DE654696C - Maschine zum Feinglaetten von zylindrischen Werkstueckflaechen - Google Patents

Description

Zur Erzeugung glatter und genau maßhaltiger zylindrischer Oberflächen an Werkstücken, insbesondere Innenflächen von Hohlzylindern, sind besondere Feinglättverfahren (Läppen, Honen u.dgl.) bekannt, darin bestehend, daß ein Glättwerkzeug aus Metall, Stein u. dgl. unter gleichzeitiger Anwendung von Schleif- oder Poliermitteln und von Schmier- oder Spülflüssigkeit in wechselnder Bewegungsrichtung über die zu glättende Oberfläche geführt wird. Das Glättwerkzeug ist zu diesem Zweck an der .Spindel einer Arbeitsmaschine befestigt, die fortlaufend gedreht und gleichzeitig durch ein geeignetes Getriebe hin und her verschoben wird. Bei den Einrichtungen dieser Art werden Drehgeschwindigkeit und Hub des Glättwerkzeuges dem zu bearbeitenden Werkstück angepaßt und bleiben dann während der ganzen Bearbeitungszeit unverändert. Eine besondere Anpassung der Werkzeugbewegung an . die Oberflächenbeschaflenheit, also z. B. eine verstärkte Bearbeitung von örtlichen Unrundheiten oder rauheren Stellen, ist hierbei kaum möglich.

Bekannt ist es ferner, beim Läppen der Seitenwände von Längsnuten, die in der Wand einer Bohrung vorgesehen sind, zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück eine hin und her gehende Relativbewegung herbeizuführen und außerdem auch eine Drehschwingbewegung vorzusehen. Die letztgenannte Bewegungsart hat hierbei aber nur den Zweck, das Werkzeug mit einer gewissen Kraft abwechselnd gegen die eine oder andere Nutseitenwand anzudrücken. Eine relative Drehbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück in Richtung der zu bearbeitenden Fläche, wie sie bei zylindrischen Flächen zur Anwendung kommt, ist hierbei durch die Form des Werk-Stückes ausgeschlossen.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer baulich einfachen Maschine zum Feinglätten, bei der sich die Bearbeitungsstärke leicht verschieden einstellen läßt bzw. sich sogar selbsttätig der Oberflächenbeschaifen-" heit des Werkstückes anpaßt. Die Maschine wird erfindungsgemäß wie folgt ausgestaltet: Die das Glättwerkzeug tragende Spindel ist in bekannter Weise an einen hin und her bewegbaren Maschinenteil, Schlitten o. dgl., drehbar angeschlossen; ferner sind Mittel vorgesehen, um der Spindel eine nicht zwangsläufige, sondern hinsichtlich ihrer Größe (Winkelausschlag) von Widerständen abgängige Drehschwingbewegung beim Hinwärtsgang in der einen, beim Herwärtsgang in der anderen Richtung zu erteilen; dabei sind die beim Hinwärtsgang auftretenden Widerstände verschieden von den beim Herwärtsgang auftretenden; demzufolge werden die Winkelausschläge, die die Spindel beim Hinwärtsgang und beim Herwärtsgang erfährt, verschieden groß. Es können ferner auch noch Vorkehrungen getroffen sein, um die die Winkeldrehung der Spindel beeinflussenden, beim Hinwärtsgang lind beim Herwärtsgang der Spindel verschieden großen Drehwiderstände im gleichen Maße zu verändern, d.h. zu vergrößern bzw. wieder zu verkleinern.

/ Geeignete Mittel zur Erzeugung solcher

widerstandsabhängiger Drehschwingungen der Spindel besteben beispielsweise aus einer drehbar im Maschinengestell gelagerten Büchse', mit einem Muttergewinde, in. das die $% Steilgewinde versehene Spindel eingreift, .üii^ aus diese Büchse gegen axiale Verschiebung' sichernden Einrichtungen, Anschläge o. dgl., die so ausgestaltet sind, daß sie der Drehung ίο der Büchse beim Hinwärtsgang und beim Herwärtsgang der Spindel verschieden große Widerstände entgegensetzen. Mittel, die es ermöglichen, die die Spindeldrehung beeinflussenden Widerstände in gleichem Maße zu verändern, sind beispielsweise Bremsen,* die zur Einwirkung auf die Büchse oder auch auf die Spindel gebracht werden können.

Die Zeichnung zeigt in Abb. 1 eine Maschine gemäß der Erfindung im senkrechten Längsschnitt.

