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Vorrichtung zum Feinstbearbeiten, insbesondere Läppen oder Honen von
zylindrischen Flächen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feinstb earbeiten,
insbesondere Läppen oder Honen von zylindrischen Flächen.
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Es sind bereits Vorrichtungen, insbesondere zum Prägepolieren von
zylindrischen Flächen mittels mehrerer vorzugsweise dreier Bearbeitungselemente
bekannt, die auf dem Umfang der zylindrischen Fläche in bestimmter Winkelbeziehung
zueinander, verzugsweise um r2o° gegeneinander versetzt, ang ordnet sind. Die Vorrichtungen
der bekannten Art weisen jedoch erhebliche Mängel auf. Die Einstellung der Bearbeitungselemente
ist schwierig und umständlich und erfordert auf jeden Fall Betätigung mehrerer Organe,
selbst wenn nur eine kleine Verstellung der Bearbeitungselemente vorgenommen zu
werden braucht. Unter diesen Umständen ist die gegenseitigebestimmte Winkelbeziehung
nur schwer einzustellen. Diese Schwierigkeiten erhöhen sich, wenn sich der Durchmesser
der zylindrischen Fläche während der Bearbeitung ändert, also während der Bearbeitung
eine iNTachstellung der Bearbeitungselemente zur Aufrechterhaltung eines bestimmten
Arbeitsdruckes notwendig ist.
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Die beschriebenen Schwierigkeiten werden durch die Erfindung beseitigt.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Werkzeug zu schaffen,
das benutzt werden kann, um zylindrische Außenflächen verschiedener Durchmesser
unter Beibehaltung einer vorbestimmten Winkelbeziehung zwischen den Elementen des
Werkzeuges feinstzubearbeiten, wobei die Elemente geeignet sind, mit der Werkstückoberfläche
in Eingriff zu kommen und die erforderliche Bearbeitung darauf auszuführen.
Erfindungsgemäß
- wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem gemeinsamen Gehäuse . ein Bearbeitungselement
und Unterstützungsarme vorgesehen sind, auf denen je ein längs seines dazugehörigen
Armes einstellbares Bearbeitungselement angeordnet ist und die in dem Gehäuse derart
einstellbar vorgesehen sind, daß die Bearbeitungselemente mit der Werkstückfläche
unter dem gewünschten Arbeitsdruck in Eingriff kommen und in der bestimmten Winkeabeziehung
zueinander mit der Werkstückfläche in Berührung gehalten werden.
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An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist, sind weitere Verbesserungen und zweckmäßige Ausgestaltungen des
Erfindungsgegenstandes beschrieben: -Es zeigt Fig. i eine Vordersicht auf ein erfindungsgemäß
ausgebildetes Werkzeug, wobei zum Zwecke der besseren Darstellung einige Teile gebrochen
und im Schnitt gezeigt- sind, Fig. 2 eine Draufsicht -auf die Ausführungsfor_ni
der Fig. i, Fig. 3 eine Seitenansicht auf die in Fig, i -gezeigte Ausführungsform,
und zwar in Richtung des Pfeiles 3 der Fig. i gesehen, Fig: 4 einen Teilschnitt
durch .die Ausführungs-_ form nach Fig. i, und zwar nach Linie 4-4 dieser Figur,
Fig: 5 einen Teilschnitt durch die in Fig. i gezeigte Ausführungsform nach Linie
5-5 dieser Figur, Fig.6 eine schaubildlicheAnsicht auf den Nockenblock des in Fig.
i gezeigten Werkzeuges, der die Steinhalterarme und daher die Steine mit Bezug auf
das Werkstück einstellt, Fig. 7 eine schaubildliche Teilansicht auf -deninneren
Endabschnitt eines der Arme, der einen Honstein trägt, Fig. 8 eine Ansicht von oben
auf das erfindungsgemäß ausgebildete Werkzeug, das durch eine Haltekonstruktion
auf dem Arbeitsbett einer Bohrpresse od.,dgl. gehalten ist, Fig. 9 eine Vorderansicht
auf die- Haltekonstruktion der Fig. 8, Fig. io eine Seitenansicht auf die in Fig.--8-gezeigte
Konstruktion.
