DE69004411T2 - Polishing head with swinging grindstones for processing stone materials, especially granite slabs. - Google Patents
Polishing head with swinging grindstones for processing stone materials, especially granite slabs.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Honkopf mit schwimmend gelagerten Schleifkörpern zur Bearbeitung von Steinmaterial, insbesondere von Granitplatten.The invention relates to a honing head with floating grinding bodies for processing stone material, in particular granite slabs.
Es ist bekannt, daß zum Honen von Platten aus Marmor, Granit oder anderem Steinmaterial Honköpfe verwendet werden, die abrasive Abschnitte aufweisen. Derartige Honköpfe bestehen aus einem Hauptkörper zylindrischer oder polyedrischer Form und tragen an ihrem Außenumfang eine Reihe von Schleifkörpern. Der Honkopf wird um seine vertikale Achse rotierend so angetrieben, daß auch die Schleifkörper an seinem Außenumfang gedreht werden. Gleichzeitig wird jeder Schleifkörper so angetrieben, daß er um eine horizontale Achse schwingt. Die Platte wird somit durch Abrasionseffekt der Schleifkörper gehont, wobei die Rotation um eine vertikale Achse mit der Oszillationsbewegung in einer vertikalen Ebene jedes Schleifkörpers kombiniert ist.It is known that for honing plates made of marble, granite or other stone material, honing heads are used which have abrasive sections. Such honing heads consist of a main body of cylindrical or polyhedral shape and carry a series of grinding wheels on their outer circumference. The honing head is driven to rotate around its vertical axis so that the grinding wheels on its outer circumference are also rotated. At the same time, each grinding wheel is driven to oscillate around a horizontal axis. The plate is thus honed by the abrasive effect of the grinding wheels, the rotation around a vertical axis being combined with the oscillation movement in a vertical plane of each grinding wheel.
Bei einigen bekannten Bauarten von Honköpfen werden die Drehbewegung des Kopfes und die Schwingbewegung der Schleifkörper erzeugt durch eine kinematische Einrichtung mit einem Ritzel, das gleichzeitig mit zwei zueinander koaxialen Zahnrädern kämmt, von denen eines am Gehäuse des Kopfes befestigt ist, während das andere an einem Nocken angebracht ist. Wenn das Ritzel rotiert, dreht es beide Zahnräder, so daß auch der zentrale Körper des Kopfes und der Nocken in Drehung versetzt werden. Bei seiner Drehung wirkt der Nocken auf Hebel, die mit den Achsen der Schleifkörper verbunden sind, so daß die Schleifkörper in Schwingung versetzt werden. Da bei den beiden Zahnrädern die Zahl der Zähne geringfügig voneinander abweicht, dreht sich der Nocken mit einer etwas anderen Drehzahl als das Gehäuse des Honkopfes, so daß die Schwingungszahl der Schleifkörper je Minute merklich kleiner als die Drehzahl des Gehäuses des Honkopfes ist. Die Zahl der Schwingbewegungen ist darüber hinaus direkt proportional zu der Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Zahnrädern und damit direkt proportional zur Differenz der Zähnezahlen reduziert.In some known types of honing heads, the rotary motion of the head and the oscillating motion of the grinding bodies are produced by a kinematic device comprising a pinion which simultaneously meshes with two coaxial gears, one of which is fixed to the housing of the head, while the other is attached to a cam. When the pinion rotates, it rotates both gears, so that the central body of the head and the cam also rotate. As it rotates, the cam acts on levers connected to the axes of the grinding bodies, so that the grinding bodies are oscillated. Since the number of teeth on the two gears differs slightly, the cam rotates at a slightly different speed than the Housing of the honing head, so that the number of vibrations of the grinding wheels per minute is noticeably lower than the speed of the housing of the honing head. The number of vibrations is also directly proportional to the relative speed between the two gears and thus reduced in direct proportion to the difference in the number of teeth.
Ein Nachteil derartiger Honköpfe besteht darin, daß sie eine sehr häufige Wartung erfordern. Weil nämlich das Ritzel mit einer hohen Drehzahl rotiert, muß es in konstanten Abständen sehr sorgfältig geschmiert werden. Wenn die Schmierung auch nur für eine kurze Zeit nicht durchgeführt wird, hat das einen raschen Verschleiß des Ritzels, der Zahnräder und der Lager zur Folge, insbesondere aufgrund der besonderen Umgebung, in dem die Vorrichtung arbeitet und die durch einen stark abrasiven Staub gekennzeichnet ist.A disadvantage of these honing heads is that they require very frequent maintenance. Because the pinion rotates at high speed, it must be lubricated very carefully at regular intervals. If lubrication is not carried out, even for a short period of time, this will result in rapid wear of the pinion, gears and bearings, particularly due to the particular environment in which the device operates, which is characterized by highly abrasive dust.
Dieser Nachteil wird durch eine Vorrichtung gemäß der italienischen Patentanmeldung Nr. 85561-A/89 des Erfinders dieses Patentes vermieden, gemäß der der Honkopf ein mit hoher Drehzahl rotierendes Ritzel hat, so daß das Getriebe für die Rotation des Kopfes und die Oszillation der Schleifkörper auf nur zwei Zahnräder beschränkt ist. Selbst ein solcher, nach der genannten Patentanmeldung ausgebildeter Honkopf und andere bekannte Honköpfe haben weitere Nachteile, von denen ein wesentlicher darin besteht, daß der Nocken zur Erzeugung der Schwingbewegungen der Schleifkörper wegen der Schwierigkeit, die geometrischen Bedingungen genau einzuhalten, teuer in der Herstellung ist. Wenn nämlich die Geometrie seines Profils nicht genau ist, führen die Schleifkörper unterschiedliche Schwingbewegungen aus, so daß ein Schleifkörper anders arbeitet als die anderen.This disadvantage is avoided by a device according to Italian patent application No. 85561-A/89 by the inventor of this patent, according to which the honing head has a pinion rotating at high speed, so that the transmission for the rotation of the head and the oscillation of the grinding bodies is limited to just two gears. Even such a honing head designed according to the said patent application and other known honing heads have other disadvantages, one of which is that the cam for generating the oscillating movements of the grinding bodies is expensive to manufacture because of the difficulty of precisely maintaining the geometric conditions. In fact, if the geometry of its profile is not precise, the grinding bodies perform different oscillating movements, so that one grinding body works differently from the others.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Kontakt zwischen dem Nocken und den die Schleifkörper tragenden Achsen praktisch punktförmig und jedenfalls auf einen Abschnitt sehr geringer Länge beschränkt ist. Daraus ergibt sich im Betrieb ein erhöhter Verschleiß an den Kontaktpunkten, weil die spezifischen Belastungen hoch sind. Weiter wird dadurch die Fähigkeit zur Aufnahme von Schlägen und dynamischen Lasten erheblich reduziert.A further disadvantage is that the contact between the cam and the axes carrying the grinding wheels is practically point-like and in any case limited to a very small section. length is limited. This results in increased wear at the contact points during operation because the specific loads are high. Furthermore, the ability to absorb impacts and dynamic loads is significantly reduced.
Einen weiteren Nachteil bilden die Schwinghebel zur Betätigung der Schleifkörperachsen, die sich in tangentialer Richtung erstrecken und dadurch die Zahl der Schleifkörper einschränken, die an jedem Schleifkopf in Abhängigkeit von seinem Durchmesser angebracht werden können.A further disadvantage is the rocker arms for actuating the grinding wheel axes, which extend in a tangential direction and thus limit the number of grinding wheels that can be attached to each grinding head depending on its diameter.
Nicht zuletzt wird ein Nachteil dadurch verursacht, daß die bekannten Honköpfe einen genauen Einbau erfordern, insbesondere hinsichtlich der Positionierung der Schwingelemente der Schleifkörper am Profil des Nockens. So genau auch das Nockenprofil ausgebildet und die Montage durchgeführt werden kann, bleibt doch ein unvermeidbares, kleines Spiel, das im Laufe der Zeit dazu neigt, größer zu werden.Last but not least, a disadvantage is caused by the fact that the known honing heads require precise installation, especially with regard to the positioning of the oscillating elements of the grinding bodies on the profile of the cam. No matter how precisely the cam profile can be designed and the assembly carried out, there is still an unavoidable, small amount of play that tends to increase over time.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere einen Honkopf mit schwingend gelagerten Schleifkörpern zur Verfügung zu stellen, der einen einfachen Aufbau hat und kostengünstiger als bekannte Honköpfe hergestellt werden kann.The present invention is based on the object of avoiding the above-mentioned disadvantages and in particular of providing a honing head with oscillatingly mounted grinding bodies, which has a simple structure and can be manufactured more cost-effectively than known honing heads.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Honkopf zu schaffen, der Schlägen und zufälligen dynamischen Belastungen ohne Schaden standhält.Another task is to create a honing head that can withstand impacts and accidental dynamic loads without damage.
Gemäß einer weiteren Aufgabe soll der Honkopf gemäß der Erfindung so aufgebaut sein, daß er beim Zusammenbau keine schwierigen Anpassungen oder Einstellungen erfordert.According to a further object, the honing head according to the invention should be constructed in such a way that it does not require any difficult adjustments or settings during assembly.
Weiter soll die Aufgabe gelöst werden, einen Honkopf zur Verfügung zu stellen, der zuverlässig arbeitet und eine geringstmögliche Wartung erfordert.A further aim is to provide a honing head that works reliably and requires the least possible maintenance.
Nicht zuletzt soll der Honkopf gemäß der Erfindung bei gegenüber bekannten Honköpfen gleichbleibenden äußeren Abmessungen den Einbau einer größeren Zahl von oszillierenden Schleifkörpern gestatten.Last but not least, the honing head according to the invention should allow the installation of a larger number of oscillating grinding bodies while maintaining the same external dimensions as known honing heads.
Diese und weitere Aufgaben werden nachstehend bei der Beschreibung eines Honkopfes mit schwimmend gelagerten Schleifkörpern besser verständlich, der in Übereinstimmung mit den Patentansprüchen die folgenden Bestandteile aufweist:These and other objects will be better understood below in the description of a honing head with floating grinding bodies, which in accordance with the patent claims has the following components:
- ein Gehäuse mit einem unteren Gehäuseteil, das durch einen oberen, mit diesem Gehäuseteil verbundenen Deckel abgeschlossen ist, der eine axiale Bohrung aufweist,- a housing with a lower housing part closed by an upper cover connected to this housing part and having an axial bore,
- ein Zahnrad mit Innenverzahnung, das an der Innenseite des oberen Deckels koaxial zu dessen axialer Bohrung befestigt ist,- a gear with internal teeth fixed to the inside of the upper cover coaxially to its axial bore,
- ein an der Basis der Honmaschine befestigter, exzentrischer Flansch, der eine axiale Bohrung aufweist und frei in die axiale Bohrung des oberen Deckels eingreift,- an eccentric flange fixed to the base of the honing machine, which has an axial bore and freely engages in the axial bore of the upper cover,
- eine vertikale Welle, die mit einem Antrieb gekoppelt ist und koaxial durch die Bohrung des exzentrischen Flansches verläuft, mit dem sie durch Lager gekuppelt ist, wobei die Welle ein Ende aufweist, das über Verbindungsmittel am unteren Gehäuseteil befestigt ist,- a vertical shaft coupled to a drive and passing coaxially through the bore of the eccentric flange to which it is coupled by bearings, the shaft having one end secured to the lower housing part by means of connecting means,
- ein Ritzel, das mit der Innenverzahnung des Zahnrades kämmt und über Lager mit dem exzentrischen Flansch gekoppelt ist,- a pinion that meshes with the internal teeth of the gear and is coupled to the eccentric flange via bearings,
- eine Anzahl von am Außenumfang des unteren Gehäuseteils angeordnetr Schleifkörpern, von denen jeder an einem Tragarm angebracht ist, der an einer Achse gehalten ist, welche mit kinematischen Elementen verbunden ist, die die Bewegung übertragen und in dem unteren Gehäuseteil angeordnet sind,- a number of grinding bodies arranged on the outer periphery of the lower housing part, each of which is attached to a support arm which is held on an axis which is connected to kinematic elements which transmit the movement and are arranged in the lower housing part,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale exzentrische Scheibe, die mit einem mittleren Bereich der vertikalen Welle gekoppelt und durch Verbindungsmittel fest mit dem Ritzel verbunden ist, über einen zylindrischen Ring und mechanische Verbindungsorgane sowohl mit exzentrischen Planetenscheiben, die am unteren Gehäuseteil angebracht sind, als auch mit jeder Achse zusammenwirkt, die mit dem Tragarm zum Halten der Schleifkörper verbunden ist, wobei die Schwingbewegung jedes Schleifkörpers auftritt, wenn sich die vertikale Welle dreht und das Gehäuse des Honkopfes, mit dem sie verbunden ist, in Drehung versetzt.characterized in that a central eccentric disc, coupled to a central portion of the vertical shaft and rigidly connected to the pinion by connecting means, is connected via a cylindrical ring and mechanical connecting members both to eccentric planetary discs mounted on the lower housing part and also cooperates with each axis connected to the support arm for holding the grinding wheels, the oscillating movement of each grinding wheel occurring when the vertical shaft rotates and causes the housing of the honing head to which it is connected to rotate.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zentrale, exzentrische Scheibe durch einen Zapfen mit dem Ritzel verbunden, während sie an ihrem Außenumfang, der exzentrisch zu der inneren Bohrung verläuft, welche mit der vertikalen Welle gekoppelt ist, beweglich in dem zylindrischen Ring gelagert ist. Der zylindrische Ring ist über Bolzen mit den exzentrischen Planetenscheiben verbunden, vorzugsweise drei an der Zahl, die in Sitzen angeordnet sind, welche in das untere Gehäuseteil eingearbeitet sind. Die zentrale exzentrische Scheibe und die Planetenscheiben haben denselben Grad von Exzentrizität, so daß bei Rotation der zentralen exzentrischen Scheibe der zylindrische Ring, mit dem sie verbunden ist, gezwungen wird, dieser Bewegung zu folgen, so daß jeder Punkt seiner Oberfläche relativ zu dem unteren Gehäuseteil eine Vielzahl von Drehungen ausführt, deren Radius dem Wert der Exzentrität der exzentrischen Scheibe entspricht. Eine odere mehrere Kolben sind vorgesehen, von denen jeder in einem radialen, in den zylindrischen Ring eingearbeiteten Kanal sitzt; die Kolben sind mit Hebeln verbunden, welche mit den die Schleifkörper tragenden Achsen verbunden sind. Über diese Hebel, die mit den Schleifkörperachsen verbunden sind, übertragen die Kolben auf die Schleifkörper nur die tangentiale Komponente der Drehbewegung des zylindrischen Ringes, so daß die Schleifkörper ihre Schwingbewegungen ausführen können.According to a preferred embodiment of the invention, the central eccentric disc is connected to the pinion by a pin, while it is movably supported in the cylindrical ring on its outer periphery, which is eccentric to the inner bore coupled to the vertical shaft. The cylindrical ring is connected by bolts to the eccentric planetary discs, preferably three in number, which are arranged in seats machined in the lower housing part. The central eccentric disc and the planetary discs have the same degree of eccentricity, so that when the central eccentric disc rotates, the cylindrical ring to which it is connected is forced to follow this movement, so that each point on its surface performs a plurality of rotations relative to the lower housing part, the radius of which corresponds to the value of the eccentricity of the eccentric disc. One or more pistons are provided, each of which is seated in a radial channel machined in the cylindrical ring; the pistons are connected to levers which are connected to the axes carrying the grinding bodies. Via these levers, which are connected to the axes of the grinding bodies, the pistons transmit only the tangential component of the rotary movement of the cylindrical ring to the grinding bodies, so that the grinding bodies can carry out their oscillating movements.
