DE7101249U - Vorrichtung zum Beschleifen von metallischen Werkstücken - Google Patents

Description

s Vorrichtung zum Beschleifen von metallischen Werkstücken^?

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum schnellen Beschleifen von metallischen Werkstücken mit einem endlosen Schleifband, welches über eine um eine feste Achse umlaufende Widerlagerwalze geführt ist. Die mustergemäße Vorrichtung ist in einiger Beziehung einem Breitbandschleifgerät ähnlich, wie man es zur Endbearbeitung von Holzplatten und Brettern verwendet.

Die mustergemäße Vorrichtung unterscheidet sich jedoch im Vergleich mit dem Beschleifen von Holz sehr erheblich" In der Art, wie die Werkstücke gegen das Schleifband angedrückt werdest. Die vorliegende Neuerung basiert auf den Vorteilen der kürzlichen Entdeckung, daß von

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POSTSCHECK HAMBURG 188523

einem zu beschleifenden Werkstück, das mit großer Kraft gegen ein Schnellaufendes energiestark angetriebenes Schleifband vorgeschoben wird, das Material so schnell abgearbeitet werden kann, wie man es von anderen Bearbeitungsverfahren nicht kennt. So kann beispielsweise innerhalb eines nach Sekunden bemessenen Intervalles eine 3 mm dicke Schicht von siner

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200 cm großen Gußeisenoberfläche abgenommen werden. Dieses Abschleifen geschieht, obwohl es im Trockenzustand vorgenommen wird, ohne erhebliche Wärmeentwicklung am Werkstück.

Hauptaufgabe der Neuerung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Durchführen solcher Bearbeitungen auf wirtschaftlicher Basis.

Eine mustergemäße Schleifmaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter auf einer im wesentlichen radial zum mittleren Bereich der Widerlagerwalze ausgerichteten Achse motorisch antreibbar gelagert ist, und daß -dte—Vorschubvorrichtung einen im wesentlichen in Richtung der-Werkstückhalter-IÄBlaufachse wirkenden,

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spannbaren elastischen Druckspeicher enthält.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung sind ein oder mehrere Werkstückhalter drehbar auf einem Schwenkarm gelagert, dessen mit dem Maschinengestell verbundenes Schwenklager im wesentlichen achsparallel zur Widerlagerwalze verläuft. Dieser Schwenkarm kann auch den Rotationsantrieb des Werkstückhalters tragen.

Ein weiteres Merkmal der Neuerung ist darauf gerichtet, daß mehrere Werkstückhalter auf einem Drehtisch so gelagert sind, daß die Achsen der einzelnen Werkstückhalter nacheinander zwischen einer Belade- und Entladestation auf die Widerlagervalze ausgerichtet werden.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Neuerung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen :

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Fig. 3. eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer mustergemäßen Schleifmaschine,

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht der Schleifmaschine,

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene und teilweise geschnittene Seitenansicht der Schleifmaschine,

Fig. 3a eine Teilansicht der Lagerung für die Widerlagerwalze,

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt gemäß der Schnittlinie 4 - 4 der Fig. 3,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt gemäß der Schnittlinie 5-5 der Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Anordnung der in Fig. 5 gemäß der Schnittlinie 6-6,

Fig. 7 einen Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie 7 - 7 der Fig. 6,

Fig. 8 und 9 Teilansichten des Energiespeichers der elastischen Andrückvorrichtung, welche

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übertrieben den Vorschub des umlaufenden Werkstückhalters erläutern,

Fig. 10 eine zerlegte perspektivische Ansicht der umlaufenden Werkstückhalter und ihrer Lagerungen,

Fig. 11 einen horizontalen Schnitt gemäß der Schnittlinie 11 - 11 der Fig. 5,

Fig. 12 und 13 den Fig. 8 und 9 ähnliche Darstellungen von abgewandelten Ausführungsformen der Energiespeicher und

Fig. 14 bis 17 ErläuterungsSchemen, die den Einfluß einer Widerlagerwalzen-Verkippung gegenüber der Werkstückhalterebene auf die Oberflächengüte der geschliffenen Werkstückfläche zeigen.

Die Zeichnungen erläutern eine mustergemäße Schleifmaschine. Die Maschine besteht aus einer Werkstückhalterung 5 und einer Schleifvorrichtung 6. Zur Schleifvorrichtung gehört ein endloses Schleifband 7_} das über Führungswalzen 8 und 9 läuft. Der Zylinder 9 ist die Widerlagerwalze, die das Schleifband gegenüber dem Werkstück ibstützt.

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Die Schleifvorrichtung erstreckt sich bei der dar-* gestellten Maschine gegenüber der Werkstückhalter vorrichtung 5 senkrecht nr-jh oben, wobei die Widerlagerwalze 9 mit Abstand unter der Führungswell 8 angeordnet ist« Das Schleifband 7 könnte aber auch in einer anderen Ebene ausgerichtet sein, sofern die Werkstückhaltevorrichtung 5 auoh eine andere Lage mit gleioher Relation erhält»

Die zwei Vorriohtungsteile 5 und 6 befinden sich in einem starren, geschweißten MeriwMnengeetell 10 mit einer rechteckigen Standfläche und zwei senkrechten Seitenwänden 12 und 13» Der das Schleifband umgebende Teil des Maschinengestelles enthält einen horizontalen Träger 11, der an seinem Ende an der Seitenwand 12 befestigt ist und frei vorragend zur gegenüberliegenden Seitenwand 13 zeigt₀

