DE7219120U - Vorrichtung zum Schleifen von Ring- und/oder Zylinderflächen - Google Patents

Description

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dring. HEINRICH GEITZ Patentanwalt 7500 Karlsruhe ι, Postfach 2708

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■75ΟΟ Karlsruhe

Erzberger Straße 109b

/ VoxTichtung zum Schleifen von Ring- und/oder Zylinderflächen /

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schleifen von Ring- und/oder Zylinderflächen, mit einer das Werkstück tragsüen, motorisch angetriebenen Spindel am Ende eines auf- und abwärts bewegbaren Auslegers und mit einem Maschinentisch für die Aufnahme des Werkstücks.

Die spanabhebende Bearbeitung von Ring- und/oder Zylinderflächen in Form von Drehen, Schleifen od. dgl. wird häufig auf Drehmaschinen in der Weise durchgeführt, daß die Werkstücke von einer dem einen Ende einer umlaufenden Maschinen-

J spindel zugeordneten Spannvorrichtung, etwa einem Mehrbacken- f

futter oder einer sog. Planscheibe, aufgenommen sind, während das Werkzeug von einem Support gehalten ist. Anstelle eines lediglich Zustellbewegungen infolge Verschiebungen des Supports ausführenden Werkzeugs sind auch schon motorisch angetriebene Schleifscheiben eingesetzt worden, deren Umlaufsinn in der Regel gegensinnig zur Werkstückrotation ist.

In der Praxis kommen häufig Schleifvorgänge bei Werkstücken unregelmäßiger Gestaltung und/oder mit sich von einer Symmetrieachse weit forterstreckenden Vorsprüngen vor. Beispielsweise ist dies bei Absperrschiebern und Ventilen der Fall, wie sie in Energieversorgungsleitungen georäuchlich sind. Eine speziell für dieses Einsatzgebiet ausgelegte Vorrichtung zum Schleifen von Ventilsitzen ist bereits in der DT-As 1 074 441 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung ist eine die Arbeitsspindel drehbar aufnehmende Lagerbüchse von einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Ringkörper aufgenommen und außermittig zu diesem einstellbar. Im Betrieb wird das Gehäuse der Vorrichtung, ggf. untir Zwischenlage eines Distanzrings, auf die Flanschen des zu bearbeitenden Ventilkörpers aufgesetzt und mittels eines Spannringes mit dem Gehäuse fest verspannt. Durch mehr oder weniger außermittige Einstellung der Arbeitsspir.de 1 innerhalb des diese aufnehmenden Ringkörpers gelingt die Anpassung an Ventilsitze unterschiedlicher Sitzdurchmesser.

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Die bekannte Vorrichtung erweist sich insbesondere dann als aufwendig im Aufbau und nur schwer handhabbar, wenn sie für dfe Bearbeitung größerer Ventile ausgelegt wird und/oder große Verstellbereiche gefordert sind. Auch hat sich gezeigt, daß es häufig schwierig ist, Werkstück und Werkzeug einander lagcrichtig zuzuordnen und so auszurichten, daß die zur Nachbearbeitung der Ventilsitzflächen erforderlichen Schleifarbeiten auf ein Minimum beschränkt werden. Insoweit erscheint die bekannte Vorrichtung noch verbesserungsbedürftig.

Die sich insoweit ergebende Erfindungsaufgabe besteht in der Schaffung einer gegenüber dem Stande der Technik verbesserten Vorrichtung zum Schleifen von Ring- und/oder Zylinderflächen, die auch zur Bearbeitung von Ventilsitzflächen geeignet sein sollen. Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß der Maschinentisch ein von einer in Längsrichtung eines Maschinenbettes verlaufenden Führung verschieblich aufgenommener Drehtisch ist.

Im Gegensatz zum Stande der Technik wird erfindungsgemäß mithin eine feststehende Vorrichtung in Gestalt einer Auslegermaschine eingesetzt, die einen als Drehtisch ausgebildeten, in Längsrichtung eines Maschinenbettes bewegbaren