Abb. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie IMl der Abb.ι im Grundriß.

Abb. 3 zeigt im senkrechten Längsschnitt ein anderes Beispiel der Lagerung der Gewindehülse im Maschinengestell.

Bei der Maschine nach Abb. 1 und! 2 ist am Maschinengestell 1 in der Führung 2 ein Sehlitten 3 in senkrechter Richtung verschiebbar angeordnet. Der Schlitten wird von der Welle 4 aus über ein Kurbelgetriebe, bestehend aus 'einer Kurbel 5, deren Länge einstellbar ist, dem Kurbelzapfen 6, der Kurbelstange 7 und dem am Schlitten 3 festsitzenden Zapf en 8, in hin und her gehende Bewegung versetzt. In dem vorkragenden Arm 9 des Schlittens 3 ist eine aus den beiden Teilen io, 12 zusammengesetzte Spindel unverschieblich, aber leicht drehbar gelagert. " Zur Aufnahme der auftretenden Axialkräfte sind deshalb Wälzspurlager 21, 22 vorgesehen. Der obere Spindelteil 10 trägt am oberen Ende ein mehrgängiges steiles Gewinde 11. Der untere Spindelteil 12 ist mit dem oberen Teil 10 undrehbar, aber in der Längsrichtung verstellbar, verbunden. Zu dem Zweck wird der Teil 12 von einer Schraubenmutter 13 erfaßt, die auf einem Gewinde 14 des Teiles ι ο verschraubbar ist und durch eine Gegenmutter i S in ihrer Lage gesichert werden kann. Das untere Ende der Spindel 12 ist in einem anu Maschinengestell 1 festliegenden Lager 16 geführt und nimmt einen das eigentliche Schleifwerkzeug 18 tragenden Einsatz 17 auf. Das zu bearbeitende Werkstück 20, beispielsweise ein Hohlzylinder, dessen Innenfläche geglättet werden soll, wird am Fuße des Maschinengestelles mittels einer Festhaltevorrichtung, z. B. einer Überwurfmutter 23, festgelegt. Der das Gewinden tragende TeE der Spindel 10 durchdringt das Muttergewinde einer Büchse 25, die in einem Nabenkörper 3.1 des Maschiriengestelles 1 drehbar gelagert ist. In axialer Richtung wird diese Büchse gegenüber dem Maschinengestell durch Spurlager fest-■_ögelegt, die von flanschartigen Vorsprüngen 26, '•ä/ der Büchse und von dien Stirnflächen des •vNabenkörpers 31 gebildet werden. Beim unte-■'-■fen Spurlager berühren sich der untere Flansch 26 und der Nabenkörper mit glatten Metallflächen. Beim oberen Spurlager ist zwischen den oberen Flansch 27 und die obere Nabenstirnfläche eine besondere Scheibe 30 aus einem Werkstoff, z.B. * Asbestpreßmasse, eingefügt, der eine höhere Reibungszahl als ein glattes Metallwiderlager aufweist. In einer Aussparung 32 der die' Büchse 25 aufnehmenden Nabe 31 des Maschinengestelles 1 ist ein gegen die Büchse 25 andrückbarer Bremsklotz 33 gelagert. Die Andrückkraft kann durch eine mittels der Gegenmutter 35 feststellbare Schraube 36 von Hand geregelt werden. Zwischen diese Schraube und den Bremsschuh ist zweckmäßig eine kräftige Feder 37 eingeschaltet. Ferner ist in einer Höhlung des die Spindel ι ο tragenden Armes 9 ein mittels der Schraube 40 gegen die Spindel 10 ändrückbarer Bremsklotz 41 angeordnet. .