Beide Weizen 8 und 9 sind drehbar an dem Träger 11 gelagert« Die untere Widerlagerwal ze 9 ruht in Lagern H, die on der Unterseite des Trägere 11 hängend befestigt sind. Die Walze 8 ruht in Lagern 15 eines jochartigen Rahmens 16, der vom Träger 11 beschränkt auf- und abbeweglich getragen wird» um das Schleifband zu spannen und eine Schwingung um eine Vertikalachse

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zu ermöglichen, welche die zwei Walzenacheen mittig zwischen deren Enden schneidet_o Das Spannen dee

Schleifbandee erfolgt über das Joch 16 in konventioneller Weise mit einem Pneumatikzylinder 17, der koaxial

zu der Achse ausgerichtet ist, um die das Joch und die obere Walze schwingen können₀

Die Schwingung erhält das Joch 16 von einem Schwingantrieb 18, beispielsweise einen am Träger 11 befestigten Pneumatik-Zylinder, dessen Kolben mit einem vom Joch nach unten ragenden Arm 19 verbunden ist, Liese Schwingung dient dar Führung des Schleifbandes„ Näheres hierau ist aus der USA-Patentschrift 3 118 3H au ersehene Außerdem bewegt die Schwingung das Schleifband über die Länge der Walzen hin- und her, um einen gleichmäßigeren Verschleiß am Schleifband zu erhaltene

Über eine Beetienungsöffnung 20 in der Seitenwand 13 des Maschinengestelles, welche normalerweise mit einer an Scharnieren aufgehängten Tür 21 verechloeeen ist, kann das Schleifband 7 auf die Walzen 8 und 9 aufgesetzt und von diesen abgenommen werden» Zum Austausch dee Schleifbandes muß mit der Bandspannvorrichtung die obere Walze 8 abgesenkt und ein schwenkbarer Tragarm

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in eine Montagesteilung naoh außen vor die Öffnung 20 bewegt werden. In der Arbeiteeteilung greift der Arm 22 Über einen Zapfen 23 am Außenende dea Trägere 11, um den letzteren zu stützen und sicherzustellen, daS die Widerlagerwalse 9 sich um eine gegenüber dem Maschinengestell festliegende Achse dreht₀

Wie am besten aus Pigο 3 und 3a zu erkennen ist, ist das hintere Ende dee Tragarmes 22 bei 24- an der Seitenwand 13 des Maschinengestells neben der öffnung 20 versehwankbar gelagert« Das freie Ende des Tragarmes 22 ist an der gegenüberliegenden Seite der öffnung 20 an der Wand 13 mit einem Knebel 25 verriegelbar₀ Der Tragarm 22 enthält in seiner Mitte eine obere Spannbacke 26 und eine untere Spannbaoke 27» die , den am Träger 11 vorragenden Zapfen 23 umspannen können« Die Backen 26 - 27 sind begrenzt vertikal versohieblich» Die untere Backe 27 kann mit einem Hydraulikzylinder 28 angehoben und abgesenkt werden_o Die obere Backe wird an einer Aufwärtsbewegung mit einer Stellschraube 29 gehindert ο

Um den Zapfen 23 zwischen den Backen 26 und 27 einzusetzen, nachdem man den schwenkbaren Tragarm 22 in die Arbeitsstellung bewegt hat, müssen zunächst die Backen

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genügend weit voneinander entfernt werdenο In der Arbeitsstellung dee Tragarmes 22 nach Schließen des

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Hydraulikzylinder 28 anheben, um den Zapfen 23 fest zwischen den Backen einzuspannen»

Durch Verstellen der Schraube 29 kann man das frei» liegende Ende des Trägers 11 auf jedem ausgewUnschten Niveau halten» soweit es die Durchbiege* trägers zuläßtο So kann £ann die Achse der Wide. lee 9 exakt horizontal oder auch zu nachfolgend nccn näher zu erläuternden Zwecken geringfügig in der einen oder anderen Richtung versohy/enkt festgesetzt wordene

Vie Pigο 2 zeigt, wird das Schleifband von einem kräftigen Elektromotor 30 angetrieben, dessen Acht>e mit der Achse der Widerlagerwalze 9 über einen Mehrfach-Biementrieb 31 verbunden ist₀ Bezüglich der Figo 3 laufen die Widerlagerwalze 9 und das Schleifband 7 in Uhrzeigerrichtung, so daß im Betrieb das vom Werkstück abgearbeitete Material nach hinten zu einer Auslaßöffnung 32 in der Rückwand dee Maschinenrehmens geschleudert wird, Das abgearbeitete Material gelangt über die öffnung 32 und einen konventionellen Zyklon-Abscheider 33 in einen Spänebehälter 34.

