DE4127081C2 - Vorrichtung zur Abstützung eines Werkstücks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bereits eine derartige Abstützvorrichtung für Werkstücke bekannt (DD-2 83 095 A5), bei der eine Schubstange die Unterstützung für ein Werkstück bildet. Sie weist an ihrem freien Ende eine Kappe auf, die in Axialrichtung etwas beweglich ist. Wenn die Kappe das Werkstück berührt, verschließt sie bei Weiterfahren der Schubstange eine Ventilöffnung, so daß die Vorschubbewegung der Schubstange aufhört und diese verriegelt wird. Bei dieser Vorrichtung wird von der Schubstange eine Kraft auf das zu unterstützende Werkstück ausgeübt.

Ebenfalls bekannt ist eine Werkstückhaltevorrichtung (DE-OS 15 02 356), bei der Pleuel zur Dornhonbearbeitung zwischen parallelen Elementen festgespannt werden, allerdings nur im Bereich ihres großen Auges. Die Enden der Pleuel mit den kleinen Augen stehen seitlich über die Vorrichtung über und sind nicht festge­ spannt. Die Seitenflächen der Pleuel im Bereich der kleinen Augen liegen nicht in der gleichen Bezugsebene wie die Seitenflächen der Pleuel im Bereich des großen Auges. Sollen die kleinen Augen in diesem Zustand gehont werden, so biegen sich unter dem Einfluß des Honwerkzeugs die Pleuel quer zu ihrer Längsachse etwas aus. Dies führt dazu, daß die Paral­ lelität der Achsen der gehonten Bohrungen sich verschlech­ tert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abstützung eines Werkstücks der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Abstützung kräftefrei erfolgen kann. Insbesondere soll die Vorrichtung zur Dornhonbearbeitung derartiger Werkstücke, insbesondere von Pleueln, geeignet sein, die nur teilweise eingespannt sind, so daß ein zu bearbeitender Teil seitlich übersteht, dessen seitliches Ausbiegen unter dem Einfluß der Bearbeitung vermieden werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrich­ tung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der von der Erfindung vorgeschlagenen Vorrichtung fährt der Antrieb die Anlagefläche in Richtung auf die Anschlag­ position. Da die Sensoreinrichtung den Abstand zwischen der Anlagefläche und der Gegenfläche messen kann, kann der Antrieb bereits vor Erreichen der Anschlagposition abgeschal­ tet oder heruntergeschaltet werden, so daß die Anlagefläche in der Anlageposition so angehalten werden kann, daß eine kräftefreie Berührung mit dem zu unterstützenden Teil er­ folgt. In dieser Anschlagposition erfolgt dann die Verriege­ lung bzw. Arretierung. Das Werkstück ist nun einseitig kräftefrei unterstützt, so daß z. B. bei der Dornhonbearbeitung eines Pleuels in Verbindung etwa mit einer Vorrichtung nach der genannten DE-OS 15 02 356 keine Ausbiegung mehr auftreten kann. Da beim Dornhonen hauptsächlich in einer Richtung eine Kraft ausgeübt wird, die Kraft beim Zurückziehen aber ver­ nachlässigbar klein ist, kann eine einseitige Anlagefläche ausreichen.

Beispielsweise kann die Vorrichtung so aufgebaut sein, daß der Antrieb die Anschlagfläche selbst oder ein mit ihr gebundenes Element bis zum Kontakt mit der Gegen­ fläche des Werkstück bewegt.

Die Erfindung schlägt in Weiterbildung vor, daß der Sensor mit der Anlagefläche mitbewegt werden und mit Vorteil auch in der Anlagefläche angeordnet sein kann.

Eine besonders bevorzugte, von der Erfindung vorgeschla­ gene Möglichkeit ist es, als Sensor eine Luftmeßdüse zu verwenden. Diese bei Honvorrichtungen bekannte Möglich­ keit kann daher mit bereits vorhandenen bekannten Aus­ werteinrichtungen verwendet werden.