Gemäß der beschriebenen Ausführungsform wird ein sehr einfacher und kostengünstiger Honkopf geschaffen, der keine komplizierten Eich- und Einstelloperationen beim Zusammenbau erfordert.According to the described embodiment, a very simple and inexpensive honing head is created which does not require complicated calibration and adjustment operations during assembly.
Ferner ist es vorteilhaft, daß der Honkopf gemäß der Erfindung im Betrieb keine übermäßige Wartung benötigt, obwohl er einen hohen Grad von Zuverlässigkeit, geringen Verschleiß und eine große Fähigkeit zur Aufnahme dynamischer Belastungen oder Stöße aufweist.Furthermore, it is advantageous that the honing head according to the invention does not require excessive maintenance during operation, although it has a high degree of reliability, low wear and a high ability to absorb dynamic loads or shocks.
Weitere Einsatzmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Diese bezieht sich jedoch nur auf ein spezifisches Beispiel, das eine bevorzugte Ausführung der Erfindung darstellt; innerhalb des Erfindungsgedankens liegen zahlreiche Abänderungen. In der Zeichnung zeigenFurther possible uses and advantages of the invention will become apparent from the following description. However, this refers only to a specific example which represents a preferred embodiment of the invention; numerous modifications are within the scope of the inventive concept. The drawing shows
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Honkopf gemäß der Erfindung undFigure 1 shows a longitudinal section through a honing head according to the invention and
Figur 2 eine Draufsicht des Honkopfes der Figur 1, der in einer Querebene geschnitten ist.Figure 2 is a plan view of the honing head of Figure 1, sectioned in a transverse plane.
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, hat der insgesamt mit 1 bezeichnete Honkopf ein Gehäuse 20, das alle kinematischen Elemente aufnimmt und aus einem unteren Gehäuseteil 22 besteht, an dessen oberem Ende über geeignete Mittel, beispielsweise Schrauben 25, ein Deckel 21 mit einer zentralen, axialen Bohrung 23 befestigt ist. In die Bohrung 23 des Deckels 21 greift ein exzentrischer Flansch 3 ein, der sich nicht drehen kann, da er über einen Stift 4 an einer Gabel 5 befestigt ist, welche ihrerseits fest mit der Basis 24 der Honmaschine verbunden ist. An der Innenseite des Deckels 21 ist ein Zahnrad 7 mit Innenverzahnung befestigt, das damit auch fest mit dem unteren Gehäuseteil 22 und dem Gehäuse 20 des Honkopfes verbunden ist. Auf der Außenseite des exzentrischen Flansches 3 ist über Lager 61 ein Ritzel 6 gelagert, das mit der Innenverzahnung des Zahnrades 7 kämmt. In der Bohrung 31 des exzentrischen Flansches 3 ist über Lager 32 eine vertikale Welle 2 gelagert. Die Welle 2 ist mit dem unteren Gehäuseteil 22 über geeignete mechanische Mittel verbunden, beispielsweise durch eine Mutter 33, die auf das Gewindeende 34 der Welle aufgeschraubt ist. Wenn das Ende 50 der vertikalen Welle 2 mit einem Antrieb der Honmaschine verbunden wird, bewirkt damit eine Drehung der Welle 2 auch eine Drehung des gesamten Gehäuses 20, so daß auch das Zahnrad 7 rotiert und durch seine Drehung das Ritzel 6 antreibt.As shown in Figures 1 and 2, the honing head, designated as a whole by 1, has a housing 20 which accommodates all the kinematic elements and consists of a lower housing part 22, to the upper end of which a cover 21 with a central, axial bore 23 is fastened by suitable means, for example screws 25. An eccentric flange 3 engages in the bore 23 of the cover 21, which cannot rotate because it is fastened by a pin 4 to a fork 5, which in turn is firmly connected to the base 24 of the honing machine. A gear 7 with internal teeth is fastened to the inside of the cover 21, which is thus also firmly connected to the lower housing part 22 and the housing 20 of the honing head. A pinion 6 is mounted on the outside of the eccentric flange 3 via bearings 61, which meshes with the internal teeth of the gear 7. A vertical shaft 2 is mounted in the bore 31 of the eccentric flange 3 via bearings 32. The shaft 2 is connected to the lower housing part 22 by suitable mechanical means, for example by a nut 33 which is screwed onto the threaded end 34 of the Shaft is screwed on. If the end 50 of the vertical shaft 2 is connected to a drive of the honing machine, a rotation of the shaft 2 also causes a rotation of the entire housing 20, so that the gear 7 also rotates and drives the pinion 6 through its rotation.