Die Einrichtung wirkt wie folgt: Bei umlaufender Antriebswelle 4 wird der Schlitten 3 · samt der Spindel 1 o, 12 und dem Werkzeug 18 über das Kurbelgetriebe 5, 6, 7 in auf- und abwärts gehende Bewegung versetzt. Die Spindelbremse 41 sei völlig gelöst. Denkt man sich nun zunächst die Gewindebüchse 2 s gegen Drehung festgehalten, so wird die Spindel 10 in dem Gewinde der Büchse sich hin und her schrauben, also eine stets gleichmäßige Hinundherdrehung mit festliegenden Ausgangsstellungen ausführen. Denkt man sich andererseits die Gewindebüchse 25 ganz widerstandslos im Maschinengestell 1 drehbar angeordnet, so wird die Spindel 10, .12 und das Werkzeug 18 sich nur auf und ab bewegen, sich aber infolge der Reibung des Werkzeuges 18 am Werkstück 20 nicht hin und her drehen; dagegen wird die Büchse 2 5 die volle aus dem Hub der Spindel 10 und der Steigung des Gewindes sich ergebende Hinundherdrehung ausführen. Zwischen diesen beiden Grenzen erfolgt nun die wirkliche Bewegung der Spindel 10, 12. Beim Aufwärtsgang legt sich die glatte Metallfläche des Flansches 26 der Büchse 25 an die glatte Gegenfläche der Nabe 31 an. Die Reibung dieser Teile ist klein; die Büchse wird sich also um einen verhältnismäßig großen Winkel drehen, während die Drehung der Spindel 1 o, 12 gering ist. Beim Abwärtsgang legt sich die Metallfläche des Flansches 27 der Büchse 25 gegen die Fläche der Reibscheibe 30. Hierbei ist der Dreh-

widerstand der Büchse 25 größer. Dementsprechend wird sich die Büchse jetzt wenig, die Spindel dagegen dementsprechend mehr drehen. Bei den aufeinanderfolgenden Aufwärts- und Abwärtshüben der Spindel wird diese also abwechselnd um kleinere Winkel im einen Sinne und um größere Winkel im anderen Sinne gedreht, so daß sich insgesamt eine pUgerschrittartige Drehung in einem bestimmten Sinne ergibt, bei der die Ausgangsstellungen der einzelnen Hinundherdrehungen ständig wechseln; demzufolge wird hierbei eine völlig gleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit erzielt.

Durch schwächeres oder stärkeres Anpressen des Bremsklotzes 33 gegen die Büchse 25 kann deren Drehwiderstand verändert werden, so daß sich auch die Winkelausschläge der Spindel 10, 12 dementsprechend ändern, und zwar werden dieselben um so größer, je stärker die Bremse angezogen wird.

Ferner regelt sich der Winkelausschlag in gewissem Maße auch selbsttätig durch die Reibung des Werkzeuges am Werkstück, indem bei stärkerer Reibung, z. B. verursacht durch stellenweise vorhandene Vorsprünge, Unrundheiten oder Rauhigkeiten der Oberfläche, der Winkelausschlag sich verkleinert. Demnach geht die Gesamtdrehung über solche unglatte, unrunde oder rauhe Stellen langsamer hinweg; diese werden also stärker bearbeitet als glatte Stellen, so daß die Maschine die Stärke der Bearbeitung selbsttätig der Oberflächenbeschaffenheit der verschiedenen Stellen des Werkstückes anpaßt.

Man kann die Reibung des Werkzeuges am Werkstück auch willkürlich beeinflussen, etwa durch Änderung der in der Regel durch Federn ausgeübten Kraft, mit der beide Teile gegeneinandergedrückt werden, oder durch Änderung der Schmierung, des Schleifmittels u. dgl. m., und dadurch ebenfalls eine Veränderung der Größe der Winkelausschläge der Spindel herbeiführen.

Durch Anpressen des Bremsklotzes 41 gegen die Spindel 10 wird deren Drehwiderstand erhöht, und ihre Winkelausschläge werden demzufolge kleiner. Wird im Grenzfalle die Spindel ganz festgebremst, so macht das Werkzeug nur eine auf- und abwärts gehende Bewegung.

Häufig ist es zweckmäßig, die Bearbeitung eines Werkstückes in der Weise vorzunehmen, daß das Werkzeug zu Anfang (durch Bremsen der Büchse 25) um große Winkel gedreht wird, um' die anfänglich vorhandenen Unrundheiten u. dgl. rasch im wesentlichen auszugleichen, daß dann die Bremse der Büchse gelöst wird und die Größe der Winkelausschlage der selbsttätigen, sich nach dem jeweils erreichten Grade der Glättung richtenden Einstellung durch die Maschine überlassen bleibt und daß zum Schluß die Winkelausschläge durch Bremsen der Spindel mehr und mehr verkleinert werden, derart, daß die letzten Hübe bei ganz festgebremster Spindel, also ohne jede Drehung des Werkzeuges, erfolgen.

Mittels der Schraube 13 kann nach Beendung der Schleifarbeit der Spindelteil 12 nach oben verstellt und das Werkzeug 18 aus dem Werkstück 20 herausgehoben werden. Es kann dann ein neues Werkstück in die Maschine eingesetzt und der Spindelteil 12 durch Herunterschrauben der Mutter 13 in die richtige Arbeitslage gesenkt werden. Die verstellbare Kurbel 5 ermöglicht es, den Hub des Schlittens 3 und der Spindel 1 o, 12 der Länge des Arbeitsstückes 20 anzupassen.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 ist die Hülse 25 gegen axiale Verschiebung in der Nabe 31 des Maschinengestelles 1 einerseits durch ein Wälzspurlager 42, andererseits durch ein Gleitspurlager gehalten, welches von den glatten, einander zugekehrten Flächen des an der Büchse 25 festsitzenden Flansches 27 und der Nabe 31 gebildet wird. Hierbei setzt wiederum das eine Spurlager, in diesem Falle das Wälzspurlager 42, der Drehung der Büchse einen kleineren Widerstand entgegen %o als das andere, als Gleitlager ausgebildete Spurlager.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Feinglätten (Läppen, Honen u. dgl.) von zylindrischen Werkstückflächen mit einer das Glättwerkzeug tragenden, an einen hin und her bewegbaren Maschinenteil drehbar angeschlossenen Spindel, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die der Spindel beim Hinwärtsgang einen Drehantrieb in der einen, beim Herwärtsgang in der anderen Drehrichtung erteilen, daß ferner Widerstände vorgesehen sind, welche die Größe der durch diesen Antrieb bewirkten Hinundherdrehung beeinflussen, wobei die beim Hingang wirksamen Widerstände von den beim Hergang wirksamen verschieden sind, so daß demzufolge die Drehausschläge der Spindel in den beiden Drehrichtungen ungleich sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, welche es ermögliehen, die die Winkeldrehung der Spindel beeinflussenden, verschieden großen Drehwiderstände in gleichem Maße zu verändern.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Werkzeug tragende Spindel (10, 12), welche in

an sich bekannter Weise an einen hin und her bewegbaren Maschinenteil, Schlitten (3, 9) o. dgl., drehbar angeschlossen ist, ein steilgängiges Gewinde (11) trägt, welches in das Muttergewinde einer Büchse (25) eingreift, die im Maschinengestell (1) drehbar gelagert, aber gegen Verschiebung in axialer Richtung durch Anschläge o. dgl. gesichert ist, und daß Mittel vorgesehen sind, welche bewirken, daß die Büchse beim Hinwärtsgang der Spindel einen anderen Drehwiderstand erfährt als beim Herwärtsgang.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gewindebüchse (25) gegenüber dem Maschinengestell (1) festlegenden Anschläge so ausgestaltet sind, daß sie in der Anlagestellung der Drehung der Gewindebüchse verschieden starke Widerstände entgegensetzen.

S- Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gewindebüchse (25) gegenüber dem Maschinengestell (1) in der Werkzeugspindellängsrichtung festlegenden Anschläge nach Art von Gleitspurlagern ausgebildet sind und' daß das eine dieser Spurlager rein metallische Gleitflächen, das andere wenigstens auf einer Seite eine Gleitfläche aus einem Werkstoff mit höherer Reibungszahl als Metall, z. B. Asbestpreßmasse, aufweist (Abb. 1).

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von den die Gewindebüchse (25) gegenüber dem Maschinengestell in der Werkzeugspindellängsrichtung festlegenden Anschlägen der 'eine nach Art eines Wälzspurlagers (42), der andere nach Art eines Gleitspurlagers ausgebildet ist (Abb. 3).

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (33r 36) ^zur Erhöhung des Drehwiderstandes der Gewindebuchse (25) vorgesehen sind.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (40, 41) zur Erhöhung des Drehwiderstandes der Spindel (10) in ihrem Lager (9) im hin und her gehenden Maschinenteil (3) bis zur völligen Verhinderung der Drehung derselben vorgesehen sind.

9. Verfahren zum Feinglätten zylindrischer Werkstückflächen mittels einer Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Bearbeitung an der Spindel (10,12) kleine, an der Büchse (25) große Drehwiderstände eingestellt werden und das Werkzeug (18) dadurch zu großen Winkelausschlägen veranlaßt wird, daß dann die Drehwiderstände der Büchse auf das normale Maß verringert werden und die Größe der Winkelausschläge der selbsttätigen Einstellung durch die Maschine überlassen bleibt und daß schließlich am Ende des B;earbeitungsv©rganges der Drehwiderstand der Spindel (10, 12) erhöht und die Winkelausschläge des Werkzeuges dementsprechend, zweckmäßig bis zum Wert Null, vermindert werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen