EP0913232B1 - Vorrichtung zur Bearbeitung zylindrischer Werkstücke - Google Patents

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EP0913232B1
EP0913232B1 EP98119898A EP98119898A EP0913232B1 EP 0913232 B1 EP0913232 B1 EP 0913232B1 EP 98119898 A EP98119898 A EP 98119898A EP 98119898 A EP98119898 A EP 98119898A EP 0913232 B1 EP0913232 B1 EP 0913232B1
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workpiece
quick
change adapter
carrier
machining
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Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/42—Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/02—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding rotationally symmetrical surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B35/00—Machines or devices designed for superfinishing surfaces on work, i.e. by means of abrading blocks reciprocating with high frequency

Definitions

  • the invention relates to a device in the preamble of protection claim 1 Art.
  • Such a device has become known from EP 0 161 748 B1 (see the exemplary embodiment according to FIG. 4 and the description, column 5, line 53).
  • the pressure jaw (referred to there as an insert), as indicated by the arrow B in FIG. 5, can be tilted relative to an axis parallel to the axis of rotation of the workpiece.
  • the pressure jaw is penetrated by a pin which is arranged in the carrier.
  • the object of the invention is such a device to provide, at the same time the bracket and the Replacing the pressure jaws is particularly easy.
  • the exemplary embodiment has two holding arms 1, 2, the lower of which can be moved towards and away from each other are. On them are carrier 3 (hereinafter as Quick-change adapter) and 6 arranged that Pressure jaws 4 (hereinafter referred to as processing bowl designated) and wear 7. These surround the one to be processed Surface of a workpiece 10, e.g. the connecting rod bearing one Crankshaft or camshaft.
  • the workpiece 10 is through Devices (not shown) rotated. Unless it is doing z. B. is a connecting rod bearing of a crankshaft, axis of rotation A also performs a circular movement.
  • the holding arms 1, 2 are movable arranged on a device, not shown, it allowed them to follow the movement of axis A.
  • the Quick-change adapter 3 is, as from FIG. 2 and FIG. 4 can be seen on its inner contour with a covering 3 ' Mistake.
  • This covering consists of, for example Polyurethane or Vulkollan, i.e. a plastic that is at least somewhat compressible elastically.
  • the covering 3 ' stands, as exaggerated from Figure 2, laterally something about the side surfaces 19, 20 of Quick-change adapter 3 in front, so that there is a T-shape results.
  • This design of the quick-change adapter 3 enables it, the processing shell 4 in cross section U-shaped in the manner shown in FIG. 1 and FIG Attach quick-change adapter 3.
  • the Processing tray 4 is in the preamble of claim 1 Called pressure jaws.
  • the covering 3 'of the narrow The end faces are slightly compressed elastically so that due to the resulting compression and frictional force between the lateral front edges of the covering 3 'and the Inner surface of the processing shell 4 the latter on the Quick-change adapter 3 is held sufficiently firmly. This makes the replacement of the processing trays 3 extreme simplified.
  • the processing tray 4 can be due to this storage the quick-change adapter 3 their location the location of the Adjust workpiece 10 and different diameters.
  • the covering 3 ' is compressed accordingly or relieved.
  • the formation of the U-shape of one part (the Machining shell 4) and the T-shape of the other part (Quick-change adapter 3 with pad 3 ') can also regarding of the components be reversed so that the processing tray T-shaped and the quick-change adapter U-shaped are trained and inserted into each other in the same way are.
  • the working surface 4 ' is the surface of the Processing tray 4, with which it on the belt 15 (see. Figure 1) presses. It can also increase the frictional force between her and the tape 15 to increase, with a layer, e.g. made of a ceramic material or Vulkollan, be provided.
  • the lower end of the holding arm 2 holds the carrier 6, in the dovetail pressure jaws 7 are inserted, the also press on tape 15.
  • the Bracket 2 can also be the system at the bottom of the holding arm 1 is shown, or any other System for pressing the band 15 may be provided.
