EP2399706B1 - Finishvorrichtung zur finishenden Bearbeitung von Werkstückoberflächen - Google Patents

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EP2399706B1
EP2399706B1 EP10166872A EP10166872A EP2399706B1 EP 2399706 B1 EP2399706 B1 EP 2399706B1 EP 10166872 A EP10166872 A EP 10166872A EP 10166872 A EP10166872 A EP 10166872A EP 2399706 B1 EP2399706 B1 EP 2399706B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
finishing
guide
guide members
finishing device
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP10166872A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2399706B9 (de
EP2399706A1 (de
Inventor
Simon Wolber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Original Assignee
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Supfina Grieshaber GmbH and Co KG filed Critical Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Priority to EP10166872.1A priority Critical patent/EP2399706B9/de
Priority to US13/155,892 priority patent/US8602849B2/en
Publication of EP2399706A1 publication Critical patent/EP2399706A1/de
Application granted granted Critical
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Publication of EP2399706B9 publication Critical patent/EP2399706B9/de
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Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a finishing device having the features of the preamble of patent claim 1.
  • a device for fine machining of the crankpin crankshaft is known, with a half-shell for guiding a Honbandes, which is guided on a guide body.
  • the guide body has a rear support portion, which is integrally and resiliently connected to two circumferentially separated, segment-shaped sections.
  • the from the DE 38 13 484 A1 known device has the disadvantage that, due to the elastic connection of the segment-shaped portions with the support portion, the segment-shaped portions extend only over a relatively small circumferential angle.
  • the actual available for a pressing system of the honing tape on the workpiece to be machined Guide surface is relatively small, so that a comparatively low material removal performance is achieved.
  • a machine for the fine grinding of a cylindrical bearing surface on a shaft by means of an abrasive belt which has three mutually angularly offset sanding shoes. Two sanding shoes are stationary; a third sanding pad is disposed on a movable Schleifschuharm. The Schleifschuharm can be pivoted so that a grinding station is made available for loading or emptying.
  • the present invention has the object to improve a finishing device of the type mentioned so that the introduction of a workpiece to be machined is simplified in the receiving area.
  • the guide device allows independent movement of the guide body.
  • the respective partial surfaces of the guide surface can be formed over a particularly large area.
  • the large-area partial surfaces seen along their course can act with uniformly distributed pressure forces on the finishing belt, so that the finishing tape along its course to the machining workpiece surface is pressed uniformly against the workpiece surface.
  • an increase in the effective area ratio of the finishing strip is achieved at the same time increased contact pressure, so that the material removal rate can be increased.
  • the guide body between a rest position and a working position are movable, wherein the guide surface extends in the rest position of the guide body between the finishing tape insertion end and the finishing belt performer over a first circumferential angle, which is an introduction of a workpiece to be machined in the Receiving area and an embodiment of a machined workpiece from the receiving area allowed, and wherein the guide surface extends in the working position of the guide body for machining a workpiece over a relatively larger to the first circumferential angle second circumferential angle.
  • the first, smaller circumferential angle ensures that the workpiece is easier to insert into and out of the receiving area.
  • the second, larger circumferential angle makes it possible to increase the effective finishing belt area, which achieves a particularly high material removal rate.
  • a particularly good handling of the finishing device results when the first circumferential angle is less than or equal to 180 °, so that a workpiece to be machined can be inserted undercut-free into and out of the receiving region.
  • the second circumferential angle is greater than 180 °.
  • the second circumferential angle is more than about 200 °.
  • a particularly large guide surface with a high wrap angle (equal to the second circumferential angle) can be provided, which is associated with a particularly high material removal rate.
  • the first circumferential angle is less than or equal to 180 °, workpieces can be inserted undercut-free into the receiving area, despite the high angle of wrap during machining.
  • exactly two mutually separate guide body are provided. These have mutually adjacent, but not interconnected partial surfaces, which extend, for example, in each case over a circumferential angle of greater than 90 °.
  • a particularly simple design of the guide device is obtained if at least one of the guide bodies is movably mounted on a guide body holder, in particular if all guide bodies of the guide device are movably mounted on the guide body holder.
  • the pivot axes are preferably oriented at least substantially parallel to a workpiece axis of a recorded in the receiving area workpiece.
  • a particularly uniform distribution of a pressing force results when a pivot axis of the at least one guide body is arranged such that a plane in which the pivot bearing axis and a workpiece axis parallel thereto in the receiving area when the workpiece is arranged extend at least the partial surface of the at least one guide body about halfway through.
