DE860467C

DE860467C - Feinziehschleifapparat, insbesondere fuer Bohrungen

Info

Publication number: DE860467C
Application number: DED2396D
Authority: DE
Inventors: Gottlob Aichele
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1942-09-05
Filing date: 1942-09-05
Publication date: 1952-12-22

Description

Feinziehschleifapparat, insbesondere für Bohrungen Die Erfindung bezieht sich auf einen Feiruziehschleifapparat, bei dem das Werkzeug sowohl eine Drehbewegung als auch eine Hinund'herbewegung ausführt und von der Antriebsdrehbewegung sowohl die Werkzeugdreh'bewegung als auch die hin und her gehende Bewegung des Werkzeuges abgeleitet ist und Werkzeug und Werkstück sich gleichzeitig bewegen.
Die Erfindung besteht darin, daß die Drehbewegung .der Antriebswelle dazu verwendet wird, dem Werkzeug eine verhältnismäßig langsame Drehbewegung um seine Längsachse sowie eine verhältnismäßig schnelle Hinundherbewegung in Richtung seiner Längsachse zu erteilen. Abgeleitet wird diese kombinierte Bewegung von einer einzigen Welle, auf der ein Zahnkranz sowie eine Nockenscheibebefestigt sind. Die von dem Zahnkranz ausgeführte Dreh1bewegung wird auf ein mit ihm im Eingriff stehendes, auf dem eigentlichen Werkzeugträger (Spindel) äüfgekeiltes Zahnrad übertragen, so daß -der Werkzeugträger mitsamt dem Werkzeug eine Drehbewegung um seineLängsachse ausführt. Von edier Nockenscheibe wird bei ihrer Dreihung ein Bol-ierin einem Sinne geradlinig verschoben. Die Rückführung des Bolzens erfolgt durch Federwirkung. In seiner geradlinigen Bewegung nimmt der Bolzen einen gegen Drehung gesicherten Hohlzylinder (Pinole) mit, der als Träger für die Gleitlager des Werkzeugträgers dient. Werkzeugträger und Hohlzylinder sind dabei mittels eines der Gleitlager derart spielfrei miteinander verbunden, daß der Werkzeugträger in der oszillierenden Axialbewegung des Hohlzylinders mitgenommen, in seiner Drehbewegung dabei aber nicht behindert wird.
Ferner sind erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, um den zwischen Werkstück und Werkzeug bestehenden Anpressungs- oder Schleifdruck erkennen zu können und bei Überschreitung des zulässigen Schleifdruckes das Werkzeug abzuschalten.
Das zur Aufnahme der beweglichen Teile der Vorrichtung dienende Apparatgehäuse hat infolge seiner' besonderen Aus'bi'ldung .den Vorteil, d'aß es ohne jedes Hilfsaggregat wie eine normale Schleifspindel in jede normale Innen- sowie Außenschleifmaschine oder Drehbank eingespannt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß man das Gehäuse mit einem z. B. den Werkzeugträger enthaltenden Rohransatz versieht, dessen Außendurchmesser gleich "dem Durchmesser der normalen Schleifmaschinenspindel ist.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar in Abb. i in einem Axialschnitt durch den gesamten Apparat und in Abb. 2 in einem Teilschnitt nach II-II der Abb. i. Der Apparat wird z. B. mittels einer Riemenscheibe i angetrieben, in .deren Nabe 2 eine Keilnut 3 eingefräst ist. In die Keilnut 3 greift der Keilzahn 4 eines Fingers 5 ein, .dessen anderes Ende 6 abgeschrägt ist und sich gegen eine entsprechende Abschrägung 7 eines Stiftes 8 anlegt. Der Stift 8 wird in einer Bahrung9 der die Riemenscheibe i frei drehbar tragenden Welle io geführt. In der Wandung der Axialbohrung 9 befindet sich eine Querbohrung i i " zur Durchführung des Fingers 5. Der äußere Teil 9' der Axialbohrung 9 hat einen größeren Durchmesser als der innere Teil. In diesem äußeren Teil g' ist ein auf dem Stift 8 .befestigtes Widerlager 12 für die auf den Stift 8 aufgeschobene Schraubenfeder 13 verschiebbar, deren anderes Ende sich gegen eine in die erweiterte Bohrung 9' eingeschraubte, zur Regelung der Spannung der Feder 13 dienende Stellschraube 14 abstützt. Letztere dient ebenfalls noch zur Führung des Stiftes 8 und weist zu diesem Zweck eine Führungsbohrung 15 auf. Auf der Nabe 3 der Riemenscheibe i ist eine um die Stellschraube 14 greifende Schraubenmutter 16 aufgeschraubt, gegen die sich die Welle io mit dem einen Ende anlegt. Auf die Schraubenmutter 16 ist eine Kappe 17 aufgeschraubt, die eine Bohrung 18 für den Durchtritt des Stiftes 8 aufweist.