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Indem jetzt auf die Figuren Bezug genommen wird, insbesondere auf
die Fig. i bis 7, ist zu erkennen, daß das Hon- oder Schleifwerkzeug mehrere Bearbeitungselemente
13, 15, 17 aufweist, die auf dem Umfange um i2o° gegeneinander vorsetzt angeordnet
sind aus Gründen, die sich aus den weiteren Ausführungen ergeben werden. Während
auch mehr als drei Bearbeitungselemente benutzt werden können, ohne sich von dem
Wesen der Erfindung zu entfernen, sind drei derartiger Elemente gezeigt, von denen
eines, z. B-. das Element 13, vorzugsweise aus einem extrem harten Metall, z: B-.
Nörbid, Stellit oder Wolfram-Karbid; hergestellt ist, das nicht dazu neigen wird,
sich abzunutzen oder abgerieben zu werden. Die anderen beiden Bearbeitungselemente
15 und 17 sind vorzugsweise abreibbare Honsteine oder von irgendeinem zweck-- ontsprechenderi
Typ,. Die drei ,Elemente 13, 15 . und 17 haben im allgemeinen einen
rechteckigen Querschnitt, so daß ihre Bearbeitungsflächen mit der äußeren Zylinderfläche
i9- eines Werkstückes 21 in Eingriff kommen-könn-en, um das Werkstück auf einen
gewünschten Durchmesser abzuschleifen und/ oder irgendwelche Werkstückriefen oder
andere Unvollkommenheiten darauf zu entfernen. Das in der Fig. i gezeigte Werkzeug
i i ist geeignet; von Hand auf einem Werkstück geführt zu werden, das in Einer Drehbank
od. dgl. gelagert und drehbar angetrieben ist.
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- ` Die Bearbeitungselemente 13, 15 und 17 sind so gelagert, daß die
Mittellinien der Bearbeitungsflächen reit Radiallinien 23 des Werkstückes zusammenfallen,
die im wesentlichen um i2o° gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die Abreibsteine
15 und i7 sind in Steinhalterelemente 17 angeordnet, und zweckmäßige Mittel, z.
B. Stellschrauben 29, sind vorgesehen, um die Steine in ihren Aussparungen zu halten.
Jedes Steinhalterelement 27 ist bei 3 1 genutet, um eine gleitbare Führung
auf den Armgliedern 33 und 35 zu schaffen. Der äußereAbschnitt jedes Steinhalters
27 ist bei 37 genutet und besitzt ein Klemmglied oder -arm 39, der darin an einem
Bolzen-41 drehlzar gelagert ist. Der.Schaftteileiner Rändelschraube 43 ist in jedes
Klemmlied 39 in dem gegenüberliegenden Ende des Gliedes, den Drehzapfen 4i,- eingeschraubt,
und indem das Zapfenende der Schraube 43 durch das Klemmglied und in Druckeingriff
mit jedem Armgliede 33 und 35 kommt, wird. jeder Steinhalter 27 in einer eingestellten
Stellung zu seinem dazugehörigen Armglied durch die Nockenwirkung des Klemmgliedes
39 dadurch befestigt, daß es sich. um den Bolzen 41 -gegen den Arm 33 oder 35 dreht.
Die Oberseite jedes Steinhalters 27 ist bei 45 mit einer Öffnung versehen, so daß
eine Skala 4.7 auf der Fläche jedes der Armglieder 33 und 35 durch sie hindurch
gesehen werden kann. Ein Zeigerstrich 49 ist auf jedem Steinhalter in der Nähe der
Öffnung 45 vorgesehen, und indem die Schraube 43 gelöst wird, kann der Steinhalter
längs seines dazugehörigen Armgliedes 33 oder 35 bewegt werden, um den -Zeigerstrich
49 auf einen gewünschten Punkt der Armskala 47 in Cbereinstimmung mit dem Durchmesser
des Werkstückes 27 zu bringen, mit dem das Werkzeug in Eingriff zu bringen
ist.