Maschinentisch besitzt, auf dem die zu bearbeitenden Werkstücke in bekannter Weise nach vorheriger Ausrichtung gespannt werden. Zur Durchführung des SchleifVorganges wird das Werkzeug an die zu bearbeitende Werkstückfläche herangeführt und diese bei allmählich fortschreitender Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück ein- oder mehrfach überschliffen, wobei die Relativbewegung durch eine von der Werkzeugrotation unabhängige Werkstückdrehung mittels des Drehtisches zustande kommt.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann der Drehtisch mit einem Drehantrieb in Gestalt eines Schneckengetriebes ausgerüstet sein_s dessen Schneckenrad dem Tisch zugeordnet ist, während die Schnecke mit dem Antriebsmotor in direkter Antriebs verbindung steht. V/eiter kann, ebenfalls in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung,, dem Drehtisch ein Antrieb für die Erzeugung einer- oszillatorischen Bewegung in der Schleifebene zugeordnet sein, z.B. in der Weise, daß der Drehtisch in den Führungen des Maschinenbettes oszillierend hin- und herbewegt wird oder daß der Drehtisch auf einem seinerseits längs des Maschinenbettes verfahrbaren Schlitten mit einer zusätzlichen Führung für die oszillatorisch hin- und hergehende Bewegung ausgerüstet ist.

In gleichfalls weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Vorrichtung auch durch einen das Werkzeug in der Schleifebene

oszillatorisch hin- und herbewegenden Antrieb gekennzeichnet sein. Dabei kann es sich um einen die Schleifspindel rechtwinklig zu ihrer Längserstreckung oszillatorisch hin- und herbewegenden Antrieb oder um einen in Richtung der Spindellängsachse wirkenden Antrieb handeln. Die zuletzt genannte Ausgestaltung hat besondere Bedeutung für das Innen- oder Außenschleifen von zylindrischen Körpern.

Einige Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung sollen anhand der beigefügten Zeichnungen nachstehend erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:

Fig. 1 eine Schleifmaschine gemäß der Erfindung in Seitenansicht mit einem vom Maschinentisch aufgenommenen Ventil, das im Vertikalschnitt dargestellt ist,

Fig. 2 eine Teilansicht des Maschinenauslegers mit koaxial zur Schleifspindel angeordnetem und mit letzterer direkt gekuppeltem Schleifmotor,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Schnittlinie III-III in Fig. durch den als Drehtisch ausgestalteten Maschinentisch,

Fig. 4 eine Möglichkeit zum Spannen eines Absperrschiebers mit konischen Dichtungssitzen,

Fig. 5 ein Schaubild zur Verdeutlichung des Schleifvorganges mit oszillierend gegeneinander bewegtem Werkstück und Werkzeug und

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Pig. 6 ein Schaubild zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Bearbeitung der Mantelflächen eines zylindrischen Hohlkörpers.

Bei der in Fig. 1 schematisch veranschaulichten Schleifmaschine 10 handelt es sich um eine sog. Ständermaschine mit einem langgestreckten Maschinenbett 11, in dessen Längserstreckung Führungen 12 verlaufen, die einen als Drehtisch 13 ausgebildeten Maschinentisch aufnehmen. An einem stirnseitigeri Ende der Führungen 12 des Maschinenbettes 11 erstreckt sich ein Ständer 14 aufwärts, dem ein in Vertikalführungen 15 auf- und abwärts bewegbarer Ausleger 16 zugeordnet ist. Dieser Ausleger trägt an seinem vom Ständer Ik entfernten Ende eine drehbar gelagerte Spindel 17, die in hier nicht dargestellter Weise mit einem in der Nähe des Ständers auf dem Ausleger angeordneten Schleifmotor 18 in Antriebsverbindung steht, beispielsweise über einen Riemenoder Kettentrieb.

Fig. 2 veranschaulicht eine Abwandlungsform, bei der die Schleifspindel 17' und der Schleifmotor 18' koaxial zueinander angeordnet sind. Der Schleifmotor sitzt auf der Oberseite des Auslegers 16' an dessen vom Ständer 14 entfernten Ende. Die Motorwelle und die Schleifspindel 17' können bei dieser Ausgestaltung direkt und drehstarr miteinander gekuppelt sein.

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Beispielsweise kann direkt mit der Motorwelle eine Pinole gekuppelt sein, die in bekannter Weise über eine kegelige Aufnahme Schleifspindeln austauschbar aufzunehmen vermag.

Der in seiner Gesamtheit mit 13 bezeichnete Maschinentisch ist als Drehtisch ausgestaltet und besitzt eine Spannplatte 20, die mittels Lager 21, 22 von einem Zwischenstück 23 drehbar aufgenommen ist. Die Spannplatte 20 besitzt einen sich auf der von ihrer Spannfläche 24 entfernten Seite forterstreckenden Zapfen 25, dem ein mittels eines Lagers 26 am Zwischenstück 23 abgestütztes Schneckenrad 27 dreh- und axialfest zugeordnet ist. Der Drehantrieb für den Drehtisch wird vervollständigt durch eine im Zwischenstück drehbar gelagerte und von einem nicht weiter dargestellten Elektromotor angetriebene Schnecke 28, die mit dem Schneckenrad 27 auf dem Zapfen 24 in Eingriff und somit Antriebsverbindung steht. Der das Schneckengetriebe aufnehmende Hohlraum des Zwischenstücks 23 ist an seiner Unterseite mittels einer Platte abgeschlossen, die eine das untere Ende des Zapfens 25 aufnehmende Mittelbohrung aufweist. Der Austritt von Schmiermittel im Bereich dieser Mittelbohrung ist durch eine das Zapfenende konzentrisch umschließende Ringdichtung wirksam unterbunden.

Der im wesentlichen aus dem Mittelstück 23 mit dem Schneckengetriebe 27, 28 und der drehbar vom Zwischenstück 23 aufgenommenen Spannplatte 20 bestehende Drehtisch 13 ist auf einer Führungsplatte 30 befestigt, die sich über die Breite des Maschinenbettes 11 erstreckt und mit den Führungen 12 des Maschinenbettes zusammenwirkende Führungsflächen besitzt. Insoweit ist der Drehtisch längs der Führungen 12 des Maschinenbettes verschieblich, zu welchem Zweck der Maschinenbettführung <auf der Bedienungsseite eine Zahnstange 32 zugeordnet ist j mit der ein Zahnrad 33 zusammenwirkt, das mittels einer der Führungsplatte 30 fest zugeordneten Halterung drehbar gelagert und mittels eines Handrades 35 betätigbar ist.j

Die Aufspannfläche 24 der Spannplatte 20 ist in herkömmlicher Art mit kreuzförmig verlaufenden Spannuten 37 versehen und im übrigen mit einander im wesentlichen konzentrisch umschließenden, im Querschnitt gesehen, treppenstufenartig aufsteigenden Ausdrehungen 38, 39 ausgerüstet, was am besten in Fig. 4 ersichtlich ist. Diese Ausdrehungen ermöglichen in besonders einfacher Weise die Aufnahme von Werkstücken mit einer kreisringförmigen Kontaktfläche, wie sie in Gestalt von Anschlußflanschen bei Ventilen vorkommen. Die Festlegung derartiger Werkstücke kann, wie Fig. 1 zeigt, in einfacher Weise mittels die Werkstückflanschen übergreifender Spannklauen 40 erfolgen.

Bei dem in Fig. 1 vom Maschinentisch 13 aufgenommenen Werkstück handelt es sich um einen Absperrschieber 42 mit im Abstand parallel zueinander verlaufenden, metallischen Dichtringen 43, 44, die der Nachschleifung bedürfen. Zu diesem Zweck ist die an ihrem unteren Ende mit einer Schleifscheibe 45 bestückte Schleifspindel 17 in der Weise von oben in das Schiebergehäuse eingeführt, daß die stimseitige Bearbeitungsfläche der Schleifscheibe 45 am Dichtring 43 angreift. Während des Schleifvorganges kann über eine Leitung 46 Flüssigkeit zur Bearbeitungsfläche zugeführt werden.

In Fig. 5 ist der SchleifVorgang schematisch dargestellt. Die in Richtung des Pfeils 50 mit großer Winkelgeschwindigkeit umlaufende Schleifscheibe 45' greift mit ihrer planen Stirnfläche auf einem Teilbereich der Ringfläche 43' an, bei der es sich beispielsweise um die Stirnfläche eines Sitzringes in einem Absperrschieber der in Fig. 1 dargestellten Art handeln kann. Das Werkstück und somit die zu bearbeitende Ringfläche erfahren während des Schleifvorganges einerseits eine Drehung gemäß Pfeil 51 mit geringer Drehgeschwindigkeit, andererseits eine hin- und hergehende Oszillationsbewegung, die durch den Doppelpfeil 52 angedeutet ist. Auf diese Weise werden während des Schleifvorganges die der Einwirkung der Schleifscheibe 45 unterliegenden Teilumfangsbereiche der Ringfläche 43' fortlaufend verändert, wodurch eine hervor-

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ragende Schliffqualität erreicht wird. Der Schleifvorgang ist nach ein- oder mehrmaligem Umlauf des Werkstückes, also nach ein- oder mehrmaligem überschleifen der zu bearbeitenden Fläche, beendet.

Bei dem in Fig. 1 vom Drehtisch aufgenommenen Werkstück 42 kann die Bearbeitung des zweiten Sitzringes 44 in gleicher Weise wie die Bearbeitung des Sitzringes 43 erfolgen, zu welchem Zwecke es einer Umspannung des Werkstückes bedarf. Es kann jedoch auch eine Schleifscheibe zum Einsatz kommen, die auf der zur Schleifspindel weisenden Seite eine Arbeitsfläche besitzt und bei entsprechender Höheneinstellung des Auslegers 16 die Dichtfläche des Sitzringes 44 von unten bearbeitet.

In Fig. 6 ist die Bearbeitung eines Hohlzylinders schematisch dargestellt. Es handelt sich dabei um ein zylindrisches Rohr 55, an dessen Innenfläche eine Schleifscheibe 56 mit ihrer zylindrischen Außenfläche angreift. Den Schleifscheibenumlauf verdeutlicht der Drehpfeil 57j während den gegensinnigen Werkstückumlauf der Drehpfeil 58 anzeigt. Im übrigen führt die Schleifscheibe in diesem Falle eine in Längsrichtung der Mante] linien der zu bearbeitenden Zylinderfläche verlaufende Oszillationsbewegung aus, die durch den Doppelpfeil 59 angedeutet ist.

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Mit 60 ist eine in gestrichelten Linien angedeutete Schleifscheibe zur Bearbeitung der Außenfläche des Rohres 55 bezeichnet= Es versteht sich von selbst, daß bei der Bearbeitung der Innen- oder Außenflächen eines Zylinders in der in Fig. 6 angedeuteten Weise eine allmähliche Zustellbewegung des Werkstückes oder Werkzeugs in der Art erfolgen muß. daß nach und nach die gesamte Zylinderfläche einer Bearbeitung unterworfen wird.

Fig. 4 schließlich zeigt eine Möglichkeit zum Spannen eines Absperrschiebers 42^? mit konisch zueinander verlaufenden Sitzringen. Der Absperrschieber jst von einer keilförmigen Zwischenplatte 65 aufgenommen, die ihrerseits auf der Spannplatte 20 festgelegt und in gleicher Weise wie letztere miteinander im wesentlichen konzentrisch umschließenden, treppenstufenartig angeordneten Ausdrehungen versehen ist. Die Aufspannfläche 66 der Zwischenplatte 65 verläuft unter dem gleichen Winkel zur Zwischenplattenunterseite wie die konisch angeordneten Sitzringe im Absperrschieber gegenüber einer Symmetrieachse 67, auf der beispielsweise ein nicht dargestellter Absperrschieber zwischen einer Öffnungs- und einer Schließlage bewegt wird. Bei einer Werkstückaufspannung in der oben beschriebenen Weise befindet sich der jeweils untere Sitzring in einer zur Aufspannebene 24 der Spannplatte 20 parallelen Lage, so daß in gleicher Weise wie bei dem Beispiel nach Fig. 1 eine am unteren Ende einer Schleifspindel

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17" angeordnete Schleifscheibe 45" mit ihrer planen Stirnseite am zu bearbeitenden Sitzring angreift. Für die Bearbeitung des anderen Sitzringes bedarf es im vorliegenden Falle der Umspannung des Werkstücks 42'.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können in gleicher Weise wie die Werkstücke 42, 42' auch die zu den Absperrschiebern gehörenden Absperrorgane bearbeitet werden. Bei konischen Absperrorganen bedarf es dabei des entsprechenden Einsatzes keilförmiger Zwischenplatten, wie in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben.

Selbstverständlich können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Absperrventile und die dazugehörenden Ventilteller bearbeitet werden, sei es mit ebenen oder konischen Sitzflächen.

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Claims (5)

SchutzarSprüche

1. Vorrichtung zum Schleifen von Ring- und/oder Zylinderflächenj, mit einer das Werkstück tragenden, motorisch angetriebenen Spindel am Ende eines auf- und abwärtsbewegbaren Auslegers und mit einem Maschinentisch für die Aufnahme des Werkstücks,

\ dadurch gekennzeichnet,

daß der Maschinentisch (13) ein von einer in Längsrichtung eines Maschinenbettes (11) verlaufenden Führung (12) verschieblich aufgenommener Drehtisch ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch (13) mit einem Drehantrieb in Gestalt eines Schneckengetriebes mit dem Tisch bzw. einer drehbaren Spannplatte (20) zugeordnetem Schneckenrad (27) versehen ist, während die Schnecke (28) mit einem Antriebsmotor in direkter Antriebsverbindung üteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen dem Drehtisch zugeordneten, letzteren in der Schleifebene oszillatorisch hin- und herbewegenden Antrieb.

k. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen das Werkzeug in der Schleifebene oszillatorisch hin- und herbewegenden Antrieb .

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der das Werkzeug in der Schleifebene oszillatorisch hin- und herbewegende Antrieb unmittelbar auf die Schleifspindel und in Richtung der Spindellängsachse wirkt.