Die Welle io -läuft in einem Gehäuse i9 bzw. in dessen Deckel 2o liegenden Kugellagern 21, 22. Ferner ist in die Welle eine Verzahnung 23 eingeschnitten. An .die Verzahnung 23 schließt ein Bund 24 an, gegen den sich ein ebenfalls im Gehäusedeckel 2o angeordnetes Drucklager 25 abstützt. Der Gehäusedeckel 2o ist durch eine Kappe 26 abgeschlossen, in .der eine Dichtung 27 gegen den Austritt des Lagerschmiermittels angeordnet ist. Auf der Welle ist außerdem ein Nocken 28 befestigt, gegen den.der äußere Laufring eines Kugellagers 29 angedrückt wird.
Das Gehäuse i9 weist einen länglichen, rohrförmigen Ansatz 3o auf, in dessen Innerm zwei Lager 31, 32 zur Aufnahme und Führung eines Hohlzylinders 33 (Pinole) eingesetzt sind. Letzterer wird durch einen Keil 34 urdrehbar, aber axial verschiebbar in dem Rohr 30 gehalten. Das Rohr 30 ist vorn durch eine" Kappe 35 verschlossen, in die Fein Dichtungsring 36 eingesetzt ist. Zwischen Rohr 30 und Hd'hlzyli'nder 33 ist ein Raum 37 für eine Druckfeder 38 geschaffen, .die sich einerseits gegen eine Schulter 39 des Rohres 30 und andererseits gegen eine Schulter 4o des Hohlzylinders 33 abstützt und Rohr 30 sowie Hohlzylinder 33 im Sinne einer Vergrößerung des Federraumes gegeneinander zu verschieben sucht.
In dem Hohlzylinder 33 sind Gleitlager 4, 42 zur Aufnahme .des eigentlichen Werkzeugträgers 43 angeordnet. Das innere Gleitlager 41 umschließt dabei einen zapfenförmig abgesetzten Teil'44 des Werkzeugträgers 43 und legt sich mit einem Bund 45 einerseits gegen die dadurch gebildete Zapfenschulter 46 und andererseits gegen eine Innenschulter 47 .des Hohlzylinders 33. Ein zweiter Bund 48 des- Gleitlagers 41 stützt sich einerseits gegen den Boden 49 des Hohlzylinders 33 und andererseits gegen ein auf dem Werkzeugträger 43 aufgekeiltes, in die Verzahnung 23 der Welle io eingreifendes Zahnrad 5o. Auf .diese Weise sind Hohlzylinder 33 und Werkzeugträger 43 derart spielfrei miteinander verbunden, daß letzterer an der Axialverschiebung des Hohlzylinders 33 teilnimmt, unabhängig davon aber noch eine Drehbewegung um seine Längsachse ausführen kann.
Auf dem inneren Ende des Hohlzylinders 33 ist in radialer Richtung ein Bolzen 5 i befestigt, der durch das Kugellager 29 hindurchgeführt ist und dessen Kopf als Widerlager für letzteres dient.
In den Werkzeugträger 43 ist das Werkzeug 5s (Schleifscheibe) mittels der Spindel 53 eingespannt.
Handhabung und Arbeitsweise des Erfindungsgegenstandes sind folgende: Zur Bearbeitung eines Werkstückes 54 (Zahnradbohrung, Ventilsitz od. .d81.) wird der gesamte Apparat mittels des Rohres 30 in eine nicht dargestellte Schleifmaschine eingespannt und das Werkstück mit der zu bearbeitenden Fläche gegen die Schleifscheibe 52 angelegt. Die Einstellung von- Werkstück und Werkzeug zueinander kann in bekannter Weise entweder .durch Verstellung des Gehäuses i9 durch einen Träger und/oder durch Verstellung des zu bearbeitenden Werkstückes erfolgen. Nach erfolgter i Einspannung und Einstellung des Gehäuses wird die Riemenscheibe i angetrieben, und die Drehbewegung überträgt sich über Keilnut 3 und Keilzahn 4 des Fingers 5 auf die Welle io, so daß auch die Verzahnung 213 und der Nocken 28 in Drehung i versetzt werden. Von der Verzahnung 23 wird die Drehbewegung in geeigneter Untersetzung auf das Zahnrad 5o und somit auf .den Werkzeugträger q.3 und die Schleifscheibe 52 übertragen. Andererseits führt der Hohlzylinder 33 unter der Wirkung des über das Rollenlager 29 auf Iden Bolzen 51 einwirkenden Nockens 28 un' der Rückführfeder 38 eine oszillierende Axialbewegung aus, in der er auch den Werkzeugträger 43 mitnimmt, so daß die Schleifscheibe 52 gleichzeitig eine verhältnismäßig langsame Drehbewegung und eine verhältnismäßig schnelle Hinundherbewegung ausführt.
Aus Gründen einer riefenfreie'n Bearbeitung des Werkstückes 54 ist es erwünscht, die oszillierende Axialbewegung des Werkzeuges relativ zum Werkstück ungleichförmig zu gestalten, derart, d'aß ein und dieselbe Fläche, der Werkstückbohrurng nur einmal von einer bestimmten Fläche der Schleifscheibe bearbeitet wird, bei der oder den folgenden Berührungen der gleichen Bohrungsfläche mit der Schleifscheibe dagegen jeweils von anderen Flächen der Schleifscheibe. Das kann durch geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 23, 50 oder auch durch Anordnung mehrerer Nocken von verschiedener Höhe auf der Scheibe 28 erreicht werden, ferner dadurch, ;daß man die Nockenscheibe 28 auf einer anderen Welle aufkeilt und zwischen Scheibe 28 und Welle io eine Übersetzung einschaltet. Schließlich braucht die Nockenschenbie 28 nicht fest auf der Welle io verkeilt zu sein, sondern kann unter Belassung eines sehr .gerungen Spieles lose auf der letzteren sitzen, derart, daß sie bei Drehung der Welle io zwar von dieser mitgenommen wird, aber in ihrer Drehung um geringe Winkelbeträge von der Drehung der Welle io abweicht.
Ferner ist dadurch, daß der Tisch der Schleifmaschine eine im Vergleich zu der oszillierenden Bewegung der Schleifscheibe 52 verhältnismäßig langsame Hinundherbewegung in Achsrichtung der Bohrung ausführt und dabei das auf ihm befestigte Werkstück (Zahnrad) 54 mitnimmt, eine Gleichmäßigkeit in der Feinstbearbeitung des Werkstückes auf seiner ganzen zu bearbeitenden Fläche gewährleistet. Das Werkstück führt dabei in der üblichen Weise eine Drehbewegung um seine Achse aus. Von der Riemenscheibe i wird über die Flanken des Keilzahnes q., Welle io und Getriebe 23, 5o auf den Werkzeugträger 43 ein bestimmtes Drehmoment übertragen. Umgekehrt wirkt sich der zwischen Werkzeug 52 und Werkstück herrschende Anpressungs- oder Schleifdruck auf den Keilzahn q. aus und sucht .diesen mit seiner in der Achse des Fingers .5 verlaufenden Komponente entgegen der Druckwirkung :des von der Feder 13 belasteten Stiftes 8 aus der Keilnut 3 der Nabe :2 herauszuschieben. Der Stift 8 wird; dabei entgegen der Wirkung der Feder 13 durch die in axialer Richtung des Stiftes 8 wirkende Komponente des auf die A#bschrägung 7 ödes letzteren ausgeübten Druckes nach außen verschoben, so daß er mit seinem Ende mehr oder weniger aus der Bohrung i8 der Verschlußkappe 17- heraustritt. Der Betrag, um den der Stift 8 verschoben wird, dient somit als Maß für den zwischen Werkstück und Werkzeug herrschenden Schleifdruck.
