DE3608864A1 - Vorrichtung zum schleifen von aussen- und/oder innenmantelflaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schleifen von Außen- und/oder Innenmantelflächen an vorzugsweise in ihrer Querschnittskontur unterschiedlich ausgebildeten Körpern, wobei der Schleifvorgang in Achsrichtung erfolgt, unter Verwendung von an den Mantelflächen angreifenden Schleifwerkzeugen, die an einem Trägerkopf gehalten und dieser und/oder der Bearbeitungs­ körper jeweils relativ zueinander bewegbar und drehbar gelagert sind.

Derartige Vorrichtungen werden insbesondere zur Herstellung von Werkstücken für die Glasausformung eingesetzt. Hierbei ist es er­ forderlich, daß aufgrund der Eigenart des zu verarbeitenden Glasproduktes eine hohe Oberflächengüte dieser betreffenden Glas­ ausformwerkstücke gewährleistet sein muß. Darüber hinaus dürfen insbesondere bei der Verwendung von Preßformmaschinen allenfalls Oberflächenungenauigkeiten geringsten Ausmaßes in Längsrichtung gegeben sein. Zu diesem Zweck ist gemäß der DE-OS 19 33 575 eine Vorrichtung zum Ziehschleifen von Außen- und Innenflächen von Werk­ stücken vorgeschlagen worden, bei welcher ein oder mehrere Zieh­ schleifstein-Halter an langgestreckten Blattfedern angeordnet sind. Zum Ausgleich der sich bei solchen Blattfedern ergebenden unter­ schiedlichen Anpreßkräfte im Bereich der Ziehschleifsteine hat man den Abstand zwischen dem einen Einspannende der Blattfedern in der Haltevorrichtung und der Einspannstelle der Ziehschleifsteine relativ groß gehalten, damit aufgrund der dadurch gegebenen größeren Elastizität geringere Unterschiede in den Anpreßkräften gewährleistet werden. Aufgrund der Eigenart der gewählten Werk­ stückkontur, die beispielsweise am oberen Bereich relativ dünn und am unteren Bereich relativ groß ausfällt, ergeben sich unter­ schiedliche Wege einer solchen Blattfeder bzgl. ihrer neutralen Achse, wobei dann auch entsprechend unterschiedliche Anpreßkräfte auf die Ziehschleifsteine und damit auf die Oberfläche des Werk­ stückes einwirken. Diese unterschiedlichen Kräfte können bei der Verwendung von Blattfedern, wie bereits ausgeführt, nur durch eine entsprechend große Distanz zwischen Einspannstelle und Zieh­ schleifstein-Aufnahmekörper vermindert werden. Demnach sind unab­ hängig von der gewählten Länge unterschiedliche Anpreßkräfte der Ziehschleifsteine nicht zu vermeiden. Insgesamt gesehen sind bei einer solchen Vorrichtung die Nachteile darin zu erblicken, daß einerseits relativ hohe Bauhöhen erforderlich sind und zum anderen eine Optimierung der Anpreßkräfte tatsächlich nicht möglich ist.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art hat sich die Erfindung nun die Aufgabe gestellt, die wirksame Angriffslänge solcher Ziehschleifstein-Halter zu optimieren und dabei unabhängig von der Abstandslänge und dem jeweiligen Werkstückdurchmesser bzw. dessen Kontur eine exakt gleichbleibende Anpreßkraft der Zieh­ schleifsteine sicherzustellen. Gleichzeitig ist dabei die Aufgabe gestellt, in einer solchen Maschine mehrere Ziehschleifsteine mit unterschiedlicher Körnung einsetzen zu können, die praktisch takt­ weise eine Verfeinerung der jeweiligen Oberfläche bis hin zur optimierten Güte zulassen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an dem Trägerkopf ein und/oder mehrere Werkzeughalter um eine horizontale Achse schwenk­ bar gelagert sind und an dem von der Lagerachse abweisenden Teil des Halters eine unabhängig von der Hubbewegung und dem Abstand zur Werkstückmittelachse gleichmäßig druckbeaufschlagbare Verstell­ einrichtung angreift.

Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß als Verstelleinrichtung ein Druckmittelzylinder vorgesehen ist, dessen Kolbenstange über ein Zwischenglied mit dem Halter verbunden ist.

Mit dieser vorgeschlagenen Ausgestaltung ist unabhängig von der jeweiligen Bearbeitungsposition der Ziehschleifsteine zum Werkstück bzw. zur jeweiligen Werkstückmittelachse eine konstante und praktisch durchmesserunabhängige Anpreßkraft gegeben. Hierzu dient unter anderem die druckluftgeregelte Beaufschlagung des als Ver­ stelleinheit dienenden Druckmittelzylinders.

Zur Überbrückung der von dem Halter ausgehenden Schwenkbewegung um eine horizontale Achse dient das mit der Kolbenstange verbundene Zwischenglied.

In selbständiger Ausbildung der Erfindung wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ferner vorgeschlagen, daß als Verstell­ einrichtung eine Feder vorgesehen ist, die zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Anpreßkraft mit ihrer einen Einspannseite in ihrer Position zum jeweiligen Angriffspunkt der Schleifmittel und/oder des Trägerkopfes verstellbar gelagert ist.

Auf diese Weise kann anstelle des vorgesehenen Druckmittelzylinders eine Zugfeder eingesetzt werden, deren Zugkraft über die gesamte Bewegungslänge der Ziehschleifsteine durch Veränderung eines ihrer Angriffspunkte konstant gehalten wird, so daß die einmal einge­ stellte Anpreßkraft auf der gesamten Bearbeitungsflächenlänge er­ halten bleibt. Bei Verwendung eines Trägerkopfes mit Druckmittel­ zylinder hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß der Trägerkopf ein und/oder mehrere radial verlaufende Ausnehmungen aufweist, innerhalb welcher der die Schleifwerkzeuge aufnehmende Halter gelagert ist.

Auf diese Weise können zwei, drei oder weitere Schleifwerkzeuge an dem zweckmäßig rotierenden Werkstück angreifen.

Da die Werkstücke im oberen Bereich dünner und im unteren Bereich dicker ausgebildet sind, ist es zweckmäßig, daß mit dem äußeren Ende des Halters ein diesen in seinem Schwenkwinkel begrenzender Einstellring korrespondiert, derart, daß die jeweils maximal zu­ lässige Zentrumsverschwenkung der Schleifwerkzeughalter einstellbar ist. Auf diese Weise können Aufsetzer auf die Werkzeugspitze auf einfache Weise ausgeschaltet werden.

Zur besseren Handhabung hat es sich ferner als zweckmäßig erwiesen, daß der Verstellzylinder in Ruhestellung federhaltend ausgebildet ist, derart, daß bei Druckentlastung ein automatisches Entfernen der Schleifwerkzeughalter von der Werkstückmantelfläche erfolgt.

Schließlich schlägt die Erfindung vor, daß mehrere solcher Vor­ richtungen in Reihe innerhalb eines Maschinengehäuses zusammen­ geschaltet sind und jede Vorrichtung mit Schleifwerkzeugen ein­ ander unterschiedlicher Körnung ausgestattet ist. Hierdurch ist dem Bedienungspersonal die Möglichkeit gegeben, gleich mehrere zu bearbeitende Werkstücke zu beaufsichtigen und diese taktweise je einer nächst höheren und das Werkstück besser vergütenden Oberflächenbehandlung durch die Schleifvorrichtung zuzugeben.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematisch und vereinfacht dargestellte Vorrichtung mit einem ortsfesten, aber rotierenden Werkstück,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die gesamte Maschine mit mehreren nebeneinander befindlichen Einzelvorrichtungen,

