DE657110C - Maschine zum Schleifen oder Polieren runder oder unrunder, in ihrer Laengsachse gerader oder gebogener Werkstuecke mit um das Werkstueck kreisenden, umlaufenden Werkzeugen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
24. FEBRUAR 1938

REICH-SPÄTENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 67a GRUPPE

Franz Rohling in Solingen-Ohligs

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. April 1932 ab

Maschinen zum Schleifen und Polieren runder, in ihrer Längsachse gerader Werkstücke hat man bisher entweder so ausgebildet, daß das Werkstück um seine Längsachse umlief, während die Umlaufachsen der Werkzeuge ruhten, oder es kreisten die Werkzeuge um das Werkstück, dessen Achse in diesem Falle ortsunbeweglich war. Bei der ersten Anordnung hat man das Werkstück auch bereits spitzenlos bearbeitet, indem man es in die Schleif- bzw. Polierkehle zweier mit entgegengesetztem Umlaufsinn bzw. verschiedener Geschwindigkeit umlaufender Werkzeuge verlegte, während man die zweite An-Ordnung hauptsächlich dann verwandte, wenn verhältnismäßig große Werkstücke bearbeitet werden mußten, oder wenn man im Wege des Prägepolierverfahrens den Durchmesser von Rohren zu vermindern suchte.

Man hat auch schon versucht, Werkstücke mit gebogener Längsachse maschinell zu bearbeiten, indem man entsprechend der im Querschnitt zu betrachtenden Formgebung des Werkstückes sich zu dieser Formgebung zusammenschließende Profile am Umfang umlaufender Werkzeuge verwirklicht; durch die Aussparung zwischen einander zugeordneten, um parallele Achsen umlaufenden Werkzeugen wird das Werkstück von Hand hindurchgeführt. Die Achsen der Werkzeuge ruhen dabei, während das Werkstück in Richtung seiner Längsachse senkrecht zu den Werkzeugachsen von Hand vorgeschoben wird.

Vorliegende Erfindung setzt sich eine Ausbildung spitzenlos wirksamer Schleif- und Poliermaschinen zur Aufgabe, mit denen Werkstücke unabhängig von ihrem Durchmesser wirtschaftlich bearbeitet werden können. Die erfindungsgemäß zu treffende Ausbildung derartiger Maschinen hat die weitere Aufgabe zu erfüllen, sich in gleicher Weise" zur Bearbeitung von Werkstücken mit gerader oder gebogener Längsachse zu eignen; schließlich ist die Bedingung'zu erfüllen, daß auch bei völlig kreisrundem oder sogar unrundem Querschnitt des zu bearbeitenden Werkstückes das Schleifen und Polieren ohne Brechkantenbildung erfolgt, die unvermeidlich ist, wenn Werkstücke mit derartigen Querschnitten von Hand durch der Werkstückformgebung entsprechend profilierte Schleif- und Polierscheiben geführt werden.

Bei der Lösung der gestellten Aufgabe wird von Maschinen ausgegangen, die in einer Ebene angeordnete,' um das Werkstück kreisende, umlaufende Werkzeuge aufweisen, die wahlweise·einzeln oder gemeinsam beistellbar sind. *

Erfindungsgemäß kennzeichnen sich derartige Maschinen zum Schleifen oder Polieren runder oder unrunder, in ihrer Längsachse-

gebogener oder gerader Werkstücke mit in einer Ebene angeordneten, um das Werkstück kreisenden, umlaufenden Werkzeugen, die wahlweise einzeln oder gemeinsam-beistellbar .5 sind, dadurch, _tdaß das Werkstück durch Werkzeuge und durch im wesentlichen in derf Werkzeugebene liegende, um das Werkstück; kreisende Werkstückführungen an mindestens" drei Stellen abgestützt ist.
ίο Eine derartige Ausbildung von Schleif- und Poliermaschirien ist grundsätzlich geeignet, die dem Gegenstand der Erfindung gestellten Aufgaben zu lösen. Zunächst ergibt sich eine höchst wirtschaftliche Bearbeitung von. Werkstücken selbst kleineren Durchmessers dadurch, daß der Durchmesser der Werkzeuge verhältnismäßig groß, der Durchmesser der in diesem Falle anzuwendenden Werkstückführungen verhältnismäßig klein ist. . Beträgt beispielsweise der Durchmesser des Werkstückes 22mm, so kann man Schleif- oder Polierscheibendurchmesser von rund 400 mm \^rerwirklkhen, wenn man eine einzige Werkstückführung, beispielsweise in Form einer Führungsrolle für das Werkstück, mit einem Durchmesser von etwa 28 nun vorsieht. Es nehmen also die Werkzeuge Durchmesser an, die eine durchaus' wirtschaftliche Arbeitsweise ermöglichen. Erreicht der Werkstückdurchmesser eine mittlere Größe, so kann das Werkstück sogar völlig von den Werkzeugen abgestützt sein, ohne daß weitere Werkstückführungen erforderlich sind. Wird der Werkstückdurchmesser noch größer, beispielsweise so groß, daß ohne weiteres drei und mehr wirtschaftlich arbeitende Werkzeuge verwandt werden könnten, so wird man trotzdem die Zahl der Werkzeuge aus Gründen der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit nicht unnötig steigern, sondern wieder zur Abstützung des Werkstückes durch um das Werkstück kreisende' Werkstückführungen greifen, so daß die Werkzeuge weitgehend vom Gewicht des Werkstückes entlastet sind. Bei Werkstücken größeren Durchmessers ist also das Werkstück im wesentlichen durch mindestens 'drei vorteilhaft gleichmäßig gegeneinander versetzte Werkstückführungen abgestützt.

