 12 eingreifen. Es versteht sich, daß die
Grobzentrierung und die drehfeste Mitnahme auch in beliebiger
anderer Weise an das betreffende Werkstück 12 angepaßt
vorgenommen werden können. Parallel zur zu bearbeitenden
Oberfläche 18 des Werkstücks 12 ist eine Topfschleifscheibe
19 vorgesehen, die an einer Spindel 21 rotierend
angetrieben gehalten ist, welche Spindel in nicht dargestellter
geeigneter Weise mit einer Antriebsvorrichtung
verbunden ist.
Der Grundkörper 14 des Aufnahmefutters 11 ist nahe seines
Außenumfangs mit drei über den Umfang gleichmäßig verteilt
angeordneten Auflagestiften 22 versehen, die hier den Mitnahmestegen
16 benachbart angeordnet sind und die mit
ihrem einen Ende in im Grundkörper 14 vorgesehene Gewindesacklochbohrungen
23 eingeschraubt und darin enthalten sind.
Durch die drei Auflagestifte 22 ist eine Dreipunktauflage
für das Werkstück 12 gegeben, dessen Auflageseite 13 zwar
unbearbeitet ist, jedoch in Fig. 1 in übertriebener Weise
mit Unebenheiten versehen ist. Normalerweise ist die Auflageseite
13 des Werkstücks 12 ausreichend eben, um zu
gewährleisten, daß auch ihre fein zu bearbeitende Oberfläche
18 dann, wenn die Auflageenden 24 der Auflagestifte
22 in einer zur Topfschleifscheibe 19 parallelen Ebene
liegen, ebenfalls entsprechend parallel angeordnet ist.
Bei Werkstücken 12 mit unebeneren unbearbeiteten Auflageseiten
13 ist es auch möglich, die Auflagestifte 22
höheneinstellbar auszubilden, wobei sie dann in ihrer
jeweiligen eingestellten Höhe verriegelt bzw. blockiert
werden können.
Zwischen den festen bzw. fest einstellbaren Auflagestiften
22 sind weitere (zusätzliche) Auflageelemente in Form von
Zapfen 26 vorgesehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
sind zwischen je zwei benachbarten Auflagestiften 22
je zwei weitere Auflagezapfen 26 vorgesehen. Diese Auflagezapfen
26 sind entsprechend der Kreisringform des
Werkstücks 12 ebenfalls kreisringförmig zusammen mit den
Auflagestiften 22 angeordnet. Es versteht sich, daß es bei
scheibenförmigen Werkstücken 12, die keine mittige Ausnehmung
aufweisen, möglich ist, Auflagezapfen 26
zusätzlich auch zwischen den Auflagestiften 22 und der
Mittelachse des Werkstücks vorzusehen.
Jeder Auflagezapfen 26 durchdringt mit einem Schaft 28,
der mit dem Auflageende 27 versehen ist, eine von der
Oberseite 15 des Futter-Grundkörpers 14 her eingearbeitete
Bohrung 29, die in einen durchmesserbreiteren Zylinderraum
31 mündet. In diesem Zylinderraum 31 ist der Schaft 28 mit
seinem einstückig angeformten Kolben 32, der eine Kolbenringdichtung
33 aufweist, gleitend gelagert. Alle Zylinder
31 sind durch eine an der Unterseite des Grundkörpers 14 angeordnete
Platte 34 dichtend abgedeckt. Innerhalb des
Zylinders 31 ist außerdem eine Druckfeder 36 vorgesehen,
die sich einenends an der Unterseite des Kolbens 32 und
andernends an der gegenüberliegenden Seite der Platte 34
abstützt.
Der Raum 37 zwischen dem Kolben 32 und der Platte 34 in
jedem Zylinder 31 steht über Leitungsbohrungen 38 und 39
in der Platte 34 und einer Sammelbohrung 41, die mit den
Räumen 37 sämtlicher Zylinder 31 der Auflagezapfen 26
verbunden ist, mit einem im Grundkörper 14 des Futters 11 vorgesehenen
Sammelraum 42 in Verbindung. Dieser Sammelraum 42 ist mit
Hydraulikflüssigkeit angefüllt, die auch innerhalb der
Räume 37 der Zylinder 31 und der Bohrungen 38, 39, 41 angeordnet
ist.