  • the grinding belt 15 is held over belt guide bolts 11 to 14 performed in the manner shown.
  • the band is one such as it e.g. in the prospectus of 3M described and produced by this.
  • the Holding arms 1, 2 make in addition to the movements mentioned a back and forth movement perpendicular to the image plane and take over the pressure jaws 7 and Processing shell 4 with the grinding belt 15.
  • the workpiece 10 is rotated.
  • the combination of these and movement of the grinding belt 15 perpendicular to Image plane with the rotational movement of the workpiece 10 results the desired fine machining.
  • the means for Band guides are from the above Known in the art, so that their further description will be omitted can.
  • Pins 16, 17 are on the interchangeable adapter 3 provided with the stop or guide surfaces 18, 19th the processing tray 4 (see FIG. 4) interact to to achieve that the processing tray 4 on the Interchangeable adapter 3 when inserted in the correct position slides.
  • the processing scarf has 2 openings 20, 21 which with corresponding openings 22, 23 in Quick-change adapter 3, the latter a little have a larger diameter, are aligned. In the openings 20, 23 you can use ball snappers that are in the openings 21, 22 releasably intervene to determine the Machining trays 4 on the quick-change adapter without functionally significant impairment of their mobility to improve.
  • Devices 24 and 25 are also shown in FIGS. 3 and 4 apparent that serve the location of the quick-change adapter 3 at the end of the holding arm 1 or Processing tray 4 on the quick-change adapter 3 to be determined.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 genannten Art.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 0 161 748 B1 (siehe das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 und die Beschreibung, Spalte 5, Zeile 53) bekannt geworden. Dort ist der Andrückbacken (dort als Einsatz bezeichnet), wie durch den Pfeil B in Figur 5 angedeutet, gegenüber einer zur Drehachse des Werkstücks parallelen Achse kippbar. Zu diesem Zweck ist der Andrückbacken von einem Stift durchsetzt, der in dem Träger angeordnet ist.
In der genannten Druckschrift sind auch die in der vorliegenden Anmeldung nicht näher dargestellte Einrichtung zur Drehung des Werkstücks und die Mittel, die Haltearme in eine Hin- und Herbewegung parallel zur Drehachse des Werkstückes versetzen, dargestellt. Es wird ferner darauf verwiesen, dass die Haltearme ihrerseits eine Schwenkbewegung ausführen können, die es ihnen erlaubt, einer exzentrische Drehbewegung des Werkstückes zu folgen, wenn dieses zum Beispiel durch das Pleuellager einer Kurbel- oder Nockenwelle gebildet wird.
Eine ähnliche Einrichtung ist in dem US-Patent 1,905,821, in der DE 44 44 239 A1, in dem Prospekt der Fa. 3M "Imperial Brand Microfinishing Film Roll" (1981) sowie in dem Aufsatz von Haasis, Bandfinishen-Ein wirtschaftliches Feinbearbeitungsverfahren, in: Fachberichte für Oberflächentechnik, 8 (1970) Heft 9/10, S. 203 - 208 beschrieben. Derartige Bandfinish-Maschinen weisen noch Einrichtungen auf, um das Schleifband, sobald es abgenützt ist, über einen gewissen Längenabschnitt so weiterzubewegen, dass erneut ein unverbrauchter Schleifbandabschnitt zur Bearbeitung des Werkstücks zur Verfügung steht. Solche Einrichtungen sind ebenfalls aus den o.g. Patentschriften bekannt.
Die Verwendung der Träger (Schuhe) und Andrückbacken (Einsätze) beim Stand der Technik gemäß der EP 0 161 748 setzt eine Justierung der Einsätze in Relation zu dem zu bearbeitenden zylindrischen Werkstück bzw. dessen zu bearbeitender Oberfläche (z.B. der Pleuellagerfläche einer Kurbelwelle) voraus. Dadurch wird der Vorgang des Auswechselns des Einsatzes kompliziert.