Es ist bereits bemerkt worden, daß Maschinen zum Schleifen oder Polieren runder Werkstücke mit gerader Längsachse und mit in einer Ebene angeordneten, um das Werkstück kreisenden, umlaufenden Werkzeugen, die wahlweise einzeln oder gemeinsam ■beistellbar sind, bereits bekanntgeworden sind, um außerhalb der Werkzeugmaschine starr geführte,, Werkstücke verhältnismäßig großen Durchmessers bearbeiten zu können. .Demgegenüber geht vorliegende Erfindung von der weiteren Erkenntnis aus, daß es durch eine gemeinsame Steuerung der Anstellbewegungen der Werkzeuge, derart, daß die Werkzeuge in gleicher Weise an verschiedene r Werkstückformgebungen, insbesondere ver- I schiedene Werkstückdurchmesser angestellt ^ferden, gelingt, runde oder unrunde Werkstücke mit gerader oder gebogener Längs-" achse ohne Entstehung von Brechkanten maschinell zu bearbeiten. Zu diesem Zweck sind die Werkstückführungen oder die Werkstückführungen und die Werkzeuge erfindungsgemäß über Hebelanordnungen an eine gemeinsame Verstellvorrichtung angelenkt. Sind diese Hebelanordnungen nicht selbstsperrend ausgebildet, so vermögen also die Werkzeuge je nach den Durchmesserveränderungen unrunder oder in ihrer Längsachse gebogener Werkstücke unter Erhaltung ihrer Anlage am in sich starren Werkstück selbsttätig auszuweichen, ohne die Bearbeitung zu unterbrechen. Durch die für alle Werkstückführungen bzw. Werkzeuge und Werkstückführungeri gemeinsame Anstellbewegung bleibt dabei die Zentrierung des Werkstückes erhalten.

Vorteilhaft sind in Verbindung mit der Anlenkung von Werkzeugen, Werkstückführungen und beider an eine gemeinsame Verstellvorrichtung Einrichtungen zur Ausübung einer elastisch nachgiebigen, zweckmäßig voreinstellbaren Kraftwirkung auf die gemeinsame Verstellvorrichtung der Werkzeuge, der Werkstückführungen oder der Werkzeuge und der Werkstückführungen vorgesehen. Eine derartige Anordnung ermöglicht beispielsweise den Fortfall der bei gemeinsamer, aber starrer Anstellung der Werkzeuge, der Werkstückführungen oder Werkzeuge und Werkstückführungen benötigten,' der verschiedenen Formgebung der Werkstücke angepaßten Kurvensteuerungen oder entsprechender Mittel.

Daß die gemeinsame Anstellung der Werkzeuge und Werkstückführungen erhebliche Vorteile gegenüber der an sich bekannten Einzelanstellung hat, bedarf keiner weiteren Ausführungen, da mit derartigen Maschinen eine gleichmäßige Bearbeitung der Werkstücke insbesondere dann nicht erzielt werden kann, wenn die Anstellung mit Hilfe von Riemenzugmomenten durchgeführt wird, deren Größe in hohem Maße von einer Reihe nicht abschätzbarer Einflüsse abhängig ist.