In den Sammelraum 42 ragt der Stößel 47 eines Ventils 46,
der an seinem unteren Ende einen Dichtkonus 48 aufweist,
welcher mit einer entsprechenden Dichtfläche 49 der
Sammelbohrung 41 zusammenwirken kann. Der Stößel 47 ist in
Richtung zur Sammelbohrung 41 hin und her bewegbar. Dazu
ist der Stößel 47 an seinem eine Bohrung 51 des Futter-Grundkörpers
14 durchdringenden und dessen Oberseite 15 überragenden
Endes 52 gelenkig mit einem Doppelarmhebel 53
verbunden, der an einem am Grundkörper 14 festgelegten
Drehpunkt 54 gelagert ist und an seinem freien Hebelende
56 mit einer Betätigungstaste 57 versehen ist. Der Betätigungstaste
57 gegenüberliegend ist das freie Ende 56
des Doppelarmhebels 53 von einer Druckfeder 58 beaufschlagt,
die sich andernends am Grund einer Ausnehmung 59
im Gundkörper 14 abstützt.
Das freie Ende 56 des Doppelarmhebels 53 ist mit Hilfe
einer Klinke 62 verriegelbar, die ebenfalls zweiarmig
ausgebildet und an einem an einer Umfangsseite des Futter-Grundkörpers
14 befestigten Drehpunkt 63 schwenkbar gelagert
ist. Das dem Doppelarmhebel 53 abgewandte eine Ende der
Klinke 62 ist von einer Druckfeder 64 beaufschlagt, die
sich am Grund einer Ausnehmung 66 im Grundkörper 14 abstützt.
Außerdem ist dieser Arm der Klinke 62 mit einer
Taste 67 verbunden. Der andere Arm der Klinke 62 ist an
seinem freien Ende mit einem Verriegelungsvorsprung 68
versehen, der in der dargestellten Ruhelage der Klinke 62
das freie Ende 56 des Doppelarmhebels 53 übergreift und
diesen in einer Stellung hält, in der das Ventil 46 geöffnet
ist, d. h. der Stößel 47 die Sammelbohrung 41 freigibt.
Die erfindungsgemäß erreichbare Funktion des Aufnahmefutters 11 für das Werkstück 12
ist folgende:
Bevor ein Werkstück 12 auf die festen Auflagestifte
22 aufgelegt wird, sind die weiteren Auflagezapfen
26 unter der Wirkung der Druckfedern 36 derart nach
(in der Zeichnung) oben verschoben, daß ihre Auflageenden
27 die Auflageenden 24 der Auflagestifte 22 überragen.
Wird nun das Werkstück 12 auf das Aufnahmefutter 11 bzw.
dessen feste Auflagestifte 22 aufgelegt, so werden die
weiteren Auflagezapfen 26 entgegen der Wirkung der Druckfedern
36 zurückgeschoben, so daß die Auflageenden 27 der
Auflagezapfen 26 in ihrer jeweiligen Arbeitsstellung an
der Unterseite bzw. Auflageseite 13 des Werkstücks 12 anliegen,
wenn dieses mit ihrer Auflageseite 13 auch auf den
Auflagestiften 22 liegt. Bei dieser Rückbewegung der Auflagezapfen
26 wird Hydraulikflüssigkeit, die sich in den
Räumen 37 des Zylinders 31 befindet, durch die Bohrungen
38, 39 und 41 bei geöffnetem Ventil 46 gemäß Fig. 1 in den
Sammelraum 42 gedrückt. Ist das Werkstück 12 aufgenommen
und gegen die Auflagestifte 22 durch die Topfschleifscheibe
19 gedrückt, so werden die weiteren Auflagezapfen
26 hinsichtlich einer möglichen weiteren Bewegung
blockiert. Dies erfolgt dadurch, daß durch Druck auf die
Taste 67 die Klinke 62 bewegt und das Ventil 46 ausgelöst
wird. Durch Freigabe des Doppelarmhebels 53 gelangt unter
Wirkung der Druckfeder 58 der Dichtkonus 48 des Ventils 46
gegen die Dichtfläche 49 der Sammelbohrung 41, so daß der
Hydraulikabfluß durch die Bohrungen 38, 39, 41 aus den
Räumen 37 blockiert ist. Die weiteren Auflagezapfen 26
können sich dadurch nicht weiter zurückbewegen, so daß ein
Durchbiegen des Werkstückes 12 während der Bearbeitung
unter der Wirkung des Bearbeitungsdruckes nicht erfolgen
kann.
Nach Beendigung der Feinbearbeitung der zu bearbeitenden
Oberfläche 18 des Werkstücks 12 wird das Ventil 46 durch
Druck auf die Taste 47 wieder geöffnet und die Öffnungsstellung
durch Einrasten der Klinke 62 wieder verriegelt.
Wird das Werkstück 12 vom Aufnahmefutter 11 abgenommen,
können sich die weiteren Auflagezapfen 26 unter der
Wirkung der Druckfedern 36 wieder nach oben bewegen, wobei
gleichzeitig Hydraulikflüssigkeit über die Leitungen 38,
39, 41 aus dem Sammelraum 42 wieder angesaugt wird.
Bei einem anderen, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die weiteren Auflageelemente 26
durch Gewindespindeln gebildet, die im Futter-Grundkörper 14 gelagert
und mit Hilfe von rotierend antreibbaren Muttern in
axialer Richtung auf und ab bewegbar sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel
liegen die Gewindespindeln in Ausgangsstellung
mit ihren Auflageenden nicht oberhalb derjenigen
der festen Auflagestifte 22, sondern stets unterhalb. Die
weiteren Auflageelemente in Form der Gewindespindeln werden
gegen die Auflageseite 13 des Werkstücks 12 erst dann gefahren,
wenn das Werkstück 12 fest und unter Druck durch
die Topfschleifscheibe 19 auf den Auflagestiften 22 aufliegt.
Dann werden die Gewindespindeln solange gegen die
Unterseite bzw. Auflageseite des Werkstücks 12 gefahren,
bis ein bestimmtes Drehmoment erreicht ist. Danach werden
die dem Antrieb der Gewindespindeln dienenden Muttern
blockiert. Auch auf diese Weise ist ebenfalls eine Abstützung
während der Bearbeitung des Werkstücks und ein
Verhindern des Durchbiegens des Werkstückes durch den Bearbeitungsdruck
erreichbar.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Feinbearbeiten ebener Flächen von scheibenförmigen
Werkstücken mit unbearbeiteter Auflageseite und
geringer Wanddicke mit einem vorzugsweise rotierend angetriebenen
Futter zur Aufnahme des Werkstücks und mit einem
Werkzeug, vorzugsweise in Form einer Topfschleifscheibe,
dadurch gekennzeichnet, daß das Futter (11) zur Aufnahme
des Werkstücks (12) mit drei über den Umfang verteilten,
ggf. höhenverstellbaren, festen Anschlagstiften (22) versehen
ist, gegen die das Werkstück (12) gedrückt ist, und
daß zumindest zwischen den drei festen Auflagestiften
(22) ein oder mehrere weitere Auflageelemente (26) vorgesehen
sind, die nach dem Auflegen des Werkstücks (12)
auf die drei festen Auflagestifte (22) an der Auflageseite
(13) des Werkstücks (12) abstützend festlegbar
sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren Auflageelemente (26) in ihrer Ausgangsstellung
die festen Auflagestifte (22) überragen
und in axialer Richtung federnd nachgiebig gelagert und
in ihre an der Auflageseite (13) des Werkzeugs (12) anliegende
Arbeitsstellung zurückdrängbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren Auflageelemente (26) in ihrer Arbeitsstellung
blockierbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren Auflageelemente (26) mit
einem hydraulischen Kolben (32) versehen sind, der sich
in einem Zylinder (31) unter der Wirkung eines Federelementes
(36) abstützt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hydraulikzylinder (31) mit einem Sammelbehälter
(42) über eine absperrbare Leitung (38, 39, 41) verbunden
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren Auflageelemente (26) gegen die Auflageseite
(13) des Werkstücks (12) verfahrbar und nach
ihrer Anlage an der Auflageseite in diesen Arbeitsstellungen
festklemmbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren verfahrbaren Auflageelemente (26)
durch Gewindespindeln gebildet sind, die durch drehbare
Muttern solange bewegt werden, bis ein voreinstellbares
Drehmoment erreicht ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (12) gegen
die Auflagestifte (22) durch die Topfschleifscheibe
(19) gedrückt ist.
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