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In dem unteren Vorrichtungeteil 5 der Maschine befindet sich die WerkstUokhaXte- und Andrückvorrichtung 35, welche erst eine Ausrüstung¹ der Entdeckung gestattet, daß sich von einem Werkstück mit einem Schnellaufenden, kräftig angetriebenen Schleifband ohne merkliche Temperaturerhöhungen große Matorialmengen sehr schnell abnehmen lassen, sofern das Werkstück mit auereichender Kraft vorgeschoben wird«

Zur Werkstückhalter* und Andrückvorrichtung 33 gehören awei umlaufende Werkstückhalter 36 auf einem Drehtisch 37, der von eines Hubtisch 38 getragen wirdu Vier Hubspindeln 39 an den Ecken des Tiechee 38 ermöglichen eine Vertikalverstellung aller auf dem Tisch 38 angeordneten Bauteileο Die Hubspindeln sind an ihren unteren Enden starr mit dem Maschinenrahmen verbundene Auf die Hubepindeln aufgeschraubte drehbare Muttern 40 «erden gegenüber dem Tisch 38 an einer Axialbewegung gehindert. Die Muttern AO sind in Käfigen 41 gelagert, die an der Unterseite des Tisches 38 befestigt sind» Durch gleichzeitige Drehung aller Mattern 40 ISSt sieh der Tisch 38 je nach Drehrichtung auf- und abbewegen.

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Wie die J?ig_o 11 erkennerx läßt, sind die vier Muttern 40 antriebsmäßig miteinander verbunden» Die an alles. Muttern 40 angeordneten Schneckenantriebe 42 sind paarweise mit Querwellen 43 und 44 verbunden, die ihrerseits wieder über einen Kettentrieb 45 miteinander in Verbindung stehen« Die eine Yielle 43 wird von dem in Figo 3 und 4 dargestellten reversiblen Hydromotor 46 angetrieben«

Per Drehtisch 37 ist auf dem Hubtisch 38 mit einem großen Drucklager 47 frei drehbar gelagert« Er «ird von einem Motor 48» insbesondere einem Hydromotor angetrieben; der an der Unterseite des Tisches 38 gelagert ist, wie es die Figo 5 zeigte Eine Rastvorrichtung 49 (Fig„ 4) kann den Drehtisch 37 in zwei. Drehe ins te Hunger lösbar verriegeln« In der einen Stellung liegt der eine "'erkstückhalter 3^ in der Arbeitsotellung unmittelbar der Widcrlagerwalzs 9₅ während aich der andere Werkstückhalter in einer Lade- und ßntladesta'tion befindet, die gegenüber der Arbeitsstellung um 180° vercetzt ietc. Der Motor 48 dreht den Drehtisch 38 zwischen den Schleif vorgängen über einen Winkelweg von 180°, um die Werkstückhalter untereinander zu vertauschen*

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Durch eine mit den Bubspindeln verursachte Anhebung des Tisches 38 kann der sich in der Arbeitsstellung unter der Widerlagerwalze 9 befindliche Werkstückhalter auf ein Hiveau gebracht werden, bei dem das Werkstück am Halter das Schleifband 7 gerade berührt. Wären die werkstückhalter auf dem Drehtisch unnachgiebig gelagert, würde öle durch die Hubspindeln bedingte Anlage des Werkstückes am Schleifband zwar bu einem Sohleifvorgang führen, doch entstände keine gleichmäßige Andrüokkraft, die für ein wirksames sohnelles Abarbeiten mit einem Schleifband erforderlich ist.

Beim Sohlelfen drehen sich in nachfolgend noch bu beschreibender Weise die Werkstückhalter und die an ihnen angeordneten Werkstücke um die Werkstüokhalteraohse. Somit würde normalerweise jede vorübergehend auftretende heiße Stelle an der Werkstüoksoberfläche, wenn diese durch Drehung des Werkstüokhalters mit dem Schleifband in Berührung kommt, zu einem steilen Anetleg der Andrüokkraft führen. Auoh würden unvermeidbare Unregelmäßigkeiten in der Werkstückoberfläche zu entsprechenden Schwankungen der Andrüokkraft führen.

Wenn man nun davon ausgeht, daß eine glelohfurmige hohe Andrüokkraft wesentlich 1st für eine wirkungsvolle Be-

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arbeitung von Metallwerketücken naob dem erfindungsgemäßen Verfahren, müssen die Werkstücke gege* das Schleifband so vorgeschoben werden, daß ea zu der geforderten Gleichförmigkeit der Andrückkraft kommt. Dies geschieht durch eins nachgiebig« Lagerung des Werkstückhalter 36 auf dem Drehtisch 37 mit kompressiblen, elastischen Druckspeichern 50, die zwischen dam Drehtisoh 37 und den Schwenkarmen 51 der Werkstückhalter 36 vorgesehen sind.

Wie am besten aus Fig. 10 zu erkennen, befindet sich auf dem Drehtisch 37 ein Lagersockel 52 mit zwei auseinanderliegenden und axial aufeinander ausgerichteten Lagern 53 für die Schwenkarme 51. Jeder Schwenkarm 51 bat zwei axial aufeinander ausgerichtete Lageraugen 55 *v& Aufnahme von Lagerbolzen 56, mit denen die Lager 53 und 55 verbunden werden, um die Schwenkarme 51 am Drehtisch 37 zu lagern. Wenn der Drehtisch sioh in einer seiner Arbeitsstellungen befindet, verläuft die gemeinsame Lagerbolzenachse im wesentlichen parallel zur Achse der Widerlagerwalze 9« so daß der unter der Widerlagerwalze befindliche Schwenkarm 51 in Richtung auf die Wider« lagerwalzenachse verschwenken kannο

Die Werkstückhalter sind an den Schwenkarmen 51 mit

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kombinierten Druck- und Radlailager 57 frei drehbar gelagert (Pig. 7). Konzentrisch an den Werkstüokhaltera 56 "befestigte Antriebswellen 58 ragen nach v& en in eine Ausnehmung 59 an der Unterseite des zugehörig gen Scbvrenkarmes, wo ein Schneckenrad 60 aufgekeilt ist, das in eine Schnecke 61 eingreift, alt der Werkstückhalter gedreht werden kann. Die Schnecken 61 werden ▼on Hydromotoren 62 angetrieben, die an den Schwenkarmen 51 gelagert sind (Pig. 6).