Vorteilhaft sind die Getriebe zur Übertragung für die Werkstückführungen, gegebenenfalls für die Werkzeuge gemeinsamen Anstellkräfte unabhängig von den Einrichtungen ur Erzeugung der kreisenden und/oder umlaufenden Bewegung ausgebildet. Das wird η besonders einfacher Weise dadurch erreicht, daß" die für die Werkstückführungen

bzw. Werkzeuge gemeinsame Verstellvorrichtung als zur kreisenden Bewegung der Werkstückführungen bzw. Werkzeuge gleichmittig angeordnetes, mit diesen umlaufendes Stellstück ausgebildet ist, das über eine Nutenscheibe unter dem Einfluß eines durch ein Gegengewicht belasteten Hebels steht, wobei der durch den Hebel erzeugte Axialschub des Stellstückes über Winkelhebel, die für benachbarte Werkstückführungen bzw. Werkzeuge gemeinsam ausgebildet sein können, auf die Werkzeuge tragende Schwingarme bzw. auf die Werkstückführungen tragende Hebelanordnungen, vorteilhaft über Zahngetriebe, beispielsweise Zahnstangen und Zahnsegmente, unter Erzeugung gleicher Stützdrücke bezüglich der Werkstückführungen sowie gleicher Drehmomente bzw. gleicher Arbeitsdrücke bezüglich der Werkzeuge übertragen wird, wobei die Lagen der Zahnstangen zu den Schiebern, beispielsweise über Schraubenspindeln, und die Stellungen der Schieber, die die gemeinsame Anstellbewegung auf die Werkstückführungen übertragen, im Verhältnis zu den Werkstückführungen, beispielsweise über Schraubenspindeln, veränderlich sein können.

Besonders vorteilhaft ist ein verschiedener Umlaufsinn der Werkzeuge bei paariger Anzahl derselben, wobei Werkstückführungen in der Richtung der Resultierenden von je zwei Werkzeugen auf das Werkstück ausgeübter Arbeitsdrücke angeordnet sind. Das Werkstück erhält auf diese Weise eine außerordent-Hch sichere Führung, die von besonderem Wert dann ist, wenn das Werkstück, als welches beispielsweise Fahrradlenker in Betracht kommen, eine mehrfach gebogene Längsachse besitzt.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine erfindungsgemäß ausgebildete Schleifmaschine.

Abb. ι ist eine Stirnansicht der Maschine; Abb. 2 ist ein senkrechter Längsschnitt

durch die Maschine.

Das Werkstück c, das im Beispielsfall eine kreisrunde, gebogene Stange ist, wird im Beispielsfall von zwei als Schleifscheiben α ausgebildeten Werkzeugen bearbeitet. Außer den beiden Werkzeugen α ist eine Werkstückführung b vorgesehen, die im Beispielsfall als umlaufende Rolle ausgebildet ist. Sie ist in der Gabel A gelagert und in der Gleit führungi längs verschieblich geführt. Die Schleifscheiben α sind an Schwingarmen gelagert und erhalten ihre kreisende und umlaufende Eigenbewegung auf folgende Weise. Eine die gesamten vorbeschriebenen Vorrichtungen tragende Platte d wird vom Antriebszahnrad e aus über die Hohlwelle ^₁ angetrieben. Die Platte d hat auf "ihrer dem Werkstück zugewandten Vorderfläche zwei Lagerbüchseng", in denen zwei zueinander parallele Wellen / gelagert sind. An den bei- · den Stirnenden jeder Welle Z sind Zahnräder ni und k angeordnet. Die Zahnräder k kammen mit einem am Grundrahmen der Maschine fest angeordneten Zahnrad/ entweder unmittelbar, wie dies in Abb. 1 bei dem rechts von der Mittellinie liegenden Antrieb gezeigt ist, oder mittelbar über ein Zwischenzahnrad w, wie dies Abb. 1 in ihrer linken Hälfte veranschaulicht; es lauf en also die Wellen/ infolge der über Zahnrad e eingeleiteten Umlaufbewegung der Tragplatte d in den Lagerbüchsen g bzw. in den in diesen aufgenommenen Hohlwellen der Zahnsegmente u mit verschiedenem Umlaufsinn um. Mit den Hohlwellen der Zahnsegmente u sind die Gehäuse h fest verbunden. In dem Gehäuse h sind noch die Antriebsachsen 0 der Schleifscheiben a gelagert. Die auf diesen Antriebsachsen 0 befindlichen Zahnräder η kämmen mit den Zahnrädern m. Die Schleifscheiben α erhalten also infolge ihrer Anordnung auf der Tragscheibe d eine kreisende und außerdem über die Zahnräder j, k, m, η bzw. j, w, k, m, η eine umlaufende Bewegung. Diese Umlaufbewegung ist dabei gegeneinander gerichtet, so daß sich die auf das Werkstück c ausgeübten Arbeitsdrücke gegenseitig aufheben. Auch die Werkstückführung b,-A, i macht die kreisende Bewegung der Tragplatte d mit; dabei ist die Rolle b so eingestellt, daß sie an dem im Schleifmaul zwischen den Schleifscheiben α liegenden Werkstück c anliegt.