Es ist ebenfalls möglich, daß der Sensor kapazitiv ar­ beitet.

Die Erfindung schlägt in Weiterbildung vor, daß die An­ lagefläche an einem Schwenkhebel angeordnet ist.

Der Schwenkhebel kann mit Vorteil von einem linear ver­ schiebbaren Element verschoben werden, beispielsweise mit Hilfe einer Spindelmutter.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß der Antrieb einen Schrittmotor aufweist. Schrittmotore lassen sich in besonders einfacher Weise sehr fein abstufend betreiben, so daß eine genau feststellbare und festlegbare Anschlag­ position ermöglicht wird.

Zum Ausgleich von in der Vorrichtung vorhandenem Spiel kann vorgesehen sein, daß dieses Spiel durch Federn aus­ geglichen wird.

Die Arretierung des Antriebs oder der Bewegung der An­ lagefläche in der Anschlagposition kann beispielsweise durch ein selbsthemmendes Getriebe erfolgen, oder aber auch durch den Motor selbst. Selbstverständlich ist auch eine Feststellbremse o. dgl. möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 schematisch einen teilweisen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Halterung bzw. Unter­ stützung eines rechts oben in der Figur angedeuteten Pleuels während einer Honbe­ arbeitung;

Fig. 2 vergrößert einen Schnitt durch einen die Anlagefläche aufweisenden Schwenkhebel.

Die in der Fig. 1 nur schematisch dargestellte Vorrich­ tung soll es ermöglichen, ein Werkstück, beispielsweise ein Pleuel 1, zu bearbeiten, das so eingespannt ist, daß es nicht über seine gesamte Unterseite aufliegt. Ein sol­ cher Fall kann beispielsweise auftreten, wenn ein Pleuel im Bereich seines großen Auges eingespannt ist, um dort bearbeitet zu werden, während der Bereich seines kleinen Auges aus der Vorrichtung seitlich herausragt. In der Figur ist nur das Ende des Pleuels 1 dargestellt, in dem das kleine Auge 2 vorhanden ist. Wenn dieses kleine Auge mit einem Honwerkzeug bearbeitet werden soll, das von oben nach unten bewegt wird, während es die Honbearbei­ tung durchführt, so besteht die Gefahr, daß das Pleuel sich der Bearbeitung folgend etwas nach unten elastisch ausbiegt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält einen um eine feststehende, horizontale Achse 3 verschwenkbaren Schwenkhebel 4. Im Bereich von dessen äußerem Ende ent­ hält der Schwenkhebel 4 an seiner Oberseite eine Anlage­ fläche 5, auf der das Pleuel 1 mit einer Gegenfläche 6 aufliegt. Der Schwenkhebel 4 ist um die Achse 3 ver­ schwenkbar ausgebildet. Zu seiner Verschwenkung ist ein Antrieb 7 vorhanden, der mit einer von unten nach oben verschiebbaren Spindel 8 an dem Schwenkhebel 4 angreift. Eine Verschiebung der Spindel 8 nach oben führt zu einer Verschwenkung des Schwenkhebels 4 im Gegenuhrzeigersinn.

Die Spindel 8 ist in Richtung ihrer eigenen Längsachse verschiebbar, jedoch nicht verdrehbar gehaltert. An ihrem unteren Ende ist an der Spindel 8 eine Platte 9 befe­ stigt, die eine Verschiebung nach oben begrenzt und auf ihrer Oberseite einen Zapfen 10 aufweist. Der Zapfen 10 verläuft parallel zur Spindel 8 und greift in eine Sack­ lochbohrung 11 in dem unteren Maschinenteil 12 ein. Das Eingreifen des Zapfens bewirkt, daß die Spindel 8 nicht verdrehbar ist.