Vorzugsweise besteht jede:? Werkstückhalter aus einer unteren Scheibe 63, die mit Preßsitz auf die Welle 58 aufgesetzt ist, und einer oberen Scheibe 64, die lösbar auf der unteren Scheibe befestigt ist und zum Halten der zu bearbeitenden Werkstücke dient. So kann die obere Scheibe 64 *es Werkstückhalter eine magnetische Spannvorrichtung enthalten oder, wie Fig. 7 zeigt, mit Sackbohrungen versehen sein, in die man eine mechanische Einspannvorrichtung einsetzen kann.

Der Werkstückhalter hat eine besonders auegebildete Schmiermittel Versorgung für sef.n Traglager 57, eelü Antriebswellenlager 59° und für den Sohneokeutrleb in der Ausnehmung 59. Diese besonders deutlich In Pig. 7 erkennbare Einzelheit besteht aus einer verschließbaren

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Bohrung 65 in der oberen Scheibe 64 dee Werkstückhalterβ, welche nach unten zum Lager 57 und über eine Spaltfläohe 66 zwischen der Unterseite der unteren Scheibe 63 und der Oberseite des Schwenkarmes 51 zum Lager 59* und in die Ausnehmung 59 zum Schneckentrieb 60, 61 führt.

Wie erwähnt, befindet sich zwischen jedem Schwenkarm 51 und dem Drehtisch ein elastischer Druckspeicher 50, der im wesentlichen aus einer geschlossenen Luftkammer mit nachgiebig verformbaren Wänden 67 besteht. Dieser Druckspeicher 50 arbeitet etwa wie die bekannten Luftfederungen, die man im Kraftfahrzeugbau anstelle von mechanischen Federaufhängungen verwendet. Die Luftkamner wird, wie die Zeichnung zeigt, im wesentlichen von einem zylindrischen Gummibalg geringer axialer Länge gebildet, der an einem Ende mit einer flachen Stirnwand 68 verschlossen ist und auf der gegenüberliegenden Seite einen radial nach innen gerichteten Flansch 69 aufweist. Sie flache Stirnwand 68 ist an der Unterseite des Schwenkarmes 51 zwischen einer Scheibe 70 und einer Ringscheibe 71 eingespannt. Die Scheibe 70 ist lösbar an dem Schwenkarm befestigt und mit Schrauben 72 an der Ringscheibe 71 fest verspannbar«.

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nach innen gerichtete jrlaneca oy xbt era aer uoereelte dee Drehtisches 37 luftdicht angeschlossen. Hierzu dient eine Ringscheibe 73« die an der Innenseite des Ringflansohes 69 angreift und mit Schrauben 74 am Drehtisch verspannt werden kann« Eine Bohrung 75 im Drehtisch mündet in den Gtammlbalg ein und ist mit einer Druckleitung 76 versehen_f über die der Gunmibalg mit Druckluft versorgt werden kann. Der Luftdruck in dem Gummibalg ist eine Energiequelle, mit der der Schwenk-

axrm. uau uttnixb uer au uxvbciu ouuwu Jtuax*m uoxeabigbe πβιλ stückhalter eine nach oben gerichtete Vorspannung er» halten kannφ Diese nach oben gerichtete Vorspannung dient allein der Erzeugung einer gleichförmigen Andruckkraft, mit der das Werkstück gegen das Schleifband gedrückt wird.

Die von der in der Luftkaramer gespeicherten Energie bewirkte, definitiv zum Schwenkarm und zum Werkstückhalter übertragene nach oben gerichtete Bewegung wird mechanisch begrenzt mit zwei Zugstangen 77« die an Lageraugen der Schwenkarme 51 angelenkt sind. Diesfc Zugstangen greifen mit Spiel~ίΐΓ Zylinder 79 ein, die bei 80 schwenkbar am Drehtisch 37 gelagert sind. Die Kolbenstangen haben am unteren Ende einen vergrößerten Kopf 81, der, wie Pig. 9 zeigt, an der oberen Stirnwand 82 des Zy-

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Iiudsrs 79 su* Anlage Masses kass* Durch diese Anlge ist die nach oben gerichtete Schwenkbewegung des Schwenkarmes so begrenzt, daß die Oberseite des Werkstückhalter 36 exakt horizontal ausgerichtet ist. Wie er» wähnt, ist die Schwenkachse 56 des Schwenkarmee 51 exakt horizontal ausgerichtet.