Überschreitet der Schleifidruck einen bestimmten Wert, so ist die auf das Werkzeug ausgeübte Bremswirkung und somit der von der Keilnut 3 auf den Zahn q. ausgeübte Druck so groß, daß der Zahn q. aus der Keilnut vollständig herausspringen kann und die Riemenscheibe i frei weiterläuft; ohne .die Welle io und somit das Werkzeug 52 weiter anzutreiben. Um den Schleifdruck auch zahlenmäßig festzulegen, kann das äußere Ende dies Stiftes 8 eine Gradeinteilung erhalten, für die der äußere Rand der Bohrung 18 als Fixpunkt dient. Indes läßt sich auch, wie gestrichelt dargestellt ist, die übliche Zeigerskala verwenden, mittels deren es bei entsprechender Wahl' der Hebelübersetzung möglich ist, eine größere Anzahf von Zwischenwerten genau abzulesen. Da außerdem bei gleichem Schleifdruck die Verschiebung des Keilzahnes q. aus der Keilnut 3 von der Größe des Keilwinkels. .des Zahnes und der Keilnut, ferner von dem Winkel der Anlageflächen 6, 7 und: der Spannung der Schraubenfeder 13 abhängt, können Finger 5, Keilnut 3 sowie Stift 8 auch gegen entsprechende Teile mit anderen Keilwinkeln bzw. Abschrägwinkeln allein oder in Kombination ausgewechselt werden.. Eine Auswechslung .der Feder 13 ist im allgemeinen nicht notwendig, -da ihre Spannung durch die Stellschraube 14 geregelt werden kann.
Um Keilnuten mit verschiedenem Keilwinkel vorsehen zu können, genügtes, wie aus Abb. 2 ersichtlich, in die Nabe :2 eine Nut 55 einzuschneiden; in die ein eine Keilnut aufweisendes besonderes Stück 56 vom gleichen Querschnitt und 'gleicher Größe wie die Nut 55 eingesetzt wird. Die Auswechslung von Fiirnger 5, Keilnut 3 und Stift 8 gegen andere entsprechende Teile erfolgt dann in genau derselben Weise wie beim ursprünglichen Zusammenbau des gesamten Apparates.
Außer daß z. B. bei Verschleiß der Teile ihre schnelle Auswechslung zwecks Erzielung einer genauen Ablesung notwendig ist, wird durch Auswechselbarkeit auch der Anwendungsbereich des Apparates vergrößert. Denn es lassen sich mit ein und demselben Apparat Werkstücke bearbeiten, bei denen der Schleifdruck in weiten Grenzen schwankt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Feinziehschleifapparat, bei dem das Werkzeug sowohl eine Drehbewegung als auch eine Hinundherbewegung ausführt und von der Antriebsdrehbewegung sowohl die Werkzeugdreshbewegung als auch die hin und her gehende Bewegung des Werkzeuges abgeleitet ist und Werkzeug und Werkstück sich gleichzeitig bewegen, ,dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Antriebswelle dazu verwendet wird, um denn Werkzeug eine verhältnismäßig langsame Drehbewegung um seine Längsachse sowie eine verhältnismäßig schnelle . Hinundherbewegung in Richtung seiner Längsachse zu erteilen.
2. Feinzieihschleifapparat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, -daß dem Werkstück (Zahnrad) gegenüber dem Werkzeug eine axiale Hinundherbewegung sowie eine Drehbewegung um seine Achse erteilt wird.