Außerdem möchte man oft trotz der angestrebten Formkorrektur durch Verwendung inkompressibler Schleifbänder eine gewisse Restelastizitäten der Andrückbacken erhalten, damit sich diese an verschiedene Ausgangsdurchmesser der bearbeiteten Fläche anpassen können. Dies strebt man an, um nicht nur eine Verbesserung der Oberfläche und ein Formkorrektur, sondern auch eine Abarbeitung des Durchmessers auf ein bestimmtes Endmaß zu erreichen. Der Andrückbacken soll sich beim Aufsetzen auf ein Werkstück, dessen Durchmesser größer als der Solldurchmesser ist, etwas aufspreizen, so dass eine Material-Abarbeitung so lange erfolgt bis der Solldurchmesser erreicht ist. Dabei handelt es sich um die Abarbeitung von Material im Bereich weniger µm. Es sollte hier also in den genannten Grenzen eine gewisse Elastizität der Andrückbacken gewährleistet sein, die gleichzeitig eine Formkorrektur, eine Oberflächenverbesserung und eine Bearbeitung auf ein Endmaß (= Sollmaß) ermöglicht und vereinfacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Vorrichtung bereitzustellen, bei der gleichzeitig die Halterung und das Auswechseln der Andrückbacken besonders einfach ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen wird im folgenden anhand der Figuren näher beschrieben. Es stellen dar:
Figur 1
ein Ausführungsbeispiel;
Figur 2
einen Schnitt entlang der Linie II/II in Figur 1;
Figur 3
eine Bearbeitungsschale;
Figur 4
einen Schnellwechsel-Adapter;
Figur 5
eine Ansicht des Schnellwechsel-Adapters nach Figur 4 in Richtung der Pfeile V-V.
Das Ausführungsbeispiel weist zwei Haltearme 1, 2 auf, deren untere aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. Auf ihnen sind Träger 3 (im folgenden als Schnellwechsel-Adapter bezeichnet) und 6 angeordnet, die Andrückbacken 4 (im folgenden als Bearbeitungsschale bezeichnet) und 7 tragen. Diese umgeben die zu bearbeitende Fläche eines Werkstücks 10, z.B. das Pleuellager einer Kurbel- oder Nockenwelle. Das Werkstück 10 wird durch (nicht gezeigte) Einrichtungen gedreht. Sofern es sich dabei z. B. um ein Pleuellager einer Kurbelwelle handelt, führt die Drehachse A ebenfalls eine Kreisbewegung aus. Um dieser folgen zu können, sind die Haltearme 1,2 beweglich an einer nicht gezeigten Einrichtung angeordnet, die es ihnen erlaubt, der Bewegung der Achse A zu folgen.
Am Haltearm 1 ist mit Schrauben ein Schnellwechsel-Adapter 3 angebracht, dessen konstruktiver Aufbau ferner aus den Figuren 2, 4, 5 ersichtlich ist. Es handelt sich dabei um die erfindungsgemäße Ausbildung der im Oberbegriff des Anspruches 1 als Träger bezeichneten Bauteiles. Der Schnellwechsel-Adapter 3 ist, wie aus Figur 2 und Figur 4 zu ersehen, an seiner inneren Kontur mit einem Belag 3' versehen. Dieser Belag besteht beispielsweise aus Polyurethan oder Vulkollan, also einem Kunststoff, der zumindest elastisch etwas komprimierbar ist. Der Belag 3' steht, wie aus Figur 2 -stark übertrieben- ersichtlich, seitlich etwas über die Seitenflächen 19, 20 des Schnellwechsel-Adapters 3 vor, so dass sich eine T-Form ergibt.