  • the guide bodies can be transferred from the rest position into the working position, accompanied by the assembly of the receiving area with a workpiece, by means of the workpiece surface to be machined.
  • This has the advantage that a conceivable in principle conceivable, but more complex drive for transferring the guide body from the rest position to the working position is unnecessary.
  • the workpiece surface to be machined can be used to press this against the finishing belt, so that this in turn presses against the partial surfaces of the guide body, so that they are spent alone by a force applied by the workpiece actuating force from the rest position to the working position, if necessary contrary the effect of a Kraftbeetzschungs liked described above.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that at least a part of the guide surface in the radial direction is resiliently deformable, so that a particularly gentle machining of a workpiece surface is made possible.
  • the elastic compliance can, for example, be realized in that the partial surfaces of the guide surface are formed of an elastically deformable material, in particular of an elastomer.
  • At least one of the guide body is mounted elastically yielding in the radial direction. This makes it possible to at least slightly adjust the spatial position of a bearing axis of a guide body, so that a particularly gentle and highly accurate machining of a workpiece surface is made possible.
  • the invention further relates to the use of a finishing device described above for finish machining a rotationally symmetrical workpiece surface, which is in particular cylindrical or spherical.
  • the invention relates to the use of a finishing device described above for finishing machining a circumferentially only segmentally rotationally symmetrical workpiece surface.
  • FIG. 1 An embodiment of a finishing device is in FIG. 1 generally designated by the reference numeral 10.
  • the finishing device 10 comprises a pressing device 12 with at least one first arm 14 and optionally with one second arm 16.
  • the arms 14 and 16 are pivotally mounted so that they can be delivered towards a workpiece 18 having a central workpiece axis 20 (as in FIG FIG. 1 shown).
  • the workpiece 18 is, for example, a crankshaft whose central bearing or stroke bearing is to be machined finishend.
  • the workpiece surfaces to be machined can be designed as a full seat with a workpiece surface that is completely cylindrical in the circumferential direction or as a partial seat with a workpiece surface that is cylindrical in the circumferential direction only.
  • the finishing device 10 further comprises a finishing belt 22, which in FIG. 1 dash-dotted lines is shown.
  • the finishing tape 22 is provided by a finishing tape supply 24, fed to the workpiece 18 in an approximately radial direction, and brought into contact with a workpiece surface 28 of the workpiece 18 to be processed in the region of a finishing tape insertion end 26.
  • the finishing belt 22 is guided, starting from the finish belt insertion end 26, between a guide device 30 shown in dashed lines and the workpiece surface 28 as far as a finishing belt performer 32. In the area of the finishing belt runner 32, the finishing belt 22 is led away from the workpiece surface 28 approximately radially outwards from the workpiece 18.
  • the finishing belt 22 is guided by means of deflection rollers 34 and 36 and tensioned by means of a tensioning device 38.
  • the tensioning device 38 has a clamping element 40 which acts on the finishing belt 22 and simultaneously serves as a deflecting element.
  • the Clamping device 38 is fixedly connected to the first arm 14.
  • the guide device 30 is fixed to the first arm 14, in particular by means of a screw 42nd
  • finishing machining of the workpiece it is rotationally driven about the workpiece axis 20 by means of a drive device (not shown).
  • the finishing belt 22 can be fixed, or it is moved to increase the cutting speed during machining of the workpiece surface 28 in a feed direction 44.
  • the arm 14 By means of the arm 14, a directed in the direction of the workpiece 18 pressing force is generated with which the guide means 30 presses on the finishing belt 22 and the finishing belt 22 on the workpiece surface 28.
  • the guide means 30 comprises a guide body holder 46, which is connectable to the first arm 14, for example using the in FIG. 1 shown screws 42 and / or using in FIG. 2 illustrated screws 48.
  • the guide body holder 46 is substantially C-shaped, for example, and includes a rear plate 50 from which two beams 52 and 54 protrude.
  • the carrier 52 and 54 serve to receive further, described below components.
  • pulleys 56 and 58, respectively, are fastened using one holder 60 each.
  • the guide body holder 46 serves to specify pivot axes 62 and 64.
  • the pivot axes 62 and 64 are in particular parallel to each other. They define the bearing axles for a respective guide body 66 or 68 pivotable about the pivot axes 62, 64.