Sa die Andrückkraft, mit der dec Werkst^ 2 das von der Wi derlagerwalze gehaltene Schleifband gv/drü-skt wird, eine Funktion dtβ Luftdruckes in der Luftkamser ist und «Antersohledlicbe Werkstoffe unterschiedliche Andrückkräfte erfordern, muß der Druck in der Luftkammer ▼erstellbar sein. Dies lässt sich in einfacher Welse dadurch errelohen, daß man die Luftzufuhr zur Luftkammer doeierbar macht. Dies kann in üblicher Weise beispielsweise dadurch geschehen, daß man die Luftkammerdruokleitung 76 über ein Dreiwegeventil 83 mit einer Druckluftquelle und einem Auslaß verbindet, wie es die PIg. 7 andeutet·

Arbeitsweise

Die Arbeitsweise der !faschine, die in den Zeichnungen als ein Aueftthrungebeispiel der Erfindung dargestellt ist» berücksichtigt lediglich eine Möglichkeit das er-

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findungegemäBe Verfahren durchzuführen. Ba eel zunächst davon ausgegangen, daß der Luftdruck in den Luftkam-■ern unter beiden Werketttokhaltern 36 für dae bestimmte Metall des zu bearbeitenden Werkstückes richtig eingestellt ist. Bb soll auoh davon ausgegangen werden, daß die unbearbeitete Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke im wesentlichen flach ist. Ee sei ferner, um unnötige Komplikationen zu vermeiden, davon ausgegangen,, daß jedes Werkstüok so geformt ist, daß seine abzuarbeitende Oberfläche im wesentlichen parallel zur Oberseite des Werkstückhalter verläuft, wenn es auf den Werkstückhalter aufgelegt 1st.

\ Die Maschine wird auf die GrOSe der Werkstücke einge-

• stellt, indem man ein Werkstück auf den Werkstückhalter

in der Belade- und Entladestellung aufspannt* Anschliessend wird der Drehtisch so gedreht, daß das Werkstück unter die Widerlagerwalze kommt. Dieses Verdrehen erfolgt, solange sich der Drehtisch noch auf einem so tiefen Vlveau befindet, daß das Werkstück das Schleifband nloht berühren kann. Wenn sich das Werkstück unter fier widerlagerwalse befindet, wird der Drehtisch durch langsames motorisches Vorschrauben der Hubspindeln angehoben, bis die Oberseite des Werkstückes gerade eben das Schleifband berührt» das zu diesem Zeltpunkt noch

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nicht umläuft. Hiermit liegt das Ausgangeniveau für das spezielle Werkstück fest.

Nun wird der Drehtisch wieder in die andere Stellung zurückverscbwenkt» Diese Verschwenkung des Drehtisches kann stets In gleicher Richtung oder aber auch durch Vorwärts- und Rückwärtslauf erfolgen; in jedem Falle wird aber die Drehbewegung zwischen den beiden Einstellungen über einen Weg von 180° vorgenommen.

Die Steuerung für den Hubspindelantriebsmotor 46 wird nun auf die gewünschte Schnittiefe eingestellt, beispielsweise auf eine Größe von 3 mm. Diese Einstellung wird auf das vorerwähnte AusgangsiHiveau bezogen» Nachdem die Einstellung vorgenommen worden ist, führt jedeβ nachfolgende Anheben der Achsen, um die die angelenkten Schwenkarme der Werkstückhalter verschwenken und zwar um eine Höhendifferenz, die gleich der Schnittiefeneinstellung ist. Jedes gesteuerte Absenken des Drehtisches führt den letzteren zum Ausgangsniveau zurück.

Bei auf Ausgangsnlvoau stehendem Drehtisch wird ein Werkstück auf den Werkstückhalter der Belade- und Entladestation aufgelegt und entweder mechanisch oder magnetisch aufgespannt. Vorzugsweise ist das Werkstück

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so ausgerichtet, daB die von der Obeieaite abzuarbeitende Fläche ziemlich genau bezüglich der Werkstüokhalterachse zentriert lst_e Him wird der Antriebsmotor 62 für den beschickten Werkstückhalter 36 eingeschaltet und der Drehtisch 37 entweder manuell oder automatisch umgeschaltet, um den beschickten Werkstückhalter unter die Widerlagerwalze 9 zu bringen. Nun heben die Hubspindeln den umlaufenden Werkstückhalter 36 um die zuvor festgelegte Sohnittiefe an und drücken hierdurch das Werkstück kräftig gegen das Schleifband. Da* Anheben des Drehtisches mit den Hubspindeln erfolgt schlüpflos und praktisch momentan. Wenn das Werkstück das an der Widerlagerwalze abgestützte Schleifband berührt, wird der Werkstückhalter und sein Schwenkarm nach unten gedrückt, wie es die Pig. 8 zeigt. Hierdurch wird der elastische Druckspeicher gespannt, d.h. die geschlossene Luftkammer wird komprimiert, so daß eich die dort gespeicherte Energie vergrößert.

Der Druck in der Luftkammer, d.h. der elastische Speioherdruok drückt das Werkstück gegen die gekrümmte Schleiffläche des an der Wlderlagerwalee abgestützten Schleifband«β mit einer ausgewählten Andrückkraft, die Bloh glelohmäßig über die gesamte Berührungsfläche zwischen Schleifband und Werkstück verteilt. Die Be-

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yUhrungeflfiehe h&ngt verst&ndlioherweise niobt but von der OrHΘθ dee Werkstückes, sondern auch von der Schnitttiefe an der Werkstttoksoberfläche ab, während sieb diese mit dem Werkstückhalter dreht. Auf alle Fälle erstreckt sich die BerUhrnngeflSche und damit die WIrkungssoüe über einen schmalen Streifes, der parallel but Aobee der Widerlagerwalze und damit auch parallel zur Schwenkachse des den Werkstückhalter tragenden Armee verläuft«

