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Feinschleifwerkzeug Die Erfindung bezieht sich auf Feinschleifwerkzeuge
und insbesondere auf ein solches neuerer Bauart, welches ein Werkstück auf genaue
Abmessungen bringt und zugleich die Abnutzung des Schleifmittels ausgleicht, die
während der Schleiftätigkeit eintritt.
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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug auf einer Schleifspindel, welches
durch die Wirkung eines Kolbens seinen Durchmesser unter dem Einfluß eines Strömungsmittels
vergrößert, wobei der Kolben auf das Ende eines ihn umschließenden Zylinders einwirkt.
Das rückwärtige Ende der Schleifspindel ist mit einer verstellbaren Antriebswelle
versehen, durch welche der Betrag des Werkzeughinundherganges geregelt wird. Hierzu
wird eine Treibscheibe zur Erzeugung des Hinundherganges der Spindel mit vorbestimmter
Relativgeschwindigkeit zur Drehung verwendet, deren Antriebsverhältnisse geändert
werden können. Ein besonderer Mechanismus sorgt für das Vortreiben und Zurückziehen
der Schleifsteine des Werkzeuges unabhängig von der Bewegung des Kolbens. Die Buchse
zur Bedienung dieses zusätzlichen Vortreibmechanismus geht weder hin und her noch
läuft sie um und ist darum geeignet, während der Schleifarbeit vom Maschinenwärter
bewegt zu werden, um die Schleifsteine radial nach außen zu bewegen. Weiter ist
ein Betätigungsmechanismus zur Vorwärtsbewegung der Einstellbuchse angegeben, welche
die selbsttätige Auswärtsbewegung der Steine während der Bearbeitung hervorruft.
Es ist ein Mechanismus vorgesehen, welcher bei der Rückbewegung der Schleifsteine
in die Anfangsstellung eingestellt werden kann, um den Betrag der Steinabnutzung
auszugleichen,
der während der vorangegangenen Arbeit eingetreten ist, so daß mit der Vorrichtung
ohne Bedienung fortlaufend die gleiche Schleifarbeit einwandfrei durchgeführt werden
kann. Das heißt, die Einrichtung läßt von einer Anzahl Werkstücke alle auf genauen
Durchmesser arbeiten, ohne daß für jedes einzelne zu bearbeitende Werkstück das
Werkzeug neu eingerichtet werden muß, wie das bisher nötig war.
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Dementsprechend sind die Hauptziele der Erfindung die folgenden: Ein
Feinschleifwerkzeug mit Schleifsteinen und einem Mechanismus, um die Schleifsteine
zum Anliegen an die zu bearbeitende Zylinderwand zu bringen, ein Mechanismus, die
Schleifsteine selbsttätig während der Schleifarbeit gegen die Wand allmählich weiter
vorzutreiben, ein Werkzeug mit einem Mechanismus zu schaffen, der die Schleifsteine
schnell in Eingriff mit der zu bearbeitenden Wandung bringt und sie fortschreitend
entsprechend dem Fortschreiten der Bearbeitung in einem bestimmten Maße vorwärts
bewegt, die Schleifsteine eines Feinschleifwerkzeuges gegen eine Zylinderwand während
einer Feinschleifarbeit fortschreitend in vorbestimmtem Maße vorwärts zu bewegen
und nach Beendigung dieser Arbeit die Schleifsteine um einen etwas geringeren Betrag
wieder zurückzuziehen, um dadurch die Abnutzung der Schleifsteine während der Bearbeitung
dieses Werkstückes auszugleichen, eine Maschine zu schaffen, die ein Nachschleifwerkzeug
in Hinundherbewegung sowie in Drehung versetzt, mit einer Stütze für ein Werkstück,
welche das Werkstück über das Nachschleifwerkzeug hin und her bewegt, wobei die
Schleifsteine des Werkzeuges während der Bearbeitung fortschreitend vorgetrieben
und danach um einen geringeren Betrag zurückgezogen werden und der Unterschied zwischen
dem Vorwärts- und Rückwärtsantrieb der Schleifsteine dem Verlust an Steindurchmesser
während der Bearbeitung eines Werkstückes entspricht, und ganz allgemein eine neue
und neuartige Vorrichtung zum ununterbrochenen Nachschleifen zu schaffen, welche
die Steinabnutzung ausgleicht, bequem einzustellen ist und einwandfrei arbeitet.
Andere Ziele und neue Merkanale der Erfindung werden entweder besonders noch angegeben
oder gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den .dazugehörigen Zeichnungen
von selbst hervor.
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In den Zeichnungen ist Fig. I ein Schnitt durch eine Maschinenspindel
zum Vortreiben, Drehen und Einstellen eines Feinschleifwerkzeuges nach der vorliegenden
Erfindung; Fig. 2 ist ein Schnitt durch den das Werkstück haltenden Teil .der Vorrichtung
und durch den Schlitten, der das Werkstück über das Feinschleifwerkzeug hin und
her bewegt; Fig. 3 ist in vergrößertem Maßstab ein Schnitt der Vorrichtung nach
Fig. I, wobei das Werkzeug sich in vorgetriebener Stellung befindet; Fig. 4 ist
in vergrößertem Maßstab ein Schnitt der Vorrichtung gemäß Linie 4-4 der Fig. I ;
Fig. 5 ist in vergrößertem Maßstab ein Schnitt der Vorrichtung nach der Linie 5-5
der Fig. I; Fig. 6 ist ein Schnitt durch .die Vorrichtung nach der Linie 6-6 der
Fig. I ; Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. I ; Fig. 8 ist eine
Vorderansicht auf die Vorrichtung nach Fig. I, jedoch mit einigen Änderungen daran;
Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8; Fig. Io ist ein Schnitt nach
der Linie Io-Io der Fig. 8; Fig. II ist in vergrößertem Maßstab ein Schnitt nach
der Linie II-II der Fig. Io; Fig. I2 ist in vergrößertem Maßstab ein teilweiser
Schnitt nach der Linie I2-I2 der Fig. Io; Fig. I3 ist ein Schnitt nach der Linie
I3-I3 der Fig. 12; Fig. 14 ist ein Schnitt nach der Linie I4-I4 der Fig. II; .