  • the guide bodies 66 and 68 each have a partial surface 70 or 72 of a guide surface 74 which extends between the finish belt insertion end 26 and the finish belt executor 32 extends.
  • the partial surfaces 70 and 72 adjoin one another and are movable independently of one another.
  • the bearing bolts can be connected, for example, in a rotationally fixed manner to the carrier 52 of the guide body holder 46.
  • a particularly low-friction bearing of the guide body results when used for the storage of the guide body 66 or 68 bearings, such as ball bearings 78th
  • the guide device 30 further comprises a force acting on the overall reference numeral 80 Kraftbeetzschungs issued.
  • the force-applying device comprises at least one spring 82, which acts on the guide body 66 or 68 with a bias voltage. This allows the guide body 66 and 68 are held in a rest position.
  • two springs 82 and 84 are provided, which are stationary with respect to the guide body holder 46 and articulated, for example, to a linkage 86.
  • the articulation 86 facing away from the ends of the springs 82 and 84 are each connected to one of the guide body 66 and 68, respectively.
  • the force application device 80 generates a clamping force which causes the partial surfaces 70 and 72 to move toward one another, resulting in a first circumferential angle 88 enclosed by the partial surfaces 70 and 72. This is preferably at most about 180 °, in particular at most 180 °.
  • FIG. 4 a further embodiment of a guide device 30 is shown.
  • the sliding bearings 90 and 92 each comprise a bearing pin 94, 96 which is rotatably connected to the guide body holder 46 and on which in each case a corresponding bearing surface of the guide body 66 and 68 slides, so that the guide body 66 and 68 about the pivot axes 62, 64 pivotally are.
  • the bearing pins 94, 96 may be guided in elastic bushings, which allow a radial mobility of the pivot axes 62, 64.
  • the structure and operation of the guide device 30 is according to FIGS. 2 and 3 identical to the structure and operation of the guide device 30 according to FIG. 4 , The following description therefore applies to both embodiments.
  • the guide surface 74 formed by the partial surfaces 70 and 72 defines a receiving region 98 (see FIG FIG. 2 ), in which the workpiece 18 (see FIG. 4 ) can be arranged.
  • the arrangement of the pivot axes 62 and 64 is selected so that an (imaginary) plane 100 or 102 in which each extend one of the pivot axes 62 and 64 and this at least approximately parallel workpiece axis 20, the sub-surfaces 70 and 72 cut through at least approximately half ,
  • FIG. 4 the lower guide body 68 is shown in its rest position.
  • the guide body 68 is inclined with its partial surface 72 in such a way that the receiving region 98 is enlarged and the introduction of a workpiece 18 into the receiving region 98 is facilitated.
  • the workpiece surface 28 comes into contact with the in the sake of clarity in the Figures 2 and 4 not shown finishing belt 22, whereby this in turn comes into contact with the partial surfaces 70 and 72 of the guide body 66 and 68, respectively.
  • the guide body 66 and 68 are pivoted from its rest position to its working position.
  • This job position will be in FIG. 4 illustrated by the upper guide body 66.
  • the partial surfaces 70 and 72 wrap around the workpiece 18 with a second circumferential angle 104 which is larger than the first circumferential angle 88 (cf. FIG. 3 ).
  • the second circumferential angle 104 is in particular greater than 180 °.
  • the workpiece surface 28 of the workpiece 18 is processed.
  • the workpiece surface 28 may be completely rotationally symmetrical or only rotationally symmetric in segments and in an in FIG. 4 Dashed line indicated section 106 deviate from a rotationally symmetrical shape.
  • not completely rotationally symmetrical workpiece 18 allows the pivotal mounting of the guide body 66 and 68, that the guide body 66, 68 perform about the pivot axes 62, 64 oscillating movement, wherein the guide body 66, 68 alternately by the action of a rotationally symmetrical sections Workpiece surface portion and by the action of the force application device 80 are pivoted back and forth.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Finishvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE 38 13 484 A1 ist eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung der Hubzapfen von Kurbelwellen bekannt, mit einer Halbschale zur Führung eines Honbandes, welches an einem Führungskörper geführt ist. Der Führungskörper weist einen rückwärtigen Trägerabschnitt auf, der einstückig und federelastisch mit zwei in Umfangsrichtung voneinander getrennten, segmentförmigen Abschnitte verbunden ist.