Nach einer oder zwei Umdrehungen des Werkatttokbalters icrfc die ges&ate Fläche der Werketüokoberseite bis auf die Buvot festgelegte Schnittiefe abgearbeitet oder abgeschliffen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine weitere Vorschubbewegung nach oben durch den formecblüseigen Anschlag begrenst, der den Schwenkarm gegenüber dem Drehtisch festhält, wie ee die ?ig, 9 seigt. Die Drehgeeahwindigkeit des Werkstückhalter» wird nun gegenüber der Anfangephase dee Arbeitsvorganges automatisch auf eine erbeblich größere Geschwindigkeit gebracht. Obwohl praktisch keine AndrfLokkmft mehr awieoben Werkstück und Schleifband festeustellen ist, ergibt sieh durch die bobe Drehgeschwindigkeit eine Verbesserung der Oberflächengüte des Werkstüokos, da durch diesen Vorgang noob winsige hoohliegende fläohenteilohen abgetragen

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werden. Nach Ende der Schnelldrehung des Werkstückhalter werden ν ie Hubspindeln so betätigt, daß sie den Drehtisch auf das Auegangeniveau zurückbewegen.

Während der beschriebene Schleifvorgang mit automatischer Steuerung durchgeführt wird, wird ein anderes ähnliches Werkstück am anderen Werkstückhalter eingesetzt, so daS der nächste Arbeitszyklus durch eine Umschaltung des Drehtisches sofort begonnen werden kacn.

Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren wird der Energieinhalt des elastischen Druckfapeichers, d.h. die in der geschlossenen Luftkammer gespeicherte Energie um einen euvor festgelegten Wert vergrößert, d.h. der Druckspeicher wird geladen.Dieses Laden erfolgt durch die sohlupflose Aufwärtsbewegung des Drehtisches mit den Hubspindeln in der Zeit, j.n der die Aufwärtsbewegung des Schwenkarmes und des daran befindlichen Werkstückhalter begrenzt ist durch dae Anlegen des Werkstückes an dem mit der Widerlagerwalze abgestützten Schleifband. Duron das Laden des Druckspeichers kommt es zu einem mechanischen Verschleiß an den Hubspindeln und auch an allen dazugehörigen Antriebeelementen, weil die Hubspindeln bei jedem Arbeitszyklus der Maschine betätigt werden· Um diesen Verschleiß klein zu halten, kann man so vorgehen,

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wie es an Hand der Fig. 12 und 13 erläutert let. In diesem Falle werden die Hutspindeln nur betätigt, um die Maschine den Abmessungen des Werkstückes entsprechend einzustellen oder zu justieren. Sobald dies getan ist, werden die Hubspindeln nicht mehr betätigt, da der Drehtisch auf dem Ausgangeniveau verbleibt, auf dem man ihn bei der Einstellung der Maschine auf die Abmessungen des Werkstückes gebracht hat.

Wie Fig. 12 und 13 zeigen, erfolgt das Spannen der elastischen Vorspannvorrichtung, d.h. das Laden der Luftkammer durch Herunterdrücken der Sohwenkarme zum Drehtisch hin, d.h. in Richtung auf eine Komprimierung der Luftkammern. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Schwenlcarme mit je einem Hydraulikmotor 84 nach unten gedrückt. Der Zylinder 85 des Motors 84 ist mit dem Schwenkarm und sein zugehöriger Kolben 86 mit dem Drehtisch verbunden. Wenn man Druckmittel in den Zylinder 85 einlässt, wird das Werkstück ausreichend abgesenkt, um es beim Umschalten des Drehtisches unter das mit der Widerlagerwalze abgestützte Schleifband zu bringen. Das des Hydraulikmotor 84 zugeführte Druckmittel lässt man anschllessend entweichen, so daß der Schwenkarm und der an ihm angeordnete Werkstückhalter durch Abgabe von Energie aus der Luftlfeammer nach oben

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ird üüd däö Vröfketüök u«e Souleifbaüä uSa

gedrückt wird üüd däö Vröfketüök u«e Souleifbaüä sohlagt· Falls erwünscht, lässt sich das Abströmen des Druckmittels aus dem Hydromotor dosleren, was beispielsweise mit einem Drosselventil 87 In der Druckleitung des Motors erfolgen kann. In keinem Fall darf das Abströmen des Druckmittels aus dem Motor so weit beschränkt werden, daß eine Verminderung der Andrttokkraft auftritt, die das Werkstück gegen Aas Schleifband drüokt.

Die Aufwärtsbewegung des Werkstückhalterβ endet, wenn der Kolben 86 den Boden des Hydraulikzylinders erreioht, d.h. immer dann, wenn das Werkstück bis auf das gewünschte Niveau abgearbeitet 1st.

Im übrigen entsprechen Vorrichtung und Verfahren gemäß Fig. 12 und 13 genau dem zuvor Beschriebenen. Sb ist aber zu beachten, daß die Einstellung des Ausgangsniveaus des Drehtisches bei komprimierten Laftkesaern vorgenommen wird, so daß jetzt das Auegangeniveau dem liveau entspricht, auf das die Werkstückoberfläche abzuarbeiten ist und nicht mehr den Kiveau der unbearbeiteten