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Das Bearbeitungselement 13 ist in einer Aussparung 5o in der unteren-
Seite eines Gehäusegliedes 51 durch irgendwelche zweckmäßige Mittel, z. B, eine
Stellschraube 53, gelagert. Das Gehäuseglied 51 wird von zwei gegeneinanderliegenden,
plattenähnlichen Gliedern 55 gebildet, die, wenn sie durch zweckmäßige Mittel, z.
B. Schrauben 57, miteinander verbunden werden, das vollständige Gehäuse bilden:
Das Gehäuse 51 ist reit einer sich winklig erstreckenden Nut 59 versehen" die :sich
unter im wesentlichen rechten Winkeln zu der Ebene derBearbeitungsflächedes Abriebsteines
i 5 erstreckt, und eine zweite Nut 61, die sich im wesentlichen unter rechten Winkeln
zu der Ebene der Bearl)eitungsfläche des Abriebsteines 17 .erstreckt, :und die
die
erste Nut 59 schneidet. Die Armglieder 33 und 35 besitzen Abschnitte 65 bzw. 67,
die in den Nuten 59 und 61 angeordnet sind und sich im wesentlichen parallel zu
ihren Seitenwänden erstrecken. Die Armabschnitte 65 und 67 überlappen einander und
werden, während sie in der Längsrichtung der Nuten bewegbar sind, gegen eine Querbewegung
mit Bezug auf die Nuten mittels Rollen 69 gehalten, die in zweckmäßigen Aussparungen
in dem Gehäuse 51 gülagert sind. Die Rollen 69 kommen mit den gegenüberliegenden
Seitenbunten jedesArmabschnittes (i,5 und 67 in der Nähe ihrer gegenüberliegenden
Milden in Eingriff, um so eine rollende Reibungsunterstützung für die _'irine bei
ihrer Gleitbewegung innerhall) der Nuten zu schaffen.
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Die Armglieder 33 und 35 haben Abschnitte 71 bzw. 73, die außerhalb
des Gehäuses angeordnet sind und im wesentlichen unter einem Winkel von 6o° auseinanderlaufen.
Die Steinhalter 27 sind auf den äußeren Abschnitten der Armglieder 33 und 35 einstellbar
angeordnet. Die inneren Armabschnitte 65 und 67 haben Quernuten 75 und 77 (Fig.
5), die einander entgegen gerichtete sich winklig erstrekkeilde parallele Endwände
79 bzw. 81 aufweisen. In den Aussparungen 75 und 77 ist ein :# ockenblock 83 angeordnet,
der am besten in Fig. 6 zu sehen ist. Der Nockenblock 83 ist mit einem Satz entgegengerichteter,
sich winklig erstreckender paralleler Nockenflächen 85 und einem angrenzenden Satz
entgegengerichteter, sich winklig erstreckender parallelerNockenflächen87versehen.
Die Nockenflächen 85 des Nockenblockes 83 kommen gleitbar mit den gegenülterliegenden
Endwänden 79 der Aussparung 75 in Eingriff, und die Nockenflächen 87 kommen gleitbar
mit den gegenüberliegenden Eild@vänden 8i der Armaussparung 77 in Eingriff.
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Das untere Ende einer sich vertikal erstreckenden Stange 89 ist starr
mit dem Nod;enblod; 83 durch zweckmäßige Mittel, z. B. durch einen Stift 91, verbunden.
Das obere Ende der Stange 89 ist durch eine Gewindeverbindung mit einem mutterähnlichen
Gliede 93 verbunden, das eine Schulter 95 besitzt, die zwischen seinen Enden ausgebildet
ist und die finit der oberen Seite 97 des Gehäuses 57 in Eingriff kommt. Das untere
Ende des Muttergliedes 93 erstreckt sich durch eine Aussparung 99 in dem Gehäuse
57, wobei das Mutterglied gegen eine Axialbewegung mit Bezug auf das Gehäuse mittels
eines Halteringes ioi und einer Scheibe 103
gesichert ist. Ein gerändelter
Knopf io5 ist an dem oberen Ende des Muttergliedes 93 durch irgendwelche zweckmäßigen
Mittel, z. B. einen Stift io.I, befestigt, so daß eine Drehung des Knopfes eine
Drehung des Muttergliedes bewirken wird. Eine ringförmige Anzeigeskala io7 ist mit
dein Knopf io5 verbunden, und Nullmarken io6 sind auf der oberen Fläche 97 des Gehäuses
in der Nähe der Skala 107 vorgesehen, so daß der Betrag der Drehung des Knopfes
mit Bezug auf das Gehäuse genau bestimmt werden kann.
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Wenn der Knopf 105 gedreht wird, wird sieh die Stange 89 in Übereinstimmung
mit der Richtung der Drehung aufwärts oder abwärts bewegen, als Folge der Schraubverbindung
mir dem Mutterglied 93. Die Bewegung der Stange 89 wird eine Vertikalbewegung des
Nackenblockes 83 bewirken, so daß sich seine Nockenflächen 85 und 87 längs der Endwände
79 und 8i der Armgliederaussparungetl 75 und 77 bewegen und daher bewirken werden,
daß die Armglieder sich entweder nach innen oder nach außen in die betreffenden
Gehäusenuten 59 und (il bewegen werden. Daher können die Bearbeitungseleilleilte
13, 15 und 17, wenn das Werkzeug über ein Vverkstück gebracht worden ist, nachdem
die Durchmessereinstellungen der Steinhalter 27 auf den Durchmesser des Werkstückes
eingestellt worden sind, mit der Oberfläche des Werkstückes durch den Betätigungsknopf
ioj bei dem gewünschten Druck in Eingriff gebracht und gehalten «-erden. Eine Betätigung
des Knopfes io5 wird die Abriebsteine 15 und 17 mit der zylindrischen Fläche ig
des Werkstückes 21 auf den kadiallinien 23 des Werkstückes und im Ahstande von 1-20°
zueinander im Eingriff halten, auch wenn die Steine 15 und 17 auf den Steinhaltern
27 abgearbeitet werden.
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Weil die äußeren Abschnitte 71 und 73 der Armglieder 33 und 35 unter
einem Winkel von 6o° auseinanderlaufen, kommen die Steinelemente 15 und 17 mit der
zylindrischen Fläche eines Werkstückes unter einem Winkel von 12o° in Eingriff,
wenn der Durchmesser des Werkstückes mit dem Durchmesser zusammenfällt, auf den
die Steinhaltera7 eingestellt werden. Während die Aufrechterhaltung eines Armauseinanderlaufwinkels
von 6o° nicht immer notwendig sein mag, ist bei dieser Konstruktion gefunden worden,
daß dieser Winkel vorteilhaft ist und die Konstruktion vereinfacht, indem dadurch
mehrere geometrische Probleme beseitigt werden.
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Die in den Fig. i bis 7 dargestellte Einrichtung kann über das Ende
eines Werkstückes, z. B. 21, geschoben werden, und während das Werkstück auf irgendeine
zweckmäßige `'eise gedreht wird, wird das Werkzeug längs der Werkstückachse hin
und her bewegt, wobei die Steine auf die Oberfläche des Werkstückes zu bewegt «-erden.
Der Steindruck, der dem sich ergebenden Drehmoment proportional ist, ist durch das
:Moment zu bestimmen, das von der Bedieilungsperson gefordert wird. Wenn sie daher
das Werkzeug längs des Werkstrickes bewegt, kann diese leicht Durchmesserveränderungen
an dem Werkstück herausfühlen und sich auf ihre Beseitigung konzentrieren. Danach
braucht sie nur den Vorschubknopf zu betätigen und das Werkzeug gleichförmig über
die Länge des sich drehenden Werkstückes zu bewegen, bis die gewünschte Endgröße
des letzteren fertigbearbeitet worden ist.
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Bei der in den Fig. B bis io dargestellten Ausführungsform derErfindung
wird das gleicheWerkzeug i i benutzt. Anstatt däß jedoch die Bedienungsperson das
Werkzeug über einem sich drehenden Werkstrick hält und entlang bewegt, ist das Werkzeug
auf einem :'Arbeitstisch 113 einer Einrichtung, wie z. B. einer Bohrmaschine od.
dgl. gelagert. Um das Werkzeug einwandfrei zti lagern, ist eine Halteplatte i i
i an dem Werktisch 113 durch irgelidwelche zweckmäßigen Mittel, z. B. Bolzen und
Mutter
115 befestigt. Der Bolzen 115 erstreckt sich durch eine verlängerte Nut 121 derPlatte
i 11, so daß die Platte mit Bezug auf den Werktisch -eingestellt werden kann. Ein
zylindrisches Glied 123 ist starr an der Platte Lji befestigt und erstreckt
sich von ihr aus nach oben.. Drehbar an dem zylindrischen Glied 123 ist ein Werkzeughalteglied
125 angeordnet. Das Werkzeughalteglied 1 2,5 ist axial auf dem rohrförmigen
Glied 123 durch irgendwelche zweckmäßigen Mittel, z. B. durch Kragen r27, gelagert.
Das Werkzeughalteglied 125 ist mit einem Paar sich seitlich erstreckender Arme 129
und 131 versehen, wobei der untere Arm 131 einen Zentrier-oder Stallstift 135 trägt,
dessen Spitze in eine Aussparung i37 in der Wand des Gehäuses 51 eingreift. Der
obere Arm 129 trägt in seinem äußeren Ende außerdem eine Stell- oder Zentrierschraube
139, die einen Knopf 141 besitzt, so daß das zugespitzte Ende mit dem Gehäuse in
Eingriff gebracht werden kann. Das Werkzeuggehäuse wird sich, wenn es zweckentsprechend
angeordnet ist, mit Bezug auf das Halteelement r25 um die vertikale Achse der Zentrierelemente
135 und 139 drehen oder schwenken.
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Das Werkstück, ,das geschliffen werden soll, kann in der üblichen
Spanneinrichtung einer Bohrmaschine angeordnet werden, so daß das Werkstück drehbar
angetrieben und in der Senkrechten hin und her bewegt werden kann, während es mit
den Bearbeitungselementen des Werkzeuges i i im Eingriff steht. So kann die zylindrische
Fläche des Werkstückes wirksam und einfach auf die gewünschte Größe und den gewünschten
Endzustand geschliffen werden.
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Es ist zu bemerken, daß das Werkzeug i 1 und die Haltekonstruktion
mit Bezug auf das Werkstück und dem Werktisch eingestellt werden können., indem
der Bolzen und die Mutter 115 der Halteplatte gelöst und indem auch das Werkstückhalteelement
125 mit Bezug auf das rohrförmige Glied 1.23 gedreht werden. Wenn jedoch, nachdem
diese Einstellungen vorgenommen worden sind, die Bearbeitungselemente nicht einwandfrei
mit der zylindrischen Fläche des Werkstückes in Eingriff kommen, wird sich das Werkzeug
1i selbsttätig auf das Werkstück zentrieren, weil das Werkzeug schwimmend oder bewegbar
angeordnet ist, was sich aus der Verbindung des Werkzeuges 1 i mit seinem Werkzeüghalteelement
125 und aus der drehbaren Anordnung des Werkzeughalteelementes 1?,5 ergibt. Eine
schwimmende Werkzeuganordnung ist deshalb vorgesehen, um irgendwelche mit der gegenseitigen
Ausrichtung zusammenhängenden Probleme zu beseitigen oder zum mindesten wesentlich
herabzusetzen.
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Das Werkzeug der Erfindung kann für irgendwelche Zwecke benutzt werden,
z. B. als ein Ersatz für das Schleifen oder als Unterstützung zum Schleifen, wenn
es mit Grobkornsteinen benutzt wird oder als ein Honwerkzeug, wenn es mit Feinko.rnsteinen
ausgerüstet ist; oder als ein Läppwerkzeug, wenn an Stelle der Steine Blei, Kupfer,
Gußeisen oder andere metallische oder nichtmetallische Läppelemente und Läppzussmmensetzungen
engesetzt werden. Mit dem Werkzeug ist man fähig, genaue zylindrische Teile wirtschaftlich
herzustellen. Es ist für .verschiedene Verwendungsarten wandelbar, besitzt einen
großen Anwendungsbereich und eine einheitliche Konstruktion.