  • Die aus der DE 38 13 484 A1 bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass, bedingt durch die federelastische Verbindung der segmentförmigen Abschnitte mit dem Trägerabschnitt, die segmentförmigen Abschnitte sich nur über einen relativ kleinen Umfangswinkel erstrecken. Die tatsächlich für eine drückende Anlage des Honbands auf das zu bearbeitende Werkstück zur Verfügung stehende Führungsfläche ist relativ klein, sodass eine vergleichsweise geringe Materialabtragsleistung erreicht wird.
  • Aus der DE 196 02 974 ist eine Maschine für die Feinschleifbearbeitung einer zylindrischen Lagerfläche an einer Welle mit Hilfe eines Schleifbandes bekannt, welche drei zueinander winkelversetzte Schleifschuhe aufweist. Zwei Schleifschuhe sind ortsfest angeordnet; ein dritter Schleifschuh ist an einem bewegbaren Schleifschuharm angeordnet. Der Schleifschuharm kann so verschwenkt werden, dass eine Schleifstation zur Beschickung bzw. Entleerung zugänglich gemacht wird.
  • Auch aus der US 5,522,762 ist eine Bandschleifmaschine mit drei zueinander winkelversetztem Schleifschuhen bekannt.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Finishvorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Einführung eines zu bearbeitenden Werkstücks in den Aufnahmebereich vereinfacht wird.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Finishvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Führungseinrichtung ermöglicht eine voneinander unabhängige Bewegung der Führungskörper. Hierdurch können die jeweiligen Teilflächen der Führungsfläche besonders großflächig ausgebildet werden. Gleichzeitig können die großflächig ausgebildeten Teilflächen entlang ihres Verlaufs gesehen mit gleichmäßig verteilten Andruckkräften auf das Finishband wirken, sodass das Finishband entlang seines Verlaufs um die zu bearbeitende Werkstückoberfläche gleichmäßiger gegen die Werkstückoberfläche gedrückt wird. Insgesamt wird somit eine Erhöhung des wirksamen Flächenanteils des Finishbands bei gleichzeitig erhöhtem Anpressdruck erreicht, sodass die Materialabtragsleistung erhöht werden kann.
  • Es ist vorgesehen, dass die Führungskörper zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar sind, wobei sich die Führungsfläche in der Ruhestellung der Führungskörper zwischen dem Finishband-Einführende und dem Finishband-Ausführende über einen ersten Umfangswinkel erstreckt, welcher eine Einführung eines zu bearbeitenden Werkstücks in den Aufnahmebereich und eine Ausführung eines bearbeitenden Werkstücks aus dem Aufnahmebereich erlaubt, und wobei sich die Führungsfläche in der Arbeitsstellung der Führungskörper zur Bearbeitung eines Werkstücks über einen relativ zu dem ersten Umfangswinkel größeren zweiten Umfangswinkel erstreckt. Durch den ersten, kleineren Umfangswinkel ist gewährleistet, dass das Werkstück einfacher in den Aufnahmebereich einführbar und aus diesem heraus ausführbar ist. Der zweite, größere Umfangswinkel ermöglicht eine Vergrößerung der wirksamen Finishbandfläche, wodurch eine besonders hohe Materialabtragsleistung erzielt wird.
  • Ferner ist eine Kraftbeaufschlagungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Führungskörper in ihrer Ruhestellung haltbar sind. Dies hat den Vorteil, dass - ohne Einwirken eines Werkstücks - die Führungskörper in ihrer Ruhestellung gehalten sind, welcher mit dem ersten, also kleineren Umfangswinkel, einhergeht. Hierdurch wird die Einführung eines zu bearbeitenden Werkstücks in den Aufnahmebereich wesentlich vereinfacht.
  • Eine besonders gute Handhabbarkeit der Finishvorrichtung ergibt sich, wenn der erste Umfangswinkel kleiner oder gleich 180° ist, so dass ein zu bearbeitendes Werkstück hinterschnittfrei in den Aufnahmebereich einführbar und aus diesem heraus ausführbar ist.
  • Besondere Vorteile ergeben sich ferner, wenn der zweite Umfangswinkel größer als 180° ist. Insbesondere beträgt der zweite Umfangswinkel mehr als ungefähr 200°. Hierdurch kann eine besonders große Führungsfläche mit einem hohen Umschlingungswinkel (gleich zweiter Umfangswinkel) bereitgestellt werden, der mit einer besonders hohen Materialabtragsleistung einhergeht. Wenn gleichzeitig der erste Umfangswinkel kleiner oder gleich 180° ist, können Werkstücke - trotz des hohen Umschlingungswinkels während der Bearbeitung - hinterschnittfrei in den Aufnahmebereich eingeführt werden.