Werkstückoberfläche« wie bei der ersten besöbriebeneu Ausführungeform·

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Bine andere HSgliohkeit, mit einer Luftkammer einen elastischen Druckspeicher zum Andrücken der Werkstücke gegen das Schleifband zu verwirklichen, liegt darin, eine unter hohem Druck stehende iJruckluftquelle en die Luftkammer über geeignete Ventile anzuschließen. Bei dieser Anordnung wird jeder Werkstückhalter mit aufgespanntem Werkstück in die Arbeltsstellung ν - die Andrückwalze gebracht, während die Luftkamw tt zusammengedrückt ist, daß das Werkstück das ,.-..^etfband nicht berührt. Dann lässt man in die Kammer Druckluft ein, um die letztere zu expandieren und das Werkstück gegen das Schleifband zu drücken. Zwischen den einzelnen Schleifvorgängen muß die Luft aus der Luftkammer abgelassen werden, um den zuvor geschilderten Zustand wieder herzustellen, falls erforderlich, kann die Luftkammer auch federnd zusammengedrückt werden, um den Werkstückhalter auf das angegebene niedrige Niveau zu bringen. Dabei darf die Kraft zum Zusammendrücken der Luftkammer aber nicht zu groß sein, damit die Auedehnung der Luftkammer nicht so stark beschränkt wird, daß der Werkstückhalter nicht mehr das durch den positiven Anschlag 82 festgelegte ffiveau erreichen kann.

Beispielsweise kann, wie Pig. 7 zeigt* der Druck in der Luftkammer mit einem konventionellen Dreiwegeventil 83 gesteuert werden,

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Einfluß der Höhenverstellung des Außenemiee des Trägere 11.

Der die gesamte Schleifvorrichtung tragende Träger 11, der ein starrer Teil des Maechi^enrahmens ist, kann sich beschränkt vertikal durchbiegen. Mit dem Hydraulikzylinder 28 lässt sich in Verbindung mit der Stellschraube 29 das AuBenende des Trägers 11 geringfügig anheben oder absenken und in einer ausgewählten Höhenlage festsetzen. Durch diese Einstellung kann man die Achse der Widerlagerwalsse 9 in exakt horizontale' Auerichtung bringen und halten, wie es die Fig. 14 zeigt. Es entsteht dann exakte Parallelität zwischen der Widerlagerwalzenaohse und der Schwenkachse der die Werkstückhalter tragenden Schwenkarm 51, wenn die andere Walzenachse so ausgerichtet ist, verläuft auch die schmale langgestreckte Schneid- oder Schleifzcne exakt parallel zu den Achsen von Andrückwalze und der Lageraohse 56 der Arme 51. Man könnte unter diesen Umständen annehmen, daß die abgeschliffene Oberfläche des Werkstückes nun exakt flach wird. Diese Antsahme ist jedoch, mindestens wenn die abzuarbeitenden Flächenteile sich durchgehens über die Gesamtfläche erstrecken, beispielsweise im Falle einer massiven Scheibe nicht richtig. Es wurde festgestellt, daß bei der angenommenen

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Einstellung die abgearbeitete kontinuierliche Oberfläche geringfügig konkav wird, wie es übertrieben in Fig. 15 dargestellt ist. Der Hittelpunkt der konkaven Höhlung liegt in der Mitte der Werkstüeksdrehachse, d.h. der Drehachse des Werkstückhalter«. Zweifellos kosaat diese konkave Ausbildung daher, daß sich die Arbeitezone wie ein diametraler Streifen über das Werkstück erstreckt, so daß bei Drehung des Werkstückes ständig andere Umfangsteile in die Arbeitszone gelangen und aus dieser herauslaufen, während der Mittelteil kontinuierlich am Schleifband in Anlage bleibt und daher einer größeren Schleifwirkung unterliegt.

Durch ein geringfügiges Absenken oder auch Anhoben des Außenendes des !Trägers 11 gemäß Fig. 116 wird die Achse der Andrückwalze entsprechend verkippt. Nun arbeitet die eine Hälfte des Schleifbandes stärker als die andere Hälfte. Die Umfangeteile des Werkstückes, die unter dem tiefliegenden Teil des Schleifbandeβ hindurchlaufen, werden nur schneller abgearbeitet und es ergibt aich eine Kompensation für die Schleifarbeitszeit, in der die genannten umfangeteile außerhalb der Arbeitezone liegen. Auf diese Weise wird die konische Aushöhlung der besohliffenen Oberfläche vermieden und es entsteht eine korrekte ebene Oberfläche, wie sie die Fig. 17 neigt.

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Ein zusätzlicher Vorteil einer geringfügig gegenüber der Horizontalen verkippten Andrttckwalzenächte ist ein gleichmäßigerer VersohleIß über die Breite dea Sohleifbande β, zumal die über den Brehmlttelpunkt dea Werkstückes hinveglaufenden Sonleifbandteile nicht mehr einem größeren Vereohleiß unterliegt als die anderen Seile des Schleifbandeβ. Sie Lebensdauer des Sohleifbandea wird somit verlängert.