Aus Figur 1 ergibt sich, daß das Ritzel 6 vollständig im Bereich des Innendurchmessers des Zahnrades 7 liegt und damit eine kleinere Zähnezahl als das Zahnrad 7 hat. Wenn sich daher das Gehäuse 20 mit dem Zahnrad 7 dreht, rotiert das Ritzel 6 etwas schneller als das Gehäuse 20, wobei der Unterschied der Drehgeschwindigkeit vom Verhältnis der Zähnezahlen zwischen dem Zahnrad 7 und dem Ritzel 6 abhängt.From Figure 1 it can be seen that the pinion 6 lies completely in the area of the inner diameter of the gear 7 and thus has a smaller number of teeth than the gear 7. Therefore, when the housing 20 rotates with the gear 7, the pinion 6 rotates somewhat faster than the housing 20, the difference in the rotational speed depending on the ratio of the number of teeth between the gear 7 and the pinion 6.
In das Ritzel 6 ist eine radiale Nut 8 eingearbeitet, in welche ein Zapfen 9 eingreift, der in einem Sitz 42 befestigt ist, welcher in eine exzentrische Scheibe 10 eingearbeitet ist. Die Scheibe 10 ist auf einen Wellenabsatz 35 der Welle 2 drehbar aufgesetzt, vorzugsweise über ein Lager 36. Wenn sich das Ritzel 6 dreht, nimmt es über den Zapfen 9 die exzentrische Scheibe 10 mit, so daß diese sich relativ zu dem Wellenabsatz 35 der Welle 2 dreht, welche damit für die Scheibe als Drehzapfen dient.A radial groove 8 is machined into the pinion 6, into which a pin 9 engages, which is fixed in a seat 42, which is machined into an eccentric disk 10. The disk 10 is rotatably mounted on a shaft shoulder 35 of the shaft 2, preferably via a bearing 36. When the pinion 6 rotates, it takes the eccentric disk 10 with it via the pin 9, so that it rotates relative to the shaft shoulder 35 of the shaft 2, which thus serves as a pivot pin for the disk.
Die zentrale exzentrische Scheibe 10 ist ihrerseits in einem zylindrischen Ring 11 aufgenommen, vorzugsweise über ein Lager 38. Der zylindrische Ring 11 ist mit dem unteren Gehäuseteil 22 über drei Bolzen 12 verbunden, von denen jeder mit einer exzentrischen Planetenscheibe 13 verbunden ist, die jeweils in einem Sitz 36 des unteren Gehäuseteils 22 aufgenommen ist. In Figur 2 ist deutlich zu erkennen, daß die Planetenscheiben 13 um das Drehzentrum der vertikalen Welle 2 mit einem Winkelabstand α von 120º zueinander angeordnet sind. Hier handelt es sich um ein Ausführungsbeispiel, das beispielsweise dadurch geändert werden kann, daß die Zahl der exzentrischen Planetenscheiben 13 von drei verschieden sein kann.The central eccentric disk 10 is in turn housed in a cylindrical ring 11, preferably via a bearing 38. The cylindrical ring 11 is connected to the lower housing part 22 via three bolts 12, each of which is connected to an eccentric planetary disk 13, each of which is housed in a seat 36 of the lower housing part 22. In Figure 2, it can be clearly seen that the planetary disks 13 are arranged around the center of rotation of the vertical shaft 2 at an angular distance α of 120° from one another. This is an embodiment which can be modified, for example, by the number of eccentric planetary disks 13 being different from three.