  • Mit einem Umschlingungswinkel von größer als 180° können höchste Rundheitsanforderungen erfüllt werden. Darüber hinaus ist es möglich, nicht nur rotationssymmetrische, beispielsweise zylindrische, Werkstückoberflächen zu bearbeiten, sondern auch Werkstückoberflächen, welche in Umfangsrichtung gesehen nur segmentweise rotationssymmetrisch sind. Solche Werkstückoberflächen können beispielsweise an Ausgleichswellenlagern vorgesehen sein, welche entlang ihres Umfangs gesehen einen teilzylindrischen Abschnitt und einen ebenen Abschnitt aufweisen. Solche Werkstückoberflächen können (im Unterschied zu einem Vollsitz) auch als Halbsitz oder Teilsitz bezeichnet werden. Durch eine Umschlingung einer solchen Werkstückoberfläche mit einem zweiten Umfangswinkel von größer als 180° wird ein unerwünschtes Auswandern und/oder Verkanten einer solchen Werkstückoberfläche mit Teilen der Führungseinrichtung verhindert.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind genau zwei voneinander separate Führungskörper vorgesehen. Diese weisen zueinander benachbarte, jedoch nicht miteinander verbundene Teilflächen auf, welche sich beispielsweise jeweils über einen Umfangswinkel von größer als 90° erstrecken.
  • Ein besonders einfacher Aufbau der Führungseinrichtung ergibt sich, wenn mindestens einer der Führungskörper bewegbar an einem Führungskörperhalter gelagert ist, insbesondere, wenn sämtliche Führungskörper der Führungsvorrichtung bewegbar an dem Führungskörperhalter gelagert sind.
  • Eine für die Bearbeitung eines zumindest abschnittsweise rotationssymmetrischen Werkstücks besonders gut geeignete Geometrie ergibt sich, wenn mindestens einer der Führungskörper, vorzugsweise sämtliche Führungskörper der Führungseinrichtung, schwenkbar an dem Führungskörperhalter gelagert ist oder sind. Hierbei sind die Schwenkachsen vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Werkstückachse eines in dem Aufnahmebereich aufgenommenen Werkstücks orientiert.
  • Eine besonders gleichmäßige Verteilung einer Andrückkraft ergibt sich, wenn eine Schwenkachse des mindestens einen Führungskörpers derart angeordnet ist, dass eine Ebene, in welcher sich die Schwenklagerachse und eine bei Anordnung eines Werkstücks in dem Aufnahmebereich hierzu parallele Werkstückachse erstrecken, die Teilfläche des mindestens einen Führungskörpers zumindest ungefähr hälftig durchschneidet.
  • Bevorzugt ist es ferner, wenn die Führungskörper mit der Bestückung des Aufnahmebereichs mit einem Werkstück einhergehend mittels der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung überführbar sind. Dies hat den Vorteil, dass ein im Prinzip denkbarer, jedoch aufwändigerer Antrieb zur Überführung der Führungskörper aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung entbehrlich ist. Somit kann die zu bearbeitende Werkstückoberfläche genutzt werden, um diese gegen das Finishband zu drücken, so dass dieses wiederum gegen die Teilflächen der Führungskörper drückt, so dass diese allein durch eine von dem Werkstück aufgebrachte Betätigungskraft aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung verbracht werden, gegebenenfalls entgegen der Wirkung einer vorstehend beschriebenen Kraftbeaufschlagungseinrichtung.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein Teil der Führungsfläche in radialer Richtung elastisch nachgiebig verformbar ist, so dass eine besonders schonende Bearbeitung einer Werkstückoberfläche ermöglicht wird. Die elastische Nachgiebigkeit kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Teilflächen der Führungsfläche aus einem elastisch verformbaren Material, insbesondere aus einem Elastomer, gebildet sind.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens eine der Führungskörper in radialer Richtung elastisch nachgiebig gelagert ist. Dies ermöglicht es, die Raumlage einer Lagerachse eines Führungskörpers zumindest geringfügig anpassen zu können, so dass eine besonders schonende und hochgenaue Bearbeitung einer Werkstückoberfläche ermöglicht wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer vorstehend beschriebenen Finishvorrichtung zur finishenden Bearbeitung einer