In weiterer Durchführung des Erfindungsgedankens sind nun die Werkzeuge α dem Einfluß einer gemeinsamen Kraftein wirkung dadurch unterworfen, daß ein in der Hohlwelle άχ längs verschieblich aufgenommenes Einstellstück r einerseits über eine Nutenscheibe unter dem Einfluß des bei ν belasteten, · am Maschinengestell abgestützten, doppelarmigen Hebels p, andererseits über Winkelhebel H₁ Schieber.?, Zahnstangen χ und Zahn- »05 segmente u mit den Hohlwellen in Verbindung steht, die die schwingarmartigen Gehäuse/i in den Lagerbüchsen g drehbar tragen. Es übt also das Gewicht ν je nach seiner veränderlichen Stellung über das Getriebe/), r, no H, s, χ, u auf die beiden schwingarmartigen Gehäuse h und über diese auf die Schleifscheiben α ein seiner Größe nach willkürlich einstellbares, aber für alle Werkzeuge gleich großes Drehmoment aus, das sich in einen entsprechend gleichen Arbeitsdruck aller Werkzeuge untereinander auf das Werkstück c umsetzt.' Der Winkelhebel H ist dabei über einen Scliwingzapfen in einem an der Scheibe d angeordneten Lagerbock t drehbar aufgenommen. Auf die Werkstückführung^, b überträgt sich der gleiche Arbeitsdruck da-

durch, daß ein Schieber S₁ mit dem Einstellstück r über Winkelhebel H und einen diesen aufnehmenden Lagerbock t - in Verbindung steht. Über eine Gewindespindel-S₁, auf deren Aufgabe noch zurückzukommen sein wird, ist der Schieber S₁ mit der Schelle F verbunden. Die Schelle F greift über eine Lasche E an dem doppelarmigen Hebel B an, der am Lenker D gelenkig gelagert ist. Das andere Ende ίο des doppelarmigen Hebels B steht mit der Werkstückführung & in gelenkiger Verbindung. Es wird also auf die Werkstückführung der gleiche Arbeitsdruck ausgeübt, der auch auf die Schleifscheiben α zur Auswirkung kommt.

' Es zeigt sich also, daß die Getrieber, H, t, s, x, u, h bzw. r, H, t, S₁, Z₁, F, E, B, i, A, b zur Übertragung der für die Werkzeuge« und für die Werkstückführungen b gemeinsamen Einstellkraft von den Einrichtungen j bzw. j, k, I, m, η oder j, w, k, I, m, η zur Erzeugung der kreisenden oder umlaufenden Bewegung der Werkzeuge unabhängig ausgebildet sind. Dadurch ist es möglich, während des Betriebes durch Bewegung des doppelarmigen Hebels p jederzeit die Weite des Schleifmauls zu ändern. Die Änderung überträgt, sich dabei gleichmäßig auf alle Werkzeuge und gemäß dem Ausführungsbeispiel auch auf die Werkstückführungen. Bleibt der Hebelarm p lediglich dem Einfluß des Gewichtes ν ausgesetzt, so ist der auf das Werkstück ausgeübte Arbeitsdruck elastisch nachgiebig. Wird dagegen der freie Arm des Hebels p irgendwie starr geführt, so kann mit einfachsten Mitteln eine Genauigkeitseinstellung verwirklicht werden. Ein gegenseitiges Ausweichen der Scheiben ist mit Sicherheit vermieden, so daß das Heraustreten des Werk-Stückes zwischen den Werkzeugen bzw. den Werkstückführungen trotz des elastisch wirksamen Arbeitsdruckes ausgeschlossen ist.

Um nun zu erreichen, daß das Werkstück zwischen den Schleifscheiben und Führungsstücken stets zentrisch liegt, ferner um zu erreichen, daß man mit derselben Maschine Werkstücke verschiedenen Durchmessers bearbeiten kann, ohne den Hebel p in die äußersten Grenzlagen bringen zu müssen, und um schließlich eine Feineinstellung der Werkzeuge und Werkstückführungen zu erreichen, sind folgende weitere Einrichtungen vorgesehen. Der Schieber s ist nämlich nicht unmittelbar mit den Zahnstangen λ* verbunden, sondern die Verbindung wird über Gewindespindeln 2 hergestellt, die in einem flanschartigen Ansatz der Zahnstangen χ verdreht werden können und sich dabei im Schiebers auf und nieder schrauben.