Die Scheibe 10 und die Planetenscheiben 13 haben denselben Grad von Exzentrizität 14, so daß der zylindrische Ring 11 gezwungen ist, der exzentrischen Scheibe 10 während ihrer Rotation zu folgen, wobei dann jeder Punkt auf dem zylindrischen Ring eine Drehbewegung mit einem Radius ausführt, der gleich der Exzentrität 14 ist. Wenn die vertikale Welle 2 in Drehung versetzt wird, dreht sie damit auch das Gehäuse 20 des Honkopfes und das daran befestigte Zahnrad 7, das mit dem Zahnrad 7 kämmende Ritzel 6, die mit dem Ritzel 6 verbundene, exzentrische Scheibe 10 und den mit dieser gekoppelten, zylindrischen Ring 11, und zwar alle um dieselbe Vertikalachse 36. Gleichzeitig mit dieser Rotation um die Vertikalachse 36 dreht sich jeder Punkt des zylindrischen Ringes 11 bezüglich des unteren Gehäuseteils 22, und zwar auf Kreisen mit einem Radius gleich der Exzentrizität 14 der zentralen Scheibe 10 und der Planetenscheiben 13.The disc 10 and the planetary discs 13 have the same degree of eccentricity 14, so that the cylindrical ring 11 is forced to follow the eccentric disc 10 during its rotation, each point on the cylindrical ring then performing a rotary movement with a radius equal to the eccentricity 14. When the vertical shaft 2 is set in rotation, it also rotates the housing 20 of the honing head and the gear 7 attached to it, the pinion 6 meshing with the gear 7, the eccentric disk 10 connected to the pinion 6 and the cylindrical ring 11 coupled to it, all about the same vertical axis 36. Simultaneously with this rotation about the vertical axis 36, each point of the cylindrical ring 11 rotates with respect to the lower housing part 22, on circles with a radius equal to the eccentricity 14 of the central disk 10 and the planetary disks 13.
In den zylindrischen Ring 11 sind waagrechte Schlitze oder Kanäle 15 eingearbeitet, die in radialer Richtung verlaufen. Beim in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Kanäle vorgesehen, die einen Winkelabstand von 90º voneinander haben. Auch hier kann das Ausführungsbeispiel abgeändert werden, wobei die Zahl der Kanäle 15 gleich der Zahl der einzubauenden Schleifkörper 40 ist; diese Zahl hängt von den Außenabmessungen des Gehäuses 20 des Honkopfes ab, worauf weiter unten noch näher eingegangen wird.Horizontal slots or channels 15 are incorporated into the cylindrical ring 11 and run in a radial direction. In the embodiment shown in the figures, a total of four channels are provided, which are spaced 90º apart. Here too, the embodiment can be modified, whereby the number of channels 15 is equal to the number of grinding bodies 40 to be installed; this number depends on the external dimensions of the housing 20 of the honing head, which will be discussed in more detail below.
In jedem Kanal 15 sitzt ein Kolben 16 mit einer Querbohrung 41, in die ein an einer Achse 18 befestigter Hebel 17 eingreift. Wie bereits erwähnt, beschreibt bei einer Drehung der zentralen Welle 2 jeder Punkt auf dem zylindrischen Ring 11 bezüglich des unteren Gehäuseteils 22 einen Kreis mit einem Radius, der gleich der Exzentrizität 14 der Scheibe 10 und der Planetenscheiben 13 ist. Bekanntlich kann jede Kreisbewegung aufgeteilt werden in die Summe von zwei Elementarbewegungen, nämlich eine Radialbewegung und eine Tangentialbewegung. Bezüglich jedes in einem Kanal 15 sitzenden Kolben 16 bedeutet das, daß dieser hinsichtlich seiner Tangentialbewegungen an den zylindrischen Ring 11 gebunden ist, denn dadurch, daß er in dem genannten Kanal 15 sitzt, muß er während seiner Rotation dem zylindrischen Ring 11 folgen. Andererseits ist der Kolben 16 frei, sich in dem Kanal 15 in radialer Richtung zu bewegen, weil der Hebel 17, mit dem er fest verbunden ist, sich frei in einem Schlitz 28 bewegen kann, der in die untere Wand des Kanals 15 eingearbeitet ist. Daraus ergibt sich, daß der zylindrische Ring 11 während seiner Rotation auf den Kolben 16 nur die Tangentialkomponente der Kreisbewegung überträgt, während die Radialkomponente annulliert wird durch die verschiebliche Aufnahme des Kolbens 16 im Kanal 15, so daß hier keine Kräfte übertragen werden. Durch die Kreisbewegung des zylindrischen Ringes 11 wird daher über den Kolben 16 und den zugehörigen Hebel 17 auf jede Achse 18 eine hin- und hergehende Drehbewegung um die Horizontalachse 39 übertragen.In each channel 15 there is a piston 16 with a transverse bore 41, in which a lever 17 attached to an axle 18 engages. As already mentioned, when the central shaft 2 rotates, each point on the cylindrical ring 11 describes a circle with respect to the lower housing part 22 with a radius that is equal to the eccentricity 14 of the disk 10 and the planetary disks 13. As is known, every circular movement can be divided into the sum of two elementary movements, namely a radial movement and a tangential movement. With respect to each piston 16 seated in a channel 15, this means that it is in relation to its tangential movements is bound to the cylindrical ring 11 because, being seated in the said channel 15, it must follow the cylindrical ring 11 during its rotation. On the other hand, the piston 16 is free to move radially in the channel 15 because the lever 17 to which it is firmly connected can move freely in a slot 28 machined into the lower wall of the channel 15. It follows that, during its rotation, the cylindrical ring 11 transmits to the piston 16 only the tangential component of the circular movement, while the radial component is cancelled out by the sliding seating of the piston 16 in the channel 15, so that no forces are transmitted here. The circular movement of the cylindrical ring 11 therefore transmits a reciprocating rotary movement about the horizontal axis 39 to each axis 18 via the piston 16 and the associated lever 17.
Das hat zur Folge, daß der Tragarm 19, an dem der Schleifkörper 40 angebracht ist, eine Pendelbewegung in einer vertikalen Ebene ausführt, die parallel zur vertikalen Rotationsachse 36 des Gehäuses 20 und damit zu dem gesamten Honkopf verläuft.This results in the support arm 19, to which the grinding body 40 is attached, performing a pendulum movement in a vertical plane that runs parallel to the vertical axis of rotation 36 of the housing 20 and thus to the entire honing head.
Bei einer möglichen abgeänderten Ausführungsform kann die Schwingebene des Tragarms 19 und damit des daran angebrachten Schleifkörpers 40 so angelegt werden, daß sich eine von der Vertikalen unterschiedliche Richtung ergibt.In a possible modified embodiment, the oscillation plane of the support arm 19 and thus of the grinding body 40 attached to it can be arranged in such a way that a direction different from the vertical is obtained.
Es wurde bereits erwähnt, daß die Zahl der Kanäle 15 in dem zylindrischen Ring 11 von vier abweichen kann. Hierzu wurde schon erwähnt, daß die Zahl der Kanäle gleich der Zahl der Achsen 18 und damit der Tragarme 19 für die Schleifkörper 40 sein muß, die an dem Gehäuse 20 des Honkopfes 1 angebracht sind. Da der Tragarm 19 jedes Schleifkörpers 40 eine genau definierte, tangentiale Ausdehnung hat, ist die größtmögliche Zahl von Kanälen 15, die in den zylindrischen Ring 11 eingearbeitet werden können, abhängig von dessen Außendurchmesser.It has already been mentioned that the number of channels 15 in the cylindrical ring 11 can differ from four. It has already been mentioned that the number of channels must be equal to the number of axes 18 and thus the support arms 19 for the grinding bodies 40, which are attached to the housing 20 of the honing head 1. Since the support arm 19 of each grinding body 40 has a precisely defined, tangential extension, the largest possible number of channels 15 that can be incorporated into the cylindrical ring 11 depends on its outer diameter.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, wie der Honkopf gemäß der Erfindung alle gestellten Aufgaben löst.From the above description it is clear how the honing head according to the invention achieves all the stated objectives.
Es wird insbesondere das Problem gelöst, einen gegenüber bekannten Honköpfen einfachen und wirtschaftlich ausgebildeten Honkopf zur Verfügung zu stellen. Bei dem Honkopf gemäß der Erfindung ist nämlich kein Nocken vorgesehen, der während der Rotation eine schwingende Bewegung auf die Schleifkörperachsen ausüben müßte. Statt dessen sind eine zentrale, exzentrische Scheibe 10 und ein darmit verbundener, zylindrischer Ring 11 sowie exzentrische Planetenscheiben 13 vorgesehen, die alle eine zylindrische Form haben und somit durch Drehen leicht hergestellt werden können.In particular, the problem of providing a honing head that is simpler and more economical than known honing heads is solved. The honing head according to the invention does not have a cam that would have to exert an oscillating movement on the grinding body axes during rotation. Instead, a central, eccentric disk 10 and a cylindrical ring 11 connected to it as well as eccentric planetary disks 13 are provided, all of which have a cylindrical shape and can therefore be easily manufactured by turning.
Es ist ferner das Problem gelöst, einen Honkopf zu schaffen, dessen innere Bestandteile nur einem begrenzten Verschleiß unterworfen sind. Im Gegensatz zu bekannten Honköpfen, bei denen die hin- und hergehende Bewegung der Schleifkörper durch Kontakt der Betätigungshebel der Achsen gegen den Nocken unter Zwischenschaltung von Anschlag- und Rollkörpern erzeugt wird, wodurch eine fast punktförmige Berührung erzeugt wird, haben die inneren Bauelemente des Honkopfes gemäß der Erfindung sehr große Berührungsflächen, sehr stark reduzierte, spezifische Belastungen und folglich vernachlässigbaren Verschleiß. Daraus ergibt sich, daß der Honkopf gemäß der Erfindung auch dynamische Kräfte und unbeabsichtigte Schläge ohne Schäden aufnehmen kann.Furthermore, the problem of creating a honing head whose internal components are subject to only limited wear is solved. In contrast to known honing heads in which the reciprocating movement of the grinding bodies is generated by contact of the actuating levers of the axes against the cam with the interposition of stop and rolling bodies, which creates an almost point-like contact, the internal components of the honing head according to the invention have very large contact surfaces, very greatly reduced specific loads and consequently negligible wear. This means that the honing head according to the invention can also absorb dynamic forces and unintentional impacts without damage.