Um die Spindel 8 herum ist eine Spindelmutter 13 angeord­ net, die über ein Gewinde mit der Spindel 8 verbunden ist. Mit der Spindelmutter 13 drehfest verbunden ist ein erstes Zahnrad 14, das mit einem an einer Welle 15 ge­ lagerten zweiten Zahnrad 16 kämmt. Mit dem Zahnrad 16 kämmt ein Antriebsritzel 17, das auf der angetriebenen Welle 18 eines Schrittmotors 19 sitzt. Sobald der Schrittmotor 19 in Betrieb genommen wird, verdreht er über die miteinander kämmenden Zahnräder 14, 16 und 17 die Spindelmutter 13, so daß die Spindel 8 nach oben oder nach unten bewegt wird.

Die Spindelmutter 13 wird von einer nur schematisch dar­ gestellten Druckfeder 20 nach unten gegen eine Lager­ platte 21 beaufschlagt, die in der Maschine angeordnet ist. Jegliches Spiel, das zwischen der Spindelmutter 13 und dem Gehäuse bzw. der Spindelmutter 13 und der Spindel 8 vorhanden ist, wird durch die Druckfeder 20 ausge­ glichen.

Die Spindel 8 weist im Bereich ihrer Oberseite einen teilkugelförmig abgerundeten Einsatzzapfen 22 auf. Mit diesem Einsatzzapfen 22 liegt die Spindel 8 an der Un­ terseite eines an der Unterseite des Schwenkhebels 4 angeordneten Einsatzes 23 an. Der Einsatz 23 weist vor­ zugsweise eine ebene Unterseite 24 auf.

Der Schwenkhebel 4, der im wesentlichen L-förmig ausge­ bildet ist, enthält im Bereich seines linken, nach unten gerichteten Schenkels 25 an der nach rechts gewandten Seite ein Sackloch 26, dem gegenüberliegend an einem An­ satz 27 der Vorrichtung ebenfalls ein Sackloch 28 unter­ gebracht ist. Eine in beiden Sacklöchern 26, 28 unterge­ brachte Druckfeder 29 beaufschlagt den Schwenkhebel 4 im Uhrzeigersinn, so daß eine Berührung zwischen dem Ein­ satzzapfen 22 und dem Einsatz 23 gegeben ist. Dies bedeu­ tet andererseits, daß die Anlagefläche 5 am freien Ende des Schwenkhebels 4 durch die Feder 29 nach unten beauf­ schlagt ist.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende. Aus einer in der Figur nicht dargestellten Ausgangsstellung wird, sobald das Pleuel 1 eingespannt ist, der Schritt­ motor 19 eingeschaltet. Dieser treibt die Spindelmutter 13 so an, daß die Spindel 8 sich langsam nach oben be­ wegt. Dabei bewegt sich der Schwenkhebel 4 im Gegenuhr­ zeigersinn. Diese langsame Bewegung wird so lange fortge­ setzt, bis die Anlagefläche 5 am freien Ende des Schwenk­ hebels 4 gerade an der Gegenfläche des Pleuels, die von der Unterseite des Pleuels im Bereich von dessen kleinem Auge 22 gebildet wird, anliegt. Sobald die noch zu be­ schreibende Sensoreinrichtung feststellt, daß die beiden Flächen 5, 6 aneinander anliegen, wird der Schrittmotor 19 angehalten und elektrisch verriegelt, so daß auch eine Belastung der Anlagefläche 5 nach unten nicht zu einer Rückwärtsbewegung führt. In dieser Anschlagposition, in der der Antrieb verriegelt ist, kann nun eine Bearbeitung des kleinen Auges 2 des Pleuels 1 durch ein Honen begin­ nen, ohne daß das Pleuel die Möglichkeit hat, sich nach unten auszubiegen. Da bei einem Dornhonverfahren der größte Teil der Belastung beim Abwärtshub erfolgt, reicht die einseitige Abstützung aus. Es ist selbstverständlich auch möglich, zusätzlich noch einen in umgekehrter Rich­ tung wirkenden Anschlag an der Oberseite des Pleuels an­ greifen zu lassen.

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen teilweisen Schnitt durch den Schwenkhebel 4 und den Pleuel 1 in einer Stellung kurz vor Erreichen der in Fig. 1 darge­ stellten Anschlagposition.

Wie der Schnitt zeigt, enthält der Schwenkhebel 4 eine Reihe von Kanälen 30, die miteinander in Verbindung ste­ hen. Die Kanäle 30 können durch Bohren von der Außenseite hergestellt sein, wobei die Bohrlöcher dann durch einge­ schraubte Stopfen 31 wieder abgedichtet sind. Es entsteht so ein Luftkanal, der von einem Verbindungskanal 32 zu einer eine Luftmeßdüse 33 bildenden Öffnung führt. Die Luftmeßdüse 33, die einen Sensor für die Sensoreinrich­ tung bildet, mündet direkt in der Anlagefläche 5 des Schwenkhebels 4. Der Strömungswiderstand, der sich einem durch den Kanal 30 ausströmenden Gas entgegenstellt, ist ein direktes Maß für den Abstand zwischen der in der An­ lagefläche 5 liegenden Luftmeßdüse 33 und der Gegenfläche 6. Mit einer Auswerteinrichtung, die an den Verbindungs­ kanal 32 angeschlossen ist, läßt sich also direkt der Ab­ stand zwischen der Anlagefläche 5 und der Gegenfläche 6 messen. Sobald die Sensoreinrichtung, die neben der Luft­ meßdüse 33 noch ein Auswert- bzw. Anzeigegerät und eine Luftdruckquelle aufweist, feststellt, daß die beiden Flä­ chen 5, 6 einander berühren, wird die Arretiereinrichtung ausgelöst, die den Schrittmotor 19 und damit den Antrieb 7 arretiert bzw. blockiert.

Während bei der dargestellten Ausführungsform die Feder 29 den Schwenkhebel 4 in Kontakt mit der Spindel 8 drückt und der Sensor als Luftmeßdüse 32 in der Anlagefläche 5 angeordnet ist, wäre es ebenfalls möglich, den Schwenk­ hebel 4 durch eine Feder in umgekehrter Richtung zu be­ aufschlagen, so daß die Flächen 5 und 6 sich unter Wir­ kung der Feder 29 berühren. In diesem Fall würde ein Sen­ sor zwischen den Elementen 22 und 23 angeordnet werden, um dann dort das Berühren der entsprechenden Gegenflächen festzustellen.

Während beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Luft­ meßdüse 33 verwendet wird, ist es selbstverständlich auch möglich, andere Arten zur Feststellung des Herannahens bzw. Berührens der beiden Flächen 5, 6 zu verwenden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Halterung eines Werkstücks (1) während seiner Bearbeitung, mit einer Anlagefläche (5) für das Werkstück (1), die in Richtung auf eine Gegenfläche (6) des Werkstücks (1) bis in Kontakt mit dieser bewegbar ist, mit einem Antrieb (7) für die Anlagefläche (5), der in eine Anschlagposition bewegbar ist, in der die Anlagefläche (5) nicht mehr aus der Berührung mit der Gegenfläche (6) des Werkstücks (1) zurückbewegbar ist, sowie mit einer Sensoreinrichtung zum Feststellen der Berührung der Anlagefläche (5) mit der Gegenfläche (6) und mit einer Arretiereinrichtung, mit der die Position der Anlagefläche (5) in der Anschlagposition arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sensoreinrich­ tung der Abstand zwischen einer Ist-Position der Anlage­ fläche (5) und der Gegenfläche (6) meßbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor mit der Anlagefläche (5) mitbewegt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sensor in der Anlagefläche (5) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine Luftmeßdüse (33) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor kapazitiv arbeitet.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (5) an einem Schwenkhebel (4) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein linear verschiebbares Element (Spindel 8) an dem Schwenkhebel (4) angreift.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (7) einen Schrittmotor (19) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spielausgleich durch Federn (20, 29) erfolgt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung durch ein selbsthemmendes Getriebe erfolgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung durch den Schrittmotor (19) erfolgt.