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Fig. I5 ist ein Schnitt nach der Linie I5-I5 der Fig. II; Fig. I6
ist ein Schnitt nach der Linie I6-I6 der Fig. II, und Fig. I7 ist eine schematische
Darstellung des Flüssigkeitssteuerplanes, nach welchem die in den vorangehenden
Fig. 8 bis I6 dargestellte Maschine arbeitet.
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Die Vorrichtung, die das Werkzeug in Drehbewegung und in eine hin
und her gehende Bewegung versetzt, besteht aus einem Mantel I5 (Fig. I), der die
Außenwand der Spindel bildet. Ein Kopf I6 ist mit einer mittleren zylindrischen
Öffnung I7 und mit Strömungskanälen I8 und I9 versehen. In der mittleren Öffnung
I7 befindet sich eine Buchse 22 mit Öffnungen 23 und 24, welche mit den Strömungskanälen
I8 und I9 in Verbindung stehen. Die Buchse 22 ist mit einem verstärkten Ende 26
einer Welle 3o durch einen Stift 27 verbunden. Das verstärkte Ende 26 der Welle
bildet auf diese Weise zusammen mit der Buchse 22 einen Zylinder für einen Kolben
3I, der sich innerhalb der Buchse 22 bewegt und der mit einem dünnen Endteil 32
ausgerüstet ist, um einen freien Raum am inneren Ende des Kolbens zu behalten.
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In einer Buchse 35 (Fig. i), die mit dem Ende der Buchse 22 verschraubt
ist, erstreckt sich eine hohle Kolbenstange 3'¢ vor dem Kolben 31. Eine als Lagerstelle
auf der Hohlwelle 3o befindliche und bei 41b_ durch Keil und Nut mit ihr längs verschiebbar
verbundene und bei 41" nochmals geführte Buchse ¢i trägt eine Riemenscheibe ¢2,
die durch einen Riemen ¢3 angetrieben wird. Auf der Buchse ¢i sitzt drehbar, aber
durch Lager ¢5 unverschiebbar gehalten, eine Buchse 44. Die Außenfläche der Buchse
44 wird durch Wälzlager ¢6 gehalten, die an einer Buchse ¢7 befestigt sind, und
diese ist mit den Enden des Mantels 15 durch Stifte ¢8 verbunden. Auf dem rückwärtigen
Ende der Buchse ¢.1 sitzt eine Riemenscheibe ¢o, die neben der Riemenscheibe ¢2
angeordnet und von einem zweiten Riemen ¢3 angetrieben wird. Beide Riemen werden
von einem gemeinsamen Motor 33 angetrieben. Die Riemenscheiben ¢o und ¢2 wie auch
die Treibscheiben ¢o' und ¢2' können von verschiedenem Durchmesser sein, um die
relative Arbeitsgeschwindigkeit
des Nachschleifwerkzeuges hinsichtlich
Drehung und Hinundhergang zu ändern.
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Die Buchse 44 (Fig. I) hat an ihrem vorderen Ende einen Ringflansch
49, in dessen Vorderfläche sich eine Nut 5 1 zur Aufnahme von Klauen 52 einer Scheibe
53 befindet, wodurch eine Treibverbindung hergestellt wird. Die Scheibe 53 trägt
eine zylindrische Lagerpfanne 54, in welche sich ein kugelförmiger Fortsatz 55 eines
inneren Laufkranzes 56 zur Erzielung einer kreisenden Gleitbewegung einlegt. Der
äußere Laufkranz 57 ist in einer Kappe 58 durch einen Ansatz 59 gehalten, der sich
in eine Aussparung einer Buchse 62 einlegt, welche im Abstand zueinander befindliche
Flansche 63 besitzt. Die abgeflachte Arbeitsfläche eines Stiftes 64 liegt zwischen
den Flanschen 63, wenn der Stift 64 durch die Bohrung im Ansatz 59 hindurchgesteckt
ist, und bildet so eine kraftübertragende Drehverbindung.
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Durch den Innenhohlraum der Welle 30 (Fig. I) erstreckt sich eine
Stange 66 mit einem Gewinde 67 am Ende, welches mit dem Gewinde 68 in der Innenwand
der Welle 30 im Eingriff steht. Das Ende der Stange 66 besitzt eine Nut 69, in welche
durch einen Schlitz 72 der Buchse 62 hindurch eine geschlitzte Scheibe 71 eingebracht
ist. Ein Federring 73 hält die Scheibe 71 in Stellung. Die geschlitzte Scheibe 71
verhindert eine Längsbewegung zwischen Buchse 62 und Stange 66. Dreht man die Stange
66 mittels einer daransitzenden kordierten Mutter 74, so bewegt sich die Buchse
62 längs der Welle 26 und regelt auf diese Weise den Grad der Kippung der Kappe
58 um ein Paar Kugeln 6o der Welle 30, auf denen die Kappe 58 gelenkig ruht. Dadurch
wird der Betrag der Hinundherbewegung des Werkstückes oder des Werkzeuges geregelt,
welches am Ende des rohrförmigen Teiles Io7 sitzt.
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Die Riemenscheibe 40 (Fig. I) treibt den inneren Laufkranz 56, während
die Riemenscheibe 42 die Welle 26 und durch die Kugeln 6o die Kappe 58 in Drehung
versetzt. Wenn sowohl die Welle 26 wie der Laufkranz 56 mit gleicher Geschwindigkeit
gedreht werden, so wird die Buchse 22 durch die beiden Riemenscheiben 4o und 42
nur gedreht und lediglich vom Kolben 31 in einem regelbaren, zeitlichen Wechsel
hin und her bewegt, also nur eine einfache harmonische Bewegung erzeugt. Sind die
Antriebsgeschwindigkeiten aber ungleich, so wird aus der einfachen harmonischen
Bewegung eine ungleiche, jagende Bewegung, die sich erst nach einer bemerkenswert
langen Zeit wiederholt. Nachdem die Stange 66 eingestellt worden ist, um einen erwünschten
Schwingungsgrad der Buchse 22 zu erzeugen, wird eine Klemmutter 7o angezogen, welche
die Einstellung der Stange 66 sichert.
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Der Kopf 16 (Fig. I) hat eine Verlängerungsbuchse 76, die durch
Befestigungsschrauben 77 gehalten ist. Auf der Buchse 76 sitzt drehbar eine
Buchse 78, die gegen Längsbewegung durch eine Mehrzahl von Kugeln 8o gesichert ist.
Eine mit Innengewinde 82 ausgestattete Buchse 81 hat an ihrem inneren Ende einen
äußeren Laufkranz 83, der mit einem inneren Laufkranz 84. ein Lager für Kugeln 85
bildet. In der Wandung der Buchse 35 ist ein Schlitz 86 vorgesehen, durch den ein
Stift 87 tritt, wenn die hohle Kolbenstange 34 mit dem Laufkranz 84 verbunden wird.
Bei Bewegung des Kolbens 31 bewegt ihre Kolbenstange 34 den Stift 87, den Laufkranz
84 und die Buchse 81, um das Schleifwerkzeug vor- oder zurückgehen zu lassen. Die
Bewegung wird von dem Ende der Buchse 35 begrenzt, gegen das der Kolben 31 bei seiner
Vorwärtsbewegung stößt, und durch das dünne Endteil 32 der Welle 26 während seiner
Rückwärtsbewegung.
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Wie im einzelnen näher aus der vergrößerten Fig. 3 hervorgeht, ist
mit der Innenseite der Einstellbuchse 78 durch einen Stift 79 ein innerer
Zahnkranz 88 von erheblicher Breite verbunden. Im äußeren Teil der Buchse 81 ist
ein Paar Kitzel 89 gelagert, deren Zähne nach innen herausragen und im Eingriff
mit den Zähnen 9I eines äußeren Zahnkranzes 92 stehen, der zusammen mit dem inneren
Laufkranz 93 und den in einem Abstand voneinander befindlichen zwei Reihen von Kugeln
94 ein Kugellager ergibt. Die Zähne 9I des Zahnkranzes 92 haben ein Gewinde 95,
welches in das Innengewinde 82 auf der Innenwand der Buchse 81 eingreift. Ein Einstellkopf
96 für das Werkzeug ist innerhalb des Endes der Buchse 35 längs bewegbar. Ein Stift
98 .erstreckt sich durch diametral angeordnete Schlitze 97, um den Kopf 96 mit dem
inneren Laufkranz 93 der Buchse 81 zu verbinden. Beim Drehen der Einstellbuchse
78 dreht sich auch der innere Zahnkranz 88 und wirkt treibend auf die Kitzel 89,
die ihrerseits wieder den äußeren Zahnkranz 92 drehen, um durch den Eingriff der
Gewinde 95 und 82 das Kugellager 92 .bis 94 in Längsrichtung zu bewegen. Der äußere
Zahnkranz 92 bewegt sich also zusammen mit dem inneren Laufkranz 93 axial vorwärts
und erzeugt die gleiche Bewegung beim Einstellkopf 96.
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Es sei bemerkt, daß der innere Zahnkranz 88 (Fig. 3) und die Kitzel
89 von .ausreichender Breite sein müssen, damit durch die Bewegung des Kolbens 31
eine erhebliche Längsbewegung auf den Kopf 96 übertragen werden kann und ebenso
die zusätzliche Bewegung, die durch die Drehung der Einstellbuchse 78 hervorgerufen
wird. Durch eine Verschraubung ist mit der Buchse 35 ein Flansch 99 verbunden. Vor
dem Flansch 99 sitzt ein Treibkopf IoI und wird durch eine Flanschbuchse Io2 in
Stellung gehalten. Zwischen der Flanschbuchse und dem Treibkopf für das Werkzeug
befindet sich ein Kugellager 103.
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Durch eine Flanschbuchse Io6 (Fig. 3) wird auf dem Treibkopf IoI ein
Schleifkopf gehalten. Dieser Schleifkopf enthält einen rohrförmigen Teil Io7 mit
einer Flanschbuchse Io8 darauf, in dessen Flansche sich ein Stift iog befindet,
der in eine Bohrung i i i des Treibkopfes ioi hineingreift. Ein Stift 112 verhinderteine
Verdrehung zwischen dem rohrförmigen Teil 107 und der Flanschbuchse io8, In dem
rohrförmigen Teil 107 ist eine Stange 113 axial beweglich eingesetzt, die
an ihrem vorderen Ende 114 konisch ausläuft (Fig. 2). Auf einem Zapfen 116 (Fig.
3) am inneren Ende der Stange 113 sitzt eine Buchse i i5. Durch einen Stift i i7
besteht Verbin,-dang
.mit dem Vorsprung II8 des Kopfes II9. Eine
Kugel I2I ermöglicht die allseitige Bewegung der Stange II3 gegenüber dem Kopf II9.
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Der Kopf II9 (Fig. 3) paßt in eine Ausdrehung I22, welche sich im
vorderen Ende des Einstellkopfes 96 befindet. Am Umfang des Kopfes II9 ist eine
Ringnut I23 vorgesehen, die eine Kugel 124 (Fig. 6) zur Bildung einer Verriegelung
aufnimmt. Die Kugel sitzt in einer Aussparung 125 in der Wand des Kopfes 96, der
mit einer Aussparung I27 (Fig. I und 7) in der Wand bzw. am vorderen Ende der Buchse
35 zusammenwirkt. Wenn der Einstellkopf 96 durch den Kolben 3I und die Einstellbuchse
78 in die vorderste Stellung gebracht sind, tritt die Kugel I24 in die Aussparung
I27 der Buchse 35 und gibt dabei ihre Stellung innerhalb des Ringschlitzes I23 des
Kopfes II9 frei, so daß der Kopf II9 vom Einstellkopf 96 entfernbar ist. Es ist
daher eine einfache Maßnahme, den Kopf der Einstelleinrichtung am Einstellkopf 96
anzubringen, denn am Ende der Vorwärtsbewegung der Einstellvorrichtung vollzieht
sich die Loslösung des Kopfes II9 vom Kopf 96 selbsttätig. Nachdem der Kopf II9
in den Kopf 96 eingesetzt ist, werden durch die Betätigung des Kolbens 3I (Fig.
I) die Köpfe 96 und II9 nach links gezogen und die Kugel I24 aus dem Schlitz I27
herausgedrückt, wodurch die Köpfe wieder miteinander verriegelt sind.
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Wie in Fig.2 dargestellt, berührt das vordere konische Ende 114 der
Stange II3 die inneren schrägen Flächen der Steinhalter 130, :auf denen in irgendeiner
bekannten Weise Schleifsteine I3I befestigt sind. In dem rohrförmigen Teil Io7 sitzen
in Schlitzen federnde Finger I32, die sich über die Steinhalter 130 erstrecken und
diese radial nach einwärts drängen. Wenn die Stange II3 nach rechts bewegt ist,
wie das die Fig. 2 zeigt, .so sind die Schleifsteine I3I entgegen dem Druck der
federnden Ringe I32 radial nach außen getrieben, und wenn die Stange II3 nach links
bewegt wird, so bewegen die federnden Ringe die Schleifsteine nach der Achse des
rohrförmigen Teiles Io7 hin.
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Die Scheibe Ioo (Fig. 3) ist mit vier Schlitzen 104 und vier Öffnungen
Io5 versehen. Der Treibkopf IoI ist mit einem Paar Stiften 130' mit Rollen I3I'
versehen, die sich in ein Paar der Schlitze 104 der Scheibe Ioo einlegen. Ein gleiches
Paar solcher Stifte, die in der Zeichnung nicht dargestellt -sind, ist in dem Flansch
99 untergebracht und greifen in das zweite Schlitzpaar 104 ein, um eine kraftübertragende
Verbindung herzustellen, gleichzeitig aber zuzulassen, daß der Treibkopf IoI innerhalb
der Flanschbuchse Io2 schwimmt, d. h. sich achsparallel verschiebt. In den Öffnungen
Io5 der Scheibe Ioo liegt eine Anzahl Kugeln IIo, um ein Schublager zu bilden. Da
auch die Buchse II5 auf dem Vorsprung II8 allseitig beweglich ist, so kann der ganze
Schleifkopf frei gegenüber dem Werkstück schwimmen, so daß Werkzeug und Werkstück
mit ihren Achsen nicht genau zueinander ausgerichtet zu sein brauchen. In den Fig.
8 bis I6 ist noch eine andere Bauart dargestellt, wobei die Einstellbuchse 78 .mit
einem anderen Mechanismus zusammenarbeitet und gleichzeitig einen völlig selbsttätigen
Vorschub des Mantels und der Schleifsteine während der Nachschleifarbeit bewirkt.
Diese Einrichtung umfaßt Teile, welche die Steinabnutzung nach jeder Nachschleifbewegung
ausgleichen, so daß bei Beginn jeder Bearbeitung eines Werkstückes die Schleifsteine
genau den richtigen Durchmesser aufweisen. Es wurde nämlich gefunden, daß eine bestimmte
Beziehung zwischen der Härte des Werkstückes und der Art des Schleifmaterials besteht,
so daß die Abnutzung der Steine im voraus genau festgelegt und am Ende einer Schleifarbeit
wieder ausgeglichen werden kann. Wenn beispielsweise in harten Stahl ein Loch von
¼ Zoll Durchmesser um annähernd 1/1000 Zoll nachgeschliffen werden soll., so werden
dabei erfahrungsgemäß 1/1000 Zoll des Steindurchmessers verbraucht. Wenn nun eine
Vielzahl Werkstücke auf diese Art hintereinander zu schleifen ist, so muß der Einstellungsmechanismus
für die Schleifsteine bei jedem Werkstück eine Vergrößerung des Durchmessers der
Schleifsteine um 1/1000 Zoll bewirken. Da .der Ausdehnungsgrad des Schleifwerkzeuges
während der Bearbeitung eines Teiles also genau festliegt, können auch alle zu behandelnden
Werkstücke einen auf Bruchteile eines Zehntausendstel eines Zolles genauen Durchmesser
erhalten.
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Die Einstellbuchse 78 (Fig. 10) ist mit einem Paar Sperräder I33 und
I34 von entgegengesetzter Sperrwirkung ausgerüstet. Das heißt, die Zähne auf dem
Rad I33 (Fig. i i) sind so angeordnet, daß sie die Einstellbuchse 78 entgegen dem
Uhrzeiger zu drehen erlauben, während die Zähne auf dem Sperrrad I34 (Fig. I2) die
Einstellbuchse 78 im Uhrzeigersinne zu drehen gestatten. Ein Gehäuse I35 (Fig. 8)
zur Stützung des Mantels 15 (Fig. I) der Vorrichtung enthält eine zylindrische Öffnung
I36 (Fig. 8). In :dieser sitzt ein Zylinder I37, der auf einer ortsfesten, hohlen
Kolbenstange 138 längs bewegbar ist. Geeignetes Packungsmaterial 139 dichtet die
Enden des Zylinders 137 auf der Kolbenstange 138. Ferner ist auf der Stange 138
ein Kolben 141 so befestigt, daß sich die Bohrungen 142 und 143 der hohlen Kolbenstange
138 rechts und links von diesem Kolben befinden. Deckel 144 am Ende der. zylindrischen
Öffnung 136 dienen zum Halten der hohlen Kolbenstange 138 und weisen Verbindungskanäle
zu den Bohrungen 142 und 143 der Kolbenstange 138 auf: Die Bohrung 142 steht auf
diese Weise durch eine weitere Bohrung 145 mit einem Ventil iq:6 zur Regelung des
Abflusses von Flüssigkeit aus der Bohrung 142 in Verbindung. Soll umgekehrt Flüssigkeit
in die Bohrung 142 gebracht werden, so wird sie um das Ventil 146 herum durch eine
Bohrung 147 zugeführt, welche durch ein Kugelrückschlagventil 148 abgeschlossen
wird, wenn Flüssigkeit in entgegengesetzter Richtung strömen will.
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Die untere Fläche des Zylinders 137 (Fig. 8)
besitzt eine Anzahl
Zähne 149, welche eine Zahnstange bilden und in ein Ritze' 151 (Fig. io) eingreifen.
Das Ritze' 151 sitzt auf einer Welle 152, die .in geeigneter Weise in dem Gehäuse
135 gelagert
ist und auf ihrem vorderen Ende ein Ritzel 153 trägt.
Dieses Ritzel 153 kämmt mit einem Zahnkranz I54, der zwecks Drehbewegung auf dem
Mantel I5 sitzt. Ein Flansch I55 deckt den Zahnkranz 154 und dessen zylindrische
Erweiterung ab. In dem Zahnkranz 154 (Fig. i i) ist ein Schlitz I56 und eine darin
gelenkig gelagerte Sperrklinke I57 vorgesehen, die durch eine Feder I58 in Eingriff
mit den Zähnen des Sperrades 133 gedrückt wird. Ein zweiter Schlitz 159 im Zahnkranz
I54 enthält eine zweite Sperrklinke I6I, welche unter dem Einfluß einer Feder I62
mit den Zähnen eines Sperrades I34 im Eingriff ist. Ein Kurvenstück I63 sitzt im
Schlitz 164 des Flansches I55 zu dem Zweck, das herausragende hintere Ende der Sperrklinke
I57 niederzudrücken.
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Ein Finger I68 (Fig. i i) an dem Kurvenstück I63 dient zur sichtbaren
Angabe der Stellung des Kurvenstückes I63 gegenüber einer Skala I69 (Fig. 8), die
sich auf der Vorderfläche des Flansches I55 (Fig. 8 und Io) befindet. Das Kurvenstück
wird durch eine kordierte Schraube I7I (Fig. 8) festgehalten.
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Im Flansch I55 (Fig. Io) sitzt ein Taststift I72 (Fig. I2), der in
Berührung mit dem rückwärtigen Ende I73 der Sperrklinke I6I gebracht werden kann,
wenn sich der Sperrkranz I54 (Fig. II) in der Anfangsstellung befindet. Der Taststift
I72 (Fig. I3) wird eingedrückt, um die Sperrklinke I6I, I73 vom Sperrad I34 entgegen
der Kraft der Feder I62 abzuheben, so daß das Sperrad I34 von Hand gedreht werden
kann. Ein Anschlag I74 (Fig. II und I2) sitzt fest auf dem Zahnkranz I54 und hat
einen Zeiger I75. In einem Schlitz I77 des Flansches I55 (Fig. Io) sitzt ein einstellbarer
Anschlag I76 (Fig. II), der durch eine kordierte Schraube I78 in der eingestellten
Lage gehalten wird. Ein Zeiger I79 (Fig. 8) gibt die Lage des Anschlages gegenüber
einer Skala I8I auf dem Flansch I55 (Fig. Io) an.
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Nach Fig. 9 ist das Gehäuse I35 mit einer zylindrischen Öffnung I82
versehen, in welcher sich ein Drehschieber I83 befindet. Dieser wird von einer Stange
I84 mittels eines Einstellknopfes I85 gedreht, der eine Teilung I86 besitzt und
mit der Stange 184 verbunden ist, um den Drehschieber an Hand dieser Teilung genau
einstellen zu können. Flüssigkeit wird durch die Öffnung I9o (Fig. 8) in die Bohrung
I43 eingeführt, wo sie auf das linke Ende des Zylinders I37 drückt, um ihn nach
links zu bewegen. Die Flüssigkeit auf der rechten Seite des Zylinders I37 fließt
dabei durch Bohrung I42 und Ventil I46 zum Tank zurück.
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Das Ventil I46 (Fig. g) ist mit einer V-förmigen Nut I87 versehen,
durch welche der Austritt der Flüssigkeit aus den Bohrungen I42, I43 geregelt wird.
Ein Stopfen I88 verschließt die Öffnung I89, so daß die durch die V-förmige Nut
I87 eintretende Flüssigkeit durch einen Schlitz I9I über eine Öffnung I92 mittels
geeigneter Leitungen in den Tank zurückströmt. Nachdem der Zylinder I37 (Fig. 8)
nach links bewegt ist, wird die Strömrichtung der Druckflüssigkeit in den Öffnungen
I9o und I92 umgekehrt, und es wird die in die Öffnung 192 eintretende Druckflüssigkeit
über das Kugelventil 1,48 in die Bohrungen 145 und 142 geleitet, um den Zylinder
I37 nach rechts in die Lage nach Abb. 8 zu bewegen.
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Die Flüssigkeit am linken Zylinderende fließt aus den Gängen I43 (Fig.
8) und I9o ohne Drosselung, so daß eine besonders schnelle Rückbewegung des Zylinders
erreicht wird. An jedem Ende des Drehschiebers I83 (Fig. 9) befindet sich eine Ringnut
I94 bzw. I95, die durch eine Bohrung 196 untereinander und durch eine Leitung I97
mit einem Ablaßtank verbunden sind. Flüssigkeit, die längs der Spindel durchsickert,
wird auf diese Weise in den Tank zurückgeführt und verhindert das Lecken des Ventils.
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Zur Benutzung der Vorrichtung wird ein Werkstück I98 (Fig. 2) in eine
Einspannvorrichtung i99 gebracht und durch geeignete Mittel, wie etwa die kordierte
Mutter 2oo, in seiner Stellung gehalten. Die Einspannvorrichtung I99 besitzt einen
Fuß 2oI, welcher an einem hin und her gehenden Schlitten 2o2 angebracht ist. Das
Werkstück ist durch diese Einspannvorrichtung frei beweglich gehalten, so daß sich
die zu schleifende Fläche zu der des Schleifwerkzeuges ausrichten kann. Einstellfehler
parallel zur Achse werden durch das Werkzeug ausgeglichen, das sich achsparallel
frei einstellen kann, bis auch seine Achse der Achse des Werkstückes genau entspricht.
Zweckmäßig wird ein Schütteltrichter für die Werkstücke vorgesehen, damit die Maschine
voll selbsttätig arbeiten kann.
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Nachdem das Werkstück befestigt ist, bewegt der Schlitten 2o2 das
Werkstück über die Schleifsteine 131 des Werkzeuges. Danach wird das rohrförmige
Teil 107 vom Kolben 3I bewegt, um die Radialbewegung der Steine I3I zur Berührung
mit der Oberfläche des Werkstückes hervorzubringen. Zu gleicher Zeit erhält der
Motor Strom, um das Werkzeug in Hinundher- bzw. in Drehbewegung zu versetzen, während
der Schlitten 2o2 das Werkstück über die Schleifsteine weiter hin und her führt.
Die Schlittenbewegung gestattet, während des Hinundherganges des Schlittens eine
kleine Vortriebbewegung gegenüber dem raschen Hinundhergang vorzunehmen, der durch
den Treibmechanismus für die Schleifsteine hervorgebracht wird. Wenn die Einrichtung
gemäß Fig. i bis 7 verwendet wird, muß der Maschinenwärter in regelmäßigen Zeitabständen
die Buchse 78 im Uhrzeigersinne drehen, um die Schleifsteine nach der gerade bearbeiteten
Wandung hin vorzutreiben, bis der gewünschte Durchmesser erreicht ist. Wird jedoch
die aus Fig. 8 bis 16 ersichtliche Ausführungsform benutzt, so wird statt dessen
der Anschlag 176 (Fig. i i) mittels der Schraube 178 und das Kurvenstück: 163 mittels
der Schraube 171 (Fig. 8) und dadurch der Grad derVor-undRückwärtsbewegung der Buchse
78 festgelegt. Druckflüssigkeit wird in die Öffnung igo eingeführt, um den Zylinder
137 nach links zu bewegen, und zwar nach Einregelung der Flüssigkeitsrückführung
am rechten Ende des Zylinders durch Einstellung des Ventils 146 nach
seiner
Skala 186. Diese Linksbewegung des Zylinders 137 dreht die Ritzel 151, 153 (Fig.
1o), die ihrerseits den Zahnkranz 154 drehen und die Buchse 78 über die Sperrklinke
161 und das Sperrrad 134 an der Buchse 78 (Fig.I2) in eine Drehung im Uhrzeigersinne
versetzen. Sperrad 133 und Sperrklinke 157 werden dabei mitgenommen, weil beide
Sperräder 133, 134 mit der Buchse 78 ein Teil bilden und beide Klinken 157 und 161
am Zahnkranz 154 angelenkt sind.
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Vor dem Ende dieser Vorwärtsbewegung stößt das rückwärtige Ende 166
(Fig.II) der Sperrklinke 157 an das Ende des Kurvenstückes 163, wodurch die Sperrklinke
157 aus dem Sperrad 133 herausgeschwenkt wird. Beide setzen jedoch ihre Bewegung
wie bisher fort, da die Sperrklinke 157 am Zahnkranz 154 sitzt und das Sperrad 133
an der Buchse 78 fest angebracht ist, die ihrerseits wieder durch das Sperrad 134
im Uhrzeigersinne vorwärts bewegt wird. Die Vorwärtsbewegung der Schleifsteine setzt
sich daher fort, bis der Anschlag 174 den Anschlag 176 trifft und die beschriebene
Bewegung aufhält. Die Bearbeitung setzt sich noch eine kurze Zeit fort, ohne daß
die Steine weiter vorgetrieben werden.
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Darauf wird der Flüssigkeitsstrom umgekehrt, um den Kolben 31 (Fig.
I) nach links zurückzuziehen, der den rohrförmigen Teil 107 mitnimmt und die Einwärtsbewegung
der Steine 131 (Fig. 2) veranlaßt. Die Umkehr der Flüssigkeit unterbricht auch die
Hubbewegung des Schlittens 2o2, der in seine Anfangsstellung zurückgebracht wird
und dabei das Werkstück vom Werkzeug wegbewegt. Die Umkehr des Flüssigkeitsstromes
bewegt den Zylinder 137 (Fig. 8) nach rechts und versetzt den Zahnkranz 154 (Fig.
11) entgegen dem Uhrzeigerdrehsinne in Bewegung. Während der Anfangsbewegung des
Zahnkranzes 154 wird die Klinke 157 durch das Kurvenstück 163 außer Eingriff mit
den Zähnen des Sperrades 133 gehalten, und die Buchse 78 erfährt daher noch keine
Bewegung: Nach einem vorbestimmten Maß an Rückkehrbewegung, das durch die Lage des
Kurvenstückes 163 bestimmt wird, kommt jedoch das vorstehende Ende 166 der Sperrklinke
157 außer Eingriff mit dem Kurvenstück 163 und daher die Sperrklinke 157 wieder
in Eingriff mit den Zähnen des Sperrades 133 und dreht das Sperrad und die Buchse
78 in eine neue Anfangsstellung zurück. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß
die Buchse 78 im Uhrzeigersinne um einen größeren Betrag gedreht wird als im entgegengesetzten
Sinne. Der Bewegungsunterschied stellt den dem Durchmesser der Schleifsteine entsprechenden
Abnutzungsbetrag dar, den die Schleifsteine während der Bearbeitung eines Werkstückes
erlitten haben. Die Einstellung zum Ausgleich für den Abnutzungsbetrag wird durch
Erfahrung erhalten. Ebenso wird der Vortriebsgrad für die Schleifsteine während
der Nachschleifarbeit ausgewählt.
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Das Werkzeug beginnt jede Arbeit so, daß die Schleifsteine auf den
gewünschten Durchmesser eingestellt sind. Nachdem es bis zur Berührung, der Bohrungsoberfläche
durch Bewegung des Kolbens gekommen ist, wird der Durchmesser der Schleifsteine
um einen vorbestimmten Betrag vergrößert, um die Bohrung auf einen bestimmten Durchmesser
schleifen zu können. Nach jedem Arbeitsgang wird der Ausdehnungsmechanismus, wie
beschrieben, um einen etwas geringeren Betrag zurückgezogen, um die Steinabnutzung
auszugleichen, so daß die Schleifwerkzeuge den gleichen Durchmesser wie bei Beginn
der Arbeit haben.
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In Fig. 17 ist schematisch das Strömungsnetz angegeben, das für das
selbsttätige Arbeiten der Vorrichtung während eines ganzen Arbeitsprozesses benutzt
wird. Hierzu gehören die Bewegung des Werkstückes über das Nachschleifwerkzeug,
die Ausdehnung der Schleifsteine des Werkzeuges, der Dreh- und Hinundherantrieb
des Werkzeuges, die Ausdehnung der Schleifsteine während der Nachschleifarbeit,
die Führung des Werkstückes über das Werkzeug, die Fortsetzung der Behandlung nach
der Ausdehnung der Schleifsteine, der Rückzug der Schleifsteine sowie die Bewegung
des Werkstückes außer Eingriff mit dem Werkzeug.
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Ein Paar Pumpen 205 (Fig. 17) und 2o6 werden von einer Welle
207 aus angetrieben und drücken Flüssigkeit zu dem Verteiler 212. Ein Überdruckventil
2o9 sitzt im Strömungskreis der Pumpe 2o5 während mit der Pumpe 2o6 ein Druckregelventil
21o verbunden ist, das einen Einstellknopf 211 zu seiner raschen Bedienung hat.
Der Verteiler 212 steuert den Strömungsfluß durch verschiedene Leitungen zu dem
Mantel 15; dem Zylinder 137 und zu dem Zylinder 2o8, der den Schlitten 2o2 hin und
her bewegt. Die Strömungsflüssigkeit aus den verschiedenen, Zylindern, den Überdruckventilen
und dem Verteiler wird zu einem Tank 213 zurückgeführt, von dem aus es durch die
Pumpen wieder in Umlauf gesetzt wird: Es ist ein Bedienungshandgriff 214 vorgesehen,
um den Umlauf der Flüssigkeit in Gang zu bringen, während ein Handgriff 215 die
ganze unter Druck stehende Flüssigkeit zu dem Tank zurückzuführen gestattet, so
daß die Arbeit in jedem Augenblick unterbrochen werden kann.
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Wird der Handgriff 214 (Fig. 17) entgegen dem Uhrzeiger bewegt, so
wird zuerst Flüssigkeit in den Zylinder 2o8 eingeführt, um den Schlitten 2o2 zur
Bewegung des Werkstückes über das Werkzeug zu bringen. Der Schl'itten stößt gegen
eine hier nicht dargestellte Knagge, um ein Ventil zur Einführung von Flüssigkeit
in die Leitung 216 zu öffnen, wodurch der Kolben 31 nach rechts (Fig. 1) be-,vegt
und die Schleifsteine des Werkzeuges an das Werkstück herangebracht werden. Der
Druck in dem Leitungssystem wird durch das Ventil 21o geregelt, durch das die Flüssigkeit
vor dem Kolben 31 über Leitung 217 zum Tank 213 zurückgeht. In der Leitung 216 sitzt
ein- Druckschalter 218; um den Strom zum Motor 33 abzuschalten, der das Werkzeug
in Drehung und Hinundherbewegung versetzt.
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Am Ende des Hubes des Schlittens 2o2 (Fig. 2) kehrt ein hier nicht
dargestellter Umkehrschalter den Stromfluß in den Leitungen 219 und 22o um 'und
damit die Bewegung des Schlittens, der aber
im übrigen weiter fortfährt,
das Werkstück über das schnell hin und her gehende und sich drehende Werkzeug langsam
darüber' hin und her zu bewegen. Die Leitung 2I6 ist über Leitung 222 mit Öffnung
I9o (Fig. 8) verbunden, welche Flüssigkeit zum Kolben I4I bzw. in den Zylinder I37
bringt, um ihn nach links zu bewegen und die weitere Ausdehnung des Werkzeuges nach
der ursprünglich vom Kolben 3I veranlaßten Ausdehnung fortzusetzen. Nicht dargestellte
Abstimmeinrichtungen überwachen die Dauer der Flüssigkeitslieferung von den Pumpen
zu dem Leitungssystem. Die Dauer ist dabei so geregelt, daß, nachdem der Zylinder
I37 seine durch die Bewegung des Anschlages I74 gegen den Anschlag I76 .geregelte
Bewegungsgrenze erreicht 'hat, zur Fertigstellung der Oberfläche eine vorbestimmte
Ruhezeit eintritt, nach der erst die Tätigkeit unterbrochen wird.
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Bei Rückdrehung des Kontrollhandgriffes 2I4 (Fig. I7) in die Anfangsstellung
wird auch der Schlitten 202 in seine Anfangsstellung nach rechts und das Werkstück
außer Eingriff mit dem Werkzeug gebracht. Die dabei erfolgende Strömungsumkehr der
Druckflüssigkeit vor dem Kolben 3I bringt ihn in seine linke Anfangsstellung zurück,
während die Strömungsumkehr der Flüssigkeit im Kolben I37 diesen wieder in seine
rechte Anfangsstellung schafft. Nach Ablassen des Druckes in der Leitung 2I6 werden
die Kontakte des Schalters 2I8 unterbrochen, und es wird dadurch die Arbeit des
Motors ausgesetzt. Auf diese Weise sind alle Teile in ihrer Anfangsstellung angekommen
und ihre Bewegungen unterbrochen.
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Im obigen ist ausgeführt worden, daß bei der Rückwärtsbewegung des
Zylinders I37 die Buchse 78 nur zu einem Teil ihrer Vorwärtsbewegung wieder zurückgebracht
wird, um die Steinabnutzung während der Schleifarbeit auszugleichen. Der Umfang
der Steine am Ende dieser Arbeit ist daher gleich dem Durchmesser zuvor, so daß
das Werkzeug bei ähnlichen Werkstücken immer wieder die gleiche Arbeit ausführt.
Es kann eine Vielzahl von Werkstücken auf ein Zehntausendstel eines Zolls genau
fertigbearbeitet werden, ohne besondere Facharbeiter oder die bisher dafür benötigte
Zeit zu erfordern.
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Es ist hier nur ein einziges Ausführungsbeispiel der Erfindung und
eine Abänderung davon beschrieben und dargestellt worden. Der Fachmann wird jedoch
ohne weiteres erkennen, daß verschiedene Änderungen, Weglassungen und Ergänzungen
möglich sind, ohne von dem Gedanken der Erfindung abzuweichen, wie er sich aus den
folgenden Ansprüchen ergibt.