Fig. 3 eine Variante der Erfindung mit in ihrer Position zu den Haltern veränderbaren Zugfedern, wobei das Schleifwerkzeug sich in unterer Position befindet, und

Fig. 4 die gleiche Vorrichtung gemäß Fig. 3 mit dem Schleifwerkzeug in annähernd oberer Position.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Vorrichtung aus dem eigentlichen Maschinengehäuse 1, auf welchem ein in Rotation versetzbarer Werkstückträger 2 zur Aufnahme des in seiner Querschnittskontur unterschiedlich ausgebildeten Körpers, im nachhinein Werkstück 3 genannt, gehalten ist. Seitlich des Werk­ stückträgers 2 befindet sich eine Säule 4 zur Aufnahme der eigent­ lichen Schleifvorrichtung 5. Diese besteht aus einem Trägerkopf 6, an welchem ein oder mehrere Werkzeughalter 7 um eine horizontale Achse 8 verschwenkbar gelagert sind. Dieser Halter nimmt nach unten weisende Stangen 9 auf, deren Ende mit den verstellbar gelagerten Ziehschleifwerkzeugen 10 ausgestattet sind. Zur exakten inneren Fixierung dieser Ziehschleifwerkzeuge 10 zur Achse des Werkstückes 3 greifen am unteren äußeren Ende der Halter 7 Flächen 11 eines verstellbar an dem Trägerkopf 6 befestigten Verstellringes 12 an. Der eigentliche Trägerkopf 6 selbst ist mit der Kolbenstange 13 eines nicht weiter dargestellten Hubzylinders 14 verbunden, welcher in Richtung des Pfeiles 15 in vertikaler Ebene auf- und abbewegbar ist. Zur Begrenzung der jeweiligen Hubhöhe befindet sich seitlich der Bewegungsebene der gesamten Vorrichtung eine Endlagenschalter­ leiste 16, welche zweckmäßig an der Säule 4 ortsfest angebracht ist und verschiedene Stellungen der Endschalter zuläßt.

Auf der oberen Stirnseite des Trägerkopfes 6 befinden sich gleich­ mäßig druckbeaufschlagbare Druckmittelzylinder 17 mit Druckluft­ anschlüssen 18, deren Kolbenstange 19 über eine Lasche 20 mit dem Halter 7 gelenkig verbunden ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, befindet sich die Vorrichtung mit den Schleifwerkzeugen in ihrer annähernd oberen Position und bewegt sich praktisch auf dem Wege nach unten zur eingestellten unteren Endlage. Hierbei verschwenken die Werkzeughalter 7 mit den Stangen 9 und den am Ende aufgenommenen Ziehschleifwerkzeugen 10 entsprechend den vorgegebenen Werkstückkonturen nach außen, wobei der Halter 7 um seine horizontale Achse 8 nach oben verschwenkt wird. Dabei wird im Druckmittelzylinder 17 entgegen einer an dem nicht dargestellten Kolben angreifenden Feder ein ständig gleichmäßiger Druck ausgeübt, mit dem eine auf der gesamten wirksamen Arbeitslänge exakt gleich­ bleibende Anpreßkraft auf die Ziehschleifwerkzeuge 10 und damit auf die Oberfläche des Werkstückes 3 ausgeübt wird. Auf diese Weise wird eine optimale Oberflächenkontur und Güte erreicht, ohne daß aufgrund unterschiedlicher Anpreßkräfte entsprechende Veränderungen in der Oberflächenkontur und Abmessung hervorgerufen werden.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel dient zur Bearbeitung von Außen­ flächen eines in der Querschnittskontur unterschiedlich ausgebildeten Körpers. Bei Umkehrung der Betätigungselemente ist es selbstver­ ständlich möglich, die gleiche Vorrichtung auch zum Innenmantel­ flächenschleifen einzusetzen.

Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung mit dem Maschinengehäuse 1, wobei mehrere der in Fig. 1 dargestellten Schleif­ vorrichtungen 5 nebeneinander angeordnet sind. Dabei ist die Körnung der in jeder Vorrichtung verwendeten Schleifwerkzeuge einander unterschiedlich, so daß nach und nach die jeweils optimale Ober­ flächenbeschaffenheit von Vorrichtungsstation zu Vorrichtungsstation erzielt werden kann.

In Fig. 3 und 4 ist eine Variante der vorbeschriebenen Ausgestaltung dargestellt. Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, besteht die Vorrichtung aus dem eigentlichen Trägerkopf 6, an dem die Werkzeughalter 7 bzw. Stangen 9 gehalten sind. Als Verstelleinheit ist eine Feder 21 vorgesehen, die einerseits an dem Werkzeughalter 7 bzw. der Stange 9 angeordnet und zum anderen an einem relativ zum Träger­ kopf 6 in seiner Position veränderbaren Träger 22 befestigt ist. Dieser Träger 22 ist gegenüber dem Trägerkopf 6 derart gelagert, daß er innerhalb eines bestimmten Hubes zu diesem verstellt werden kann. Dadurch wird das mit X bezeichnete Abstandsmaß zwischen dem Werkzeughalter 7 bzw. der Stange 9 und dem Träger 22 verändert, so daß sich die wirksame Federlänge ebenfalls verändert und damit die jeweils unterschiedliche Winkelstellung des Werkzeughalters kräftemäßig überbrückt. Demzufolge bleibt die einmal eingestellte Anpreßkraft des Halters 7 zum Werkstück 3 trotz veränderter Angriffs­ position während des gesamten Hubes der Ziehschleifwerkzeuge 10 gleichbleibend erhalten.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Schleifen von Außen- und/oder Innenmantel­ flächen an vorzugsweise in ihrer Querschnittskontur unter­ schiedlich ausgebildeten Körpern, wobei der Schleifvorgang in Achsrichtung erfolgt, unter Verwendung von an den Mantel­ flächen angreifenden Schleifwerkzeugen, die an einem Träger­ kopf gehalten und dieser und/oder der Bearbeitungskörper jeweils relativ zueinander bewegbar und drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Trägerkopf (6) ein und/oder mehrere Schleifwerkzeughalter (7, 9) um eine horizontale Achse (8) verschwenkbar gelagert sind und an dem von der Lagerachse (8) abweisenden Teil des Halters (7) eine unab­ hängig von der Hubbewegung und dem Abstand zur Werkstückmittel­ achse gleichmäßig druckbeaufschlagbare Verstelleinrichtung (17) angreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstelleinrichtung (17) ein Druckmittelzylinder vorgesehen ist, dessen Kolbenstange über ein Zwischenglied (20) mit dem Halter (7) verbunden ist.

3. Vorrichtung zum Schleifen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstelleinrichtung (17) eine Feder (21) vorgesehen ist, die zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Anpreßkraft mit ihrer einen Einspannseite in ihrer Position zum jeweiligen Angriffspunkt der Schleif­ mittel (10) und/oder des Trägerkopfes (6) verstellbar ge­ lagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkopf (6) ein und/oder mehrere radial verlaufende Aus­ nehmungen aufweist, innerhalb welcher der die Schleifwerkzeuge (10) aufnehmende Halter (7) gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem äußeren Ende des Halters (7) ein diesen in seinem Schwenk­ winkel begrenzender Einstellring (12) korrespondiert, derart, daß die jeweils maximal zulässige Zentrumsverschwenkung der Schleifwerkzeuge (10) einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellzylinder (17) in Ruhestellung federhaltend ausgebildet ist, derart, daß bei Druckentlastung ein automatisches Entfernen der Schleifwerkzeuge (10) von der Werkstückmantelfläche erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere solcher Vorrichtungen (5) in Reihe innerhalb eines Maschinen­ gehäuses (1) zusammengeschaltet sind und jede Vorrichtung (5) mit Schleifwerkzeugen (10) einander unterschiedlicher Körnung ausgestattet ist.