Ferner ist auch die Aufgabe gelöst, einen Honkopf zu schaffen, der für den Zusammenbau keine schwierigen Eich- und Einstelloperationen erfordert. Da die kinematischen Elemente des Honkopfes gemäß der Erfindung durch Drehen bzw. Zahnformen hergestellt werden können und somit einer Rotation unterliegen, gibt es keine Probleme beim gegenseitigen Zusammenbau, da die Elemente sicher zusammenpassen, wenn die Herstellungstoleranzen für die Einzelteile entsprechend den Konstruktionszeichnungen eingehalten werden.Furthermore, the object of creating a honing head which does not require difficult calibration and adjustment operations for assembly is also achieved. Since the kinematic elements of the honing head according to the invention can be manufactured by turning or tooth forming and are thus subject to rotation, there are no problems with mutual assembly, since the elements fit together securely if the manufacturing tolerances for the Individual parts must be assembled in accordance with the design drawings.
Weiter ist auch das Ziel verwirklicht, daß der Honkopf bei gleichbleibendem Außendurchmesser im Vergleich zu bekannten Honköpfen in der Lage ist, mehr Schleifkörper aufzunehmen. Wie sich aus der Beschreibung und den Figuren 1 und 2 ergibt, erstrecken sich nämlich die Hebel 17 zur Betätigung der Achsen 18 für die Aufnahme der Tragarme 19 mit den Schleifkörpern 40 nur in vertikaler Richtung, während sich bei bekannten Honköpfen die Betätigungshebel für die Achsen der Schleifkörper in tangentialer Richtung erstrecken, da sie über Anschlagorgane in Berührung mit der entsprechend geformten Oberfläche der Betätigungsnocken kommen müssen. Daraus wird verständlich, daß am Außenumfang des Gehäuses des Honkopfes nur eine beschränkte Zahl von Schleifkörpern untergebracht werden kann, bedingt durch die Hebel, die in tangentialer Richtung eingebaut sind. Ferner kann festgestellt werden, daß die Verbindung zwischen jedem Hebel 17 und seinem Kolben 16, der in dem Kanal 15 des zylindrischen Ringes 11 verschiebbar gelagert ist, auch in vertikaler Richtung der Achse 36 nur eine geringe Ausdehnung hat im Vergleich zu den Anschlagelementen, die die Hebel für die Drehung der Schleifkörper bei den bekannten Honköpfen haben. Der Honkopf der Erfindung hat somit gegenüber bekannten Honköpfen bei gleichbleibenden Durchmessern eine in axialer Richtung geringere Ausdehnung.Furthermore, the aim has been achieved that the honing head is able to accommodate more grinding bodies with a constant outer diameter compared to known honing heads. As can be seen from the description and Figures 1 and 2, the levers 17 for actuating the axes 18 for holding the support arms 19 with the grinding bodies 40 only extend in a vertical direction, while in known honing heads the actuating levers for the axes of the grinding bodies extend in a tangential direction, since they have to come into contact with the correspondingly shaped surface of the actuating cams via stop elements. It is therefore understandable that only a limited number of grinding bodies can be accommodated on the outer circumference of the housing of the honing head, due to the levers being installed in a tangential direction. Furthermore, it can be seen that the connection between each lever 17 and its piston 16, which is slidably mounted in the channel 15 of the cylindrical ring 11, also has only a small extension in the vertical direction of the axis 36, compared to the stop elements that the levers have for rotating the grinding bodies in the known honing heads. The honing head of the invention therefore has a smaller extension in the axial direction compared to known honing heads, with the same diameter.
Wie bereits erwähnt, kann der Honkopf gemäß der Erfindung an seinem Außenumfang mit einer beliebigen Zahl von Schleifkörpern 40 und damit von Achsen 18 ausgestattet werden, wobei diese Zahl nur vom Außendurchmesser des Honkopfes und dem Bauraum der Schleifkörper abhängt. Ferner wurde schon erwähnt, daß der Konstrukteur die Zahl der exzentrischen Planetenscheiben 13 frei wählen kann; entsprechendes gilt für die Zähnezahl des Ritzels 6 und des Zahnrades 7, so daß ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zwischen diesen beiden realisiert werden kann, das den jeweiligen Anforderungen am besten genügt. Schließlich können die Systeme zur Verbindung und gegenseitigen Kopplung der kinematischen Elemente, die in dem Honkopf eingebaut sind, hinsichtlich Form und Zahl variiert oder abgeändert werden. Jedenfalls liegen alle diese Abänderungen und Variationen innerhalb des Erfindungsgedankens, der sich aus den Patentansprüchen ergibt.As already mentioned, the honing head according to the invention can be equipped with any number of grinding bodies 40 and thus of axes 18 on its outer circumference, whereby this number depends only on the outer diameter of the honing head and the installation space of the grinding bodies. Furthermore, it has already been mentioned that the designer can freely choose the number of eccentric planetary disks 13; the same applies to the number of teeth of the pinion 6 and the gear 7, so that a desired transmission ratio can be realized between these two, which Finally, the systems for connecting and coupling the kinematic elements incorporated in the honing head can be varied or modified in terms of shape and number. In any event, all such modifications and variations are within the scope of the inventive concept as set out in the patent claims.
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