3. Feinziehschleifapparat nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Werkzeuges (52) mittels eines auf der Antriebswelle (io) bzw. dem Werkzeugträger (43) vorgesehenen Zahngetriebes (23, 50) und .die oszillierende Bewegung des Werkzeuges mittels einer auf der Antriebswelle (io) sitzenden, an idem Werkzeugträger (43) mittelbar oder unmittelbar angreifenden Nockenscheibe (28) sowie einer mittelbar oder unmittelbar auf den Werkzeugträger (43) einwirkenden Rückführfeder (38) erzeugt werden.
4. Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, @daß die Nockenscheibe (28) auf einen als Hohlzylinder (33) ausgebildeten, unter der Belastung der Rückführfeder (38) stehenden und' zur Aufnahme von Gleitlagern (4i, 42) für den Werkzeugträger (43) dienenden Körper einwirkt.
5. Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlzylinder (33) 'und We:#kzeugträger über ein Gleitlager (41) derart miteinander .verbunden sind, daß der Werkzeugträger in der oszillierenden Bewegung des Hohlzylindern mitgenommen, in seiner Drehbewegung aber nicht behindert wird.
6. Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß .das Gleitlager (41) zwecks spielfreier Verbindung von Werkzeugträger und Hohlzylinder in deren Längsrichtung um einen zapfenförmig abgesetzten Teil (44) des Werkzeugträgers greift, sich mit den Außenseiten von Bunden (45, 48) gegen die Zapfenschulter (46) des Werkzeugträgers bzw. gegen das Zahnrad (50) legt und mit den Innenflächen ,dieser Bunde einen nach innen hervorstehenden ringförmigen Teil des Hohlzylinders (33) umschließt.
7. Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Nockeribewegung auf den Hohlzylinder (33) mittels eines in letzterem befestigten Bobzens (51) und eines durch den Bolzenkopf in seiner Lage gesicherten,, mit seinem äußeren Laufring gegen das Nockenprofil der Nockenscheibe (28) angedrückten Wälzlagers (2g) erfolgt. B.
Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken-Scheibe (28) mehrere Nocken von verschiedener Höhe aufweist. g.
Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (28) auf einer Vorgelegewelle angeordnet und zwischen Antriebswelle sowie Vorgelegewel'le eine Übersetzung eingeschaltet ist. io.
Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (28) auf der Welle unverkei'lt und mit sehr geringem Spiel angeordnet ist, derart, daß sie in ihrer Drehung um einen geringen Winkelbetrag von der Drehung der sie tragenden Welle abweicht. i i.
Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Aufnahme der Lager für die Antriebswelle sowie der Mechanik zur Steuerung der Drehbewegung und Axialbewegung des Werkzeuges dienende Gehäuse (ig) einen Rohransatz (30) aufweist, der mit Lagern (31, 32) für den Hohlzylinder (33) versehen ist.
12. Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Rohransatzes (3o) zwecks Einspannen fs des gesamten Feinzxehschleifapparates in jede normale Innen- oder Außenschleifmaschine oder Drehbank gleich dem Durchmesser einer normalen Schleifmaschinenspindel ist.
13. Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis 1.2, gekennzeichnet durch einen durch eine Radialbohrung (ii) der Welle (io) in eine Keilnut (3) der Nabe einer Riemenscheibe (i) eintretenden Finger (5), gegen dessen anderes Ende sich ein federbelasteter Stift (8) mit einer Schrägfläche anlegt, .der durch seine (Querschiebung auf den Zeiger eines Meßwerkzeuges für .den Schleifdruck einwirkt.
14. Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (2) der Riemenscheibe mit einer Nut (55) zwecks Aufnahme eines mit einer Keilnut (3) versehenen Einsatzstückes (56) versehen ist.
15. Feinziehschleifapparat nach Anspruch i bis 14, .dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (8) eine solche Länge hat, daß sein Außenende im Ruhezustand' des Apparates mit d!er Außenseite einer Verschlußkappe (17) bündig liegt oder aus dieser hervortritt. Angezogene Druckschriften: 110 Deutsche Patentschriften Nr. 12 300, 241403, 531455, 654696 U.S.A.-Patentschrift Nr. 2 045 572; britische Patentschrift Nr. 493 949; Sonderdruck aus Zeitschrift »Die Schleif- und 115 Poliertechnik«, Nr. 7 und: 8, 1944 S. 16.