Auf diese Weise kann die Stellung der Zahnstangen χ im Schieber s willkürlich verändert-werden; die einmal eingestellte Lage kann durch auf den Gewindespindeln geführte, sich gegen die flanschartigen Ansätze der Zahnstangen χ fest anlegende Schraubenmuttern gesichert werden. Ändert sich aber die Lage der Zahnstangen χ im Verhältnis zum Schieber s, so ändert sich auch die Winkelstellung der ' schwingarmartigen Gehäuse h gegen die Lagerbüchsen g und damit die Stellung der Werkzeuge α zum Werkstück c, unabhängig von der Stellung der .Getriebeteile/», r, H, s. Es kann a]so durch Verstellung der Gewindespindel 2 die öffnung zwischen den Werkzeugen bzw. im Beispielsfalle die Öffnung des Schleifmauls auch beliebig geändert werden. Dem gleichen Zweck dient die Gewindespindel S₁, die zwischen Schieber und der Lasche F angeordnet ist.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Schleifen oder Polieren runder oder unrunder, in ihrer Längsachse gerader oder gebogener Werkstücke, mit in einer Ebene angeordneten, um das Werkstück kreisenden, umlaufenden Werkzeugen, die wahlweise einzeln oder gemeinsam beistellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück durch Werkzeuge und durch im wesentlichen in der Werkzeugebene liegende, um das Werkstück kreisende Werkstückführungen an mindestens drei Stellen abgestützt ist.

2. Maschine nach Anspruch 1 zur Bearbeitung, von Werkstücken, vorzugsweise kleineren Durchmessers, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Werkzeuge verhältnismäßig groß, der Durchmesser der Werkstückführungen verhältnismäßig klein ist. ·

3. Maschine nach Anspruch 1 zur Bearbeitung von Werkstücken, vorzugsweise größeren Durchmessers, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück im wesentlichen durch mindestens drei, vorteilhaft gleichmäßig gegeneinander versetzte Werkstückführungen abgestützt ist.

4. Maschine nach den Ansprüchen χ und 2 oder 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückführungen oder die Werkstückführungen und die Werkzeuge über Hebelanordnungen an eine gemeinsame Verstellvorrichtung angelenkt'sind.

5. Maschine nach einem der Ansprüche ι und 2 oder 1 und 3, dadurch ge- 115 "". kennzeichnet, daß die Werkzeuge^ die Werkstückführungen oder die Werkz'euge und die Werkstüefcführungen über Hebelanordnungen an eine gemeinsame Verstell-• vorrichtung angelenkt sind, wobei Einrichtungen zur Ausübung einer elastisch nachgiebigen, zweckmäßig voreinstell-

baren Kraftwirkung auf die gemeinsame Verstellvorrichtung vorgesehen sind.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelanordnungen nicht selbstsperrend ausgebildet sind.

7. Maschine nach einem der'·¹ Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Werkstückführungen bzw. Werkzeuge gemeinsame Verstellvorrichtung als zur kreisenden Bewegung der Werkstückführungen bzw. Werkzeuge gleichmittig angeordnetes, mit diesen umlaufendes Stellstück (r) ausgebildet ist, das über eine Nutenscheibe unter dem Einfluß eines durch ein Gegengewicht (v) belasteten Hebels (p) steht, wobei der durch den Hebel erzeugte Axialschub des Stellstückes (r) über Winkelhebel (H), die für benachbarte Werkstückführungen bzw. Werkzeuge gemeinsam ausgebildet sein können, auf die Werkzeuge (a) tragende Schwingarme (h) bzw. auf die Werkstückführungen (A) tragende Heibelanordnungen (B, E, F), vorteilhaft über Zahngetriebe, beispielsweise Zahnstangen (x) und Zahnsegmente (u), unter Erzeugung gleicher Stützdrücke bezüglich der Werkstückführungen (b) sowie gleicher Drehmomente bzw. gleicher Arbeitsdrücke bezüglich der Werkzeuge (a) übertragen wird, wobei die Lagen der Zahnstangen (x) zu den Schiebern (s), beispielsweise über Schraubenspindeln (2), und die Stellungen der Schieber (J₁), die die gemeinsame Anstellbewegung auf die Werkstückführungen übertragen, im Verhältnis zu den Werkstückführungen, beispielsweise über Schraubenspindeln (%), veränderlich voreinstellbar sein können.

8. Maschine nach einem der Ansprüche ι bis 7, gekennzeichnet durch verschiedenen Umlaufsinn der Werkzeuge (a) bei paariger Anzahl. derselben, wobei Werkstückführungen (b) in der Richtung der Resultierenden von je zwei Werkzeugen (a) auf das Werkstück (c) ausgeübter Arbeitsdrücke angeordnet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen