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Vorrichtung zur Feinstbearbeitung runder Werkstücke durch Schleifen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feinstbearbeitung runder Werkstücke
durch Schleifen nach Patent 885 525, bei der ein oder mehrere Schleifsteine während
:des Schleifens. gleichzeitig eine Schwingbewegung in Richtung der Längsachse des
Werkstückes ausführen. Die Steine sind dabei an einer in Längsrichtung verschiebbaren
Haltestange befestigt, die in Querschwingungen versetzt werden kann und dabei die
Steine zwecks Bearbeitung,des Werkstückes mitnimmt.
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Bei dem Patent 885 525 liegen die Amplitulden der Querschwingungen
der Haltestange und somit des Werkzeuges innerhalb eines bestimmten Bereiches. Da
das Feinziehschleifen von Werkstoffen verschiedener Oberflächenhärten auch verschieden"-Maximalamplituden.
des Werkzeuges erforderlich macht, insbesondere sind zur Bearbeitung von Werkstoffen
geringerer Oberflächenhärte größere Schwingungsweiten dier Steine, dagegen bei,
Werkstoffen größerer Oberflächenhärte kleinere Schwingungsweiten erforderlich, ist
mittels der Vorrichtung,gemäß,dem Patent885 525 eine wirtschaftliche Bearbeitung
von Werkstoffen möglich, die im wesentlichen die gleiche Oberflächienhärte aufweisen.
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Die Erfindung bezweckt die Feinstbearbeitung von Werkstoffez, verschiedener
Oberflächenhärten durch ein und dieselbe Vorrichtung, indem man den Bereich der
Maximalamplituden der Haltestange und somit ,des oder der Schleifsteine veränderlich
macht, und zwar die Schwingungsweite der Steine
bei Werkstoffen
geringerer Oberflächenhärte größer und bei Werkstoffen größerer Oberflächenhärte
kleiner. Zu diesem Zweck ist zwischen der die Schwingbewegung der Haltestange vermittelnden,
Welle und der Antriebswelle für die Vorrichtung eine Exzentervorrichtung eingeschaltet,
die mit einem Pleuel an einem Hebel der erstgenannten Welle angreift. Das Pleuel
ist auf einem Doppelexzenter -gelagert; der von; der Antriebswelle angetrieben wird.
je nach der Stellung der beiden Exzenterteile des Doppelexzenters zueinander wird
der Hubbereich der Schwingwelle und der durch sie über die Haltestange aus angetriebenen
Steine verändert, so daß je nach der Stellung !der beiden Exzenter zueinander mehr
oder weniger harte Werkstoffe bearbeitet werden können. Die Vorrichtung ist so ausgebildet,
daß die Verstellung der beiben Exzenter während der Bearbeitung,des Werkstückes
erfolgen kann.
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An Stelle eines Doppelexzenters kann der Apparat auch mit zwei Doppelexzentern
betrieben werden, derart, daß die Schwingbewegungen der Schleifsteine aus den überlagertem
Schwingbewegungen der von den Doppelexzentern hin und her bewegten Antriebsteile
bestehen. Die Doppelexzenter können parallel geschaltet sein, so daß sie beide gelenkig
mit einem an einer die Schwingbewegungen auf die Haltestange der Steine Übertragenden
Welle befestigten Arm verbunden sind. Ferner können die Doppelexzenter hintereinandergeschaltet
sein, derart, daß ein von dem einen Doppelexzenter betätigter Hebel an einem von
dem anderen Doppelexzenter betätigten Schwinghebel angreift, der die ihm sowohl
von dem Hebel als auch von dem zweiten Doppelexoenter erteilten Schwingbewegungen
auf dieSchwingwelle überträgt.
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Drehzahl und Schwingungsweite ,der beiden Doppelexzenter sind dabei
getrennt einstellbar. je nach der Bearbeitung von. Werkstücken größerer oder geringerer
Oberflächenhärte kann ider eine bzw. der andere Doppelexzenter in seiner Wirkung
abgeschaltet werden, so @daß wohl beide Doppelexzenter sich drehen, indes der Hubdes
einen. gleich Null gemacht wird.
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Einzelheiten,der Erfindung ergeben, sich aus der folgenden Beschreibung
unter. Hinweis auf die Zeichnungen.
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Abb. i zeigt die Vorrichtung in einer Ausführungsfarm von der Rückseite
mit dem Doppelexzenter im Schnitt nach I-I der Abb, i, Abb. 2 einen Schnitt nach
II-II der Abb. i, Abb. 3 einen Schnitt III-III (der Abb: i und Abb.4 und 5 die beiden
Exzenterteile für die Hubverstellung besonders; Abb.6 zeigt eine Ausführungsform
einer Feinziehschleifvorrichtung mit zwei Doppelexzentern, Abb. 7 einen Schnitt
nach VII-VII derAbb, 6 und Abb. 8 einen Schnitt nach VIII-VIII der Abb. 7. Indem
Gehäuse io der Vorrichtung ist:die Welle i i drehbar .gelagert. Auf der Welle ist
eine rohrförmige Hülse 12 befestigt, die an. jedem Ende einen Hebel 13 trägt.
Die Hebel umfassen mit ihren gabelförmigen Enden 14 die Haltestange 15, die mittels
prismatischen Führungsflächen 16 in entsprechen-.den Gleitführungen des Gehäuses
io quer verschiebbar -aber urdrehbar gelagert ist.
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Die Schleifsteine 18 sind. an: dem äußeren Ende der Haltestange
15 eingespannt. Die Haltestange i5 legt sich auf ihrer Innenseite unmittelbar
gegen .den Laufring 23 eines auf einem Zäpfen 22 drehenden Wälzlagers 21. Der Zapfen
22 ist in einem von einer Druckfeder 6o belasteten Kolben 61 angeordnet. Durch Verstellen
eines als Witderluger für die Druckfeder 6o dienenden Kopfes 62 kann. die Spannung
der Feder 6o und somit der Schleifdruck bei Stillstand oder währenddes Betriebes
der Vorrichtung geändert werden. An dem inneren Ende der Welle i i ist ein Hebel
2@q. befestigt, an dessen freiem En,-de ein Pleuel i63 angreift. Das Pleuel
63 umschließt einen Doppelexzenter 64, 65, (Abb. 3 bis 5), von. dem,der Exzenter
64 auf einer Hülse 66 sitzt. Auf letzterer ist ein Zahnrad 67 aufgekeilt, das über
eine Schnecke 68 von dem Motor 69i angetrieben wird.
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In der Hülse 66. steckt ein gegenüber letzterer in axialer Richtung
begrenzt verstellbarer und ebenso begrenzt drehbarer Bolzen 70, der durch einen
Stift 7 i mit den Exzentern. 64, 65 gekuppelt ist und an seinem Außenende 72 in
einem Wälzlager 73 drehen kann. Der äußere Laufring 74 des Wälzlagers 73 ist in
einen auf einen Stutzen 75- des Gehäuses i& aufgeschraubten Kopf 76 eingespannt,
während: der innere Laufring 77 auf dem Bolzenende 72 befestigt ist. Durch Drehung
des Kopfes 76, kann der Bolzen 7o daher in axialer Richtung verstellt wenden. Die
Verstellung des Kopfes 76 kann ebenfalls während des Betriebes der Vorrichtung erfolgen..
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Der Stift 71 greift in sich kreuzende Nuten 77, -77' und 78, 78' der
beiden Exzenter 64 bzw. 65 ein, so daß bei einer Verstellung des Bolzens
70 in Längsrichtung die Exzenter 64, 6-5 mit Bezug aufeinander sowie gegenüber-
dem Bolzen 70 gedreht werden. Die Nuten 77, 77' bzw. 78, 78' brauchen nun nicht
auf beiden Exzentern 64, 65 als Schraubennuten von der gleichen Steigung ausgebildet
zu sein. Zum Beispiel können die Nuten 77, 77' des Exzenters 64 als Schraubennuten
ausgebildet sein und die Nuten 78, 78' .des Exzenters 615 parallel zur Achse
des Bolzens 7io verlaufen. Bei einer axialen Verstellung des. letzteren. erfolgt
auch in, diesem Fall eine Drehung der Exzenter gegeneinander. jedoch hat die Ausbildung
sämtlicher Nuten als Schraubennuten mit Steigungen von entgegengesetztem Sinn den
Vorteil, daß bei Verschiebung dies Bolzens 7so um einen bestimmten Betrag eine größere
Drehung 'der Exzenter gegeneinander und somit ein schnellerer Übergang von dem einen
Amplitudenbereich auf einen anderen erzielt werden kann.
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Die Exzenter 64, 65 werden einerseits. durch das Zahnrad 67 und andererseits
durch die Laufbüchse 79 der Hülse 66 gegen axiale Verschiebung gesichert.
Die Exzentrizität der Exzenter 64, 65 ist mit o bezeichnet.
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Nach ider Darstellunggemäß Abb: 6 bis 8 greift die Verzahnung der
Antriebswelle 68 in zwei bzw.
auf den Hülsen 66 und &o, sitzende
Zahnräder 617 und 81. Diesen sind zwei Doppelexzenter 64, 615 bzw. 82, 83 zugeordnet.
Durch :die Hülsen 66 und 68 sind Bolzen 70 bzw. 84 hindurchgeführt, die in
den Hülsen mittels ider Köpfe 76 bzw. 85 in begrenztem Maße axial verstellbar sind,
wie vorstehend mit Bezug auf den Bolzen 7,o bereits ausgeführt ist. Die Bolzen 70,
84 sind durch Stifte 71 bzw. 86 mit den zugehörigen Doppelexzentern 6.4, 65 bzw.
82, 83 gekuppelt. Die Exzenter 8z, 83 weisen ebenfalls zwei sich kreuzende Nuten
zur Aufnahmedes Stiftes 86 auf, so daß bei Verstellung der Bolzen 7o, 84 die Exzenter
64, 65 und 82, 83 um einen entsprechenden Winkel gegeneinander gedreht werden. Die
Innenexzenter 54, 82 brauchen nun nicht mit den Hülsen 66 b.zw. 8o aus einem Stück
zu bestehen, sondern können, wie für den Exzenter 82 zum Unterschied von dem Exeenter
64 ausgeführt ist, auf ihren Hülsen frei drehbar angeordnet sein. In diesem Fall
ist in der Hülse 8o ein Schlitz von einer Länge entsprechend dem Verstellhub des
Bolzens 84 vorgesehen, durch den der Stift 86 hindurchgreift.
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Die Hubverstellung ,des, Doppelexzenters 64, 65 kann dabei gleichzeitig
mit derjenigen des Doppelexzenters 82, 83 erfolgen, jedoch zweckmäßig von dieser
unabhängig sein. Ferner können die Drehzahlen derDoppelexzenter zweckmäßig voneinander
verschieden, und einstellbar sein, so @daß ein @derartiges Drehzahlverhältnis zwischen
den Doppelexzentern erzielt wird, @daß keine der :beiden sich überlagernden Schwingungen
eine Harmonische der anderen bildet, die daraus resultierende Drehsch.wingung der
Welle i i also einen möglichst unregelmäßigen Charakter erhält.
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Zu.rErzielung dieser sich überlagernden Schwingbewegun,gen greift
ein Hebel 88 mit einem Ende um den Doppelexzenter 82, 83 und ist mit dem anderlei
Ende schwingbar mit einem Ende eines um den Doppelexzenter 64, 65 greifenden Schwinghebels
89 verbunden. Das freie Ende des. letzteren greift über eine Schubstange goa an
idem an der Welle i i befestigten Hebel 24 an.
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Gewöhnlich sind :die beiden Doppelexzenter 6'4, 65 und 82, 83 so eingestellt,
daß-bei :ihrer Drehung sowohl der Hebel 88 als auch der Schwinghebel 89 Schwingbewegungen
ausführen., bei denen sich der als Drehpunkt für :den Schwinghebel 89 dienende Verbindungspunkt
91 . zwischen Hebel 88 und Schwinghebel 89 ständig verlagert. Da,die einzelnen Exzenter
zueinander sowie auch ihre Drehzahl einr stellbar sind, ergibt sich ein für die
Bearbeitung .des Werkstückes erwünschtes völlig unregelmäßiges Schwingungsbild der
Steine.
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Indes sind: idie sich kreuzenden Nuten auf Iden zugehörigen Exzentern
derart angeordnet und haben eine solche Länge, daß !der Hub des Hebels 88 und/ oder
des Schwinghebels 89 sämtliche Werte in einem. Bereich zwischen Null und einem Höchstbetrag
annehmen kann. Dabei gilt für sämtliche Werte des Bereiches : Hub Hebel 88
= Hub Schw.-Hebel 89. Ist dabei der Hub des Doppelexzenters &2, 83 =
o so ist der Drehpunkt 9,i gleichzeitig Fixpunkt. Ist dagegen der Hub des Doppelexzenters
64, 65 = o, so dient dieser als Fixpunkt für den Schwinghebel 89, der über den.
Hebel 88 um diesen Fixpunkt als Drehpunkt in Schwingung versetzt wird.
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Diese Anordnung ist für die nach der Feinstbearbeitung mittels beider
Doppelexzenter, also mittels überlagerter Schwingungen erfolgende Fertigbearbeitung
-dies Werkstückes von Bedeutung, bei der sich herausgestellt ,hat, @daß einfache
Schwingungen der Schleifsteine unter Anwendung eines entsprechenden Schleifdruckes
glattere Oberflächen erzeugen und für die Beibehaltung der mekrogeometrischen Formgenauigkeit
der zu bearbeitenden Oberflächeoogar vonVo:rteil sind. Bei dieserFertigbearbeitung
unter Abschaltung eines Doppelexzenters tritt bei gleichbleibender Stellung des
Hubverstellbolzens auch keine Änderung in der Schwingungsweite der Steine ein. Die
Doppelexzenter können dabei so bemessen sein, daß der Maximalhub des einen, z. B.
64, 65, größer ist als der des anderen, 82, 83. Werden daher Werkstoffe mit
großer Oberflächenhärte bearbeitet, bei, denen z. B. eine kleinere Schwingungsweite
und eine größere Schwingungszahl erforderlich ist, so wird der Hub -des Doppelexzenters
64, 6:5 = oi gemacht, während :bei. der Fertigbearbeitung von z. B. größere Schwingungsweiten
und kleinere Frequenzen erfordernden weicheren Werkstoffen (der Hub .des Doppelexzenters
82, 83 = o gemacht wird,.
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Um außerdem noch das Verhältnis der beiden Hebelarme des Schwinghebels
89 ändern zu können, ,kann dieser mittels eines (nichtdargestellten) Langloches
auf dem Doppelexzenter 64, 65 verschoben werden, so daß der Anlenkpunkt gei dem
Doppelexzenter 64,65 miehr oder weniger :genähert und der Anlenikpunkt der
Schubstange go von dem Dopp:elexzenter64,, 65 mehr oder weniger entfernt wird. Diese
Ausbildung hat den Vorteil, daß der Exzenter kleiner als bei konstanter Länge der
Hebelarme ausgebildet werden kann..
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Sowohl bei der Ausführung des Apparates mit einem Doppelexzenter wie
mit zwei Doppelexzentern kann das Werkstück von mehreren Apparaten gleichzeitig
bearbeitet werden. Die Einstellung des Schleifdruckes kante ,dabei hydraulisch gesteuert
werden, und zwar zentral und :gleichmäßig für sämtliche Geräte, indem statt der
Druckfeder 6ö ein. Druckzyl;inider mit Kolbenangeordnet wird, wobei der Kolben aus
einem Stück mit idem Kolben 61 besteht.