Sa die Werkstücke normalerweise so auf den Werkstückhalter aufgelegt werden, daß die abzuarbeitende Werkstückoberfläche im wesentlichen bezüglich der Umlaufaohse der Werkstückhalter zentriert 1st, läuft das Werketttok auf der einen Seite der Werkatüokhalteraehae gegen den hoch» laufenden Teil des Sohleifbandes und auf der anderen Seite der Werkstüokhalteraohse gegen den nach unten laufenden Teil des Sohleifbandee. Nach einer gewiesen Zelt führt dies zu einem ungleichförmigen Verschleiß über die Breite des Sohleifbandes· Um diesen Nachteil auezueohalten, werden die Werkstückhalter vorzugsweise in entgegengesetzten Richtungen in Umlauf versetzt»

Wenn auoh die Erfindung voratehend beettglloh einer Naaohlne zum trockenen Besohleifen beschrieben wurde» besteht auch die Möglichkeit,der Arbeitezone über eine

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111» ·

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Reihe von Düsen 90 (Pig. 2) ein flüssiges Kühlmittel zuzuführen, sofern ein nasses Beschleifen auf Grund der ausführenden Arbeit oder des Materials, aus dem die Werkstücke bsstehen, erforderlich oder erwünscht 1st. Beim nassen Beachleifen wird die Auslaßttffnung 32 für die abgeschliffenen Partikel mit einer nichtdargestellten Tür verschlossen, so daß sich die abgeschliffenen Partikel auf dem Tisch 38 ansammeln, de« man, wJo Pig. 10 zeigt, mit Seitenwänden 94 schüsseiförmig ausbilden kann, über einen Auslaß 95 kann da» abgearbeitete Material in einen nlohtdargestellten Auffangbehälter abgeführt werden.

Obwohl die Erfindung aus der vorstehenden Beschreibung klar erkennbar ist, seien noch zur praktischen Ausübung der Erfindung nachfolgende wiohtige Parameter einer zur Becrbeltung von gußeisernen Werkstücken geeigneten erfindungsgemäßen Maschine angegeben, die ein& Oberfläche von etwa 200 cm auf eine liefe von 3 mm abschleifen kann.

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Breite» dee Sehleifbandee: Durchmesser der Valso 9s Bandgeschwindigkeit: Leistung dee Bandantriebes: Andrückkraft:

Torschubgescbwind igkeit: Srebaabl der Werkstückhalter:

Drehbewegung beim Umaehalten dea Drehtisches: 51 ca

35 cm

1500 - 2100 s.

300 PS

135 kg je cm dee Linienkontaktea zwischen Schleifband und Werkstück

8 cm'/aec.

anfanglich 3-4 Sek.

15 TJ/min

und anschließend

4-6 Sek. 90 U/min

15 U/min.

Für den Fachmann ist es naheliegend, daß sich die erfindungsgemäße Maschine auch noch anders ausbilden kann, als sie hier but Erläuterung dargestellt ist«

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Claims (1)

1. * · · · III

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   Schutzansprüche

   Schleifmaschine mit einem endlosen Schleifband, welches über eine Widerlagerwalze geführt ist, einem Werkstückhalter und einer Vorschubvorrichtung, mit der Widerlagerwalze und Werkstück gegeneinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (36) auf einer im wesentlichen racial zum mittleren Bereich der Widerlagerwalze (9) ausgerichteten Achse (58) motorisch antreibbar gelagert ist, und daß die Vorsehubvorrichtung einen im wesentlichen in Richtung der Werkstückhalterachse (58) wirkenden , spannbaren elastischen Druckspeicher (50) enthält.

   ?.. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (50) zwischen Maschinengestell (10,37) und Werkstückhalter (36) angeordnet ist.

   3. Schleifmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Druckspeieher (50) erfolgende Vorschub mit mechanischen Anschlägen (81, 82) zwischen Maschinengestell (10, 37 ) und Werkstückhalter (36) begrenzbar ist.

   if 1*1.

   4. Schleifmaschine nach Anspruch 1 bis 3» dadurch

   gekennzeichnet, daß der elastische Druckspeicher (50/ eine geschossene, begrenzt verformbare Luftkammer (67,68, 69) ist.

   5. Schleifmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (36) drehbar auf einem Schwenkarm (51) gelagert ist, dessen mit dem Maschinengestell (10, 37) verbundenesSchwenklager (55/56) im wesentlichen achsparallel zur Widerlagerwalze (9) verläuft,

   6. Schleifmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (51) den Rotationsantrieb (58-62) des Werkstückhalters (36) trägt.

   7. Schleifmaschine nach Anspruch 5 und b, dadurch gekennz,.. .inet, daß der Druckspeicher (50) zwischen dem Schwenkarm (51) und dem Maschinengestell (10,37) angeordnet ist.

   8. Schleifmaschine nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (50) auf einem Hubtisch (38) angeordnet ist.

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   9. Schleifmaschine nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubtisch (38) mit einem motorischen Antrieb (46) auf- und abbewegbar ist.

   10. Schleifmaschine nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung für den Druckspeicher (50) als Hydromotor, insbesondere Hydraulikzylinder (84), ausgebildet ist.

   11. Schleifmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmleitung des Hydraulikzylinders (84) mit einem Drosselventil (87) versehen ist.

   12. Schleifmaschine nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstückhalter (36) auf einem Drehtisch (37) so gelagert sind, daß die Achsen (58) der einzelnen Werkstückhalter (36) nacheinander zwischen einer Belade- und Entladestation auf die Widerlagerwalze (9) ausgerichtet werden.

   13. Schleifmaschine nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarmachsen (55/56) der Werkstückhalter (36) die Achse des Drehtisches (37) rechtwinklig schneiden.

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   14. schleifmaschine nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Werkstückhalter (36) die eine Hälfte im Uhrzeigersinn und die andere im Gegenuhrzeigersinn umläuft.

   15. Schleifmaschine nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (11) der Widerlagerwalzenachse (23) geringfügig gegenüber einer Horizontalebene verkippbar ist, die sich senkrecht zur Umlaufachse (58) der Werkstückhalter (36) erstreckt.

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