Diese Ausbildung des Schnellwechsel-Adapters 3 ermöglicht es, die im Querschnitt U-förmige Bearbeitungsschale 4 in der aus Figur 1 und Figur 2 ersichtlichen Weise auf den Schnellwechsel-Adapter 3 aufzustecken. Die Bearbeitungsschale 4 ist im Oberbegriff des Anspruchs 1 als Andrückbacken bezeichnet. Beim Aufstecken der Bearbeitungsschale 4 wird der Belag 3' von den schmalen Stirnflächen her elastisch leicht zusammengedrückt, so dass durch die dabei entstehende Kompressions-und Reibungskraft zwischen den seitlichen Stirnkanten des Belages 3' und der Innenfläche der Bearbeitungsschale 4 letztere auf dem Schnellwechsel-Adapter 3 ausreichend fest gehalten wird. Damit wird das Auswechseln der Bearbeitungsschalen 3 extrem vereinfacht.
Die Bearbeitungsschale 4 kann infolge dieser Lagerung auf dem Schnellwechsel-Adapter 3 ihre Lage der Lage des Werkstückes 10 und verschiedenen Durchmessern anpassen. Dabei wird der Belag 3' entsprechend komprimiert oder entlastet.
Die Ausbildung der U-Form des einen Teils (der Bearbeitungsschale 4) und der T-Form des anderen Teils (Schnellwechsel-Adapter 3 mit Belag 3') kann auch bezüglich der Bauteile umgekehrt sein, so dass die Bearbeitungsschale T-förmig und der Schnellwechsel-Adapter U-förmig ausgebildet sind und in derselben Art ineinander gesteckt sind.
Die Arbeitsfläche 4' ist diejenige Fläche der Bearbeitungsschale 4, mit der sie auf das Band 15 (vgl. Figur 1) drückt. Sie kann auch, um die Reibungskraft zwischen ihr und dem Band 15 zu erhöhen, mit einer Schicht, z.B. aus einem keramischen Werkstoff oder Vulkollan, versehen sein.
Das untere Ende des Haltearmes 2 hält den Träger 6, in den schwalbenschwanzartig Andrückbacken 7 eingefügt sind, die ebenfalls auf das Band 15 drücken. Am unteren Ende des Haltearmes 2 kann aber auch das System, das am unteren Ende des Haltearmes 1 gezeigt ist, oder ein anderes beliebiges System zum Andrücken des Bandes 15 vorgesehen sein.
Über Bandführungsbolzen 11 bis 14 wird das Schleifband 15 in der dargestellten Weise geführt. Das Band ist ein solches wie es z.B. in dem eingangs erwähnten Prospekt der Fa. 3M geschildert und von dieser hergestellt wird. Die Haltearme 1, 2 machen außer den genannten Bewegungen noch eine Hin- und Herbewegung senkrecht zur Bildebene und nehmen dabei über die Andrückbacken 7 und die Bearbeitungsschale 4 das Schleifband 15 mit. Gleichzeitig wird das Werkstück 10 gedreht. Die Kombination dieser Hin- und Herbewegung des Schleifbandes 15 senkrecht zur Bildebene mit der Drehbewegung des Werkstückes 10 ergibt die gewünschte Feinstbearbeitung. Auch die Mittel zur Bandführung sind aus dem o.g. Stande der Technik bekannt, so dass auf ihre weitere Beschreibung verzichtet werden kann.
Man kann also die Bearbeitungsschalen 3 sehr einfach auswechseln. Man braucht sie nur (in Figur 2) bei geöffneten Haltearmen 1, 2 abzuziehen und eine neue Schale einzusetzen. Ohne Justierung findet sie infolge der beschriebenen Lagerung und der Verschiebbarkeit auf dem Schnellwechsel-Adapter 3 die richtige Lage. Gleichzeitig ist auch die gewünschte Anpassbarkeit an verschiedene Radien des Werkstücks 10 gegeben. Die Bearbeitungsschale 3 kann sich im Durchmesser etwas aufweiten und einem größeren Durchmesser anpassen, der infolge er elastischen Rückstellkraft solange abgearbeitet wird, bis das Werkstück 10 das gewünschte Endmaß -zusätzlich zur Oberflächenverbesserung und Formkorrektur- erreicht hat. Selbst wenn der Umschlingungswinkel des Schleifbandes weniger als 360 ° Grad beträgt, klipst sich die Bearbeitungsschale 4 auf ein rundes Werkstück 10 praktisch von selbst auf. Dies ergibt sich infolge ihrer Elastizität. Diese wieder hängt auch mit der speziellen U-förmigen Ausbildung zusammen, bei der ja die Seitenwände, die den Schenkeln des U entsprechen, einer Aufweitung an sich einen hohen Widerstand entgegen setzen, also einer dauerhaften Verformung entgegenwirken, aber gerade eine Aufweitung unter Beibehaltung der Kreisform in engen Grenzen mit einfachen Mitteln möglich machen.
Auf dem Stellwechseladapter 3 sind Stifte 16, 17 vorgesehen, die mit Anschlag bzw. Führungsflächen 18, 19 der Bearbeitungsschale 4 (vgl. Figur 4) zusammenwirken, um zu erreichen, dass die Bearbeitungsschale 4 auf dem Stellwechseladapter 3 beim Einsetzen in die richtige Lage gleitet. Außerdem weist die Bearbeitungsschal 2 Öffnungen 20, 21, die mit entsprechenden Öffnungen 22, 23 im Schnellwechsel-Adapter 3, welch letztere einen etwas größeren Durchmesser haben, fluchten. In die Öffnungen 20, 23 kann man Kugelschnapper einsetzen, die in die Öffnungen 21, 22 lösbar eingreifen, um die Festlegung der Bearbeitungsschalen 4 auf dem Schnellwechsel-Adapter ohne funktionell bedeutende Beeinträchtigung ihrer Beweglichkeit zu verbessern.
Aus Figur 3 und Figur 4 sind auch Einrichtungen 24 bzw. 25 ersichtlich, die dazu dienen, die Lage des Schnellwechsel-Adapters 3 am Ende des Haltearmes 1 bzw. der Bearbeitungsschale 4 am Schnellwechseladapter 3 festzulegen.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zur Bearbeitung zylindrischer Werkstücke (10) mit
    einer Einrichtung zur Drehung des Werkstückes (10) ;
    zwei Haltearmen (1, 2), die je einen Träger und einen an diesem aufgenommenen Andrückbacken aufweisen, wobei mindestens ein Andrückbacken an dem zugeordneten Träger (3) schwimmend gelagert ist und die Andrückbacken das Werkstück (10) zumindest teilweise umfassen,
    einem Schleifband (15), und
    Bandführungsmitteln (11, 12, 13, 14), die das Schleifband (15) so führen, dass es das Werkstück (10) zumindest teilweise umfasst und von den Andrückbacken gegen das Werkstück (10) gedrückt wird, sowie
    einer Einrichtung, die die Haltearme (1, 2) in eine Hin- und Herbewegung parallel zur Drehachse (A) des Werkstückes (10) versetzt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    entweder der Träger (3) oder der Andrückbacken (4) einen Belag (3') aus Kunststoff aufweist, der etwas über die Seitenwände (19, 20) des Trägers bzw. des Andrückbackens übersteht so daß sich eine T-Form ergibt und zumindest geringfügig elastisch zusammendrückbar ist, und
    der andere Bauteil des Paares Träger/Andrückbacken im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist und den Belag (3') des erstgenannten Bauteils übergreift.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Andrückbacken (4) an einer ihrer den Träger (3) übergreifenden Seiten zumindest eine Führungsfläche (18, 19) aufweist, die beim Aufsetzen auf den Träger (3) durch an dem Träger (3) vorgesehene Stifte (16, 17) geführt wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17, 18) zur Positionierung des Andrückbackens (4) in Umfangsrichtung des zu bearbeitenden Werkstückes (10) vorgesehen sind.
EP98119898A 1997-10-29 1998-10-21 Vorrichtung zur Bearbeitung zylindrischer Werkstücke Expired - Lifetime EP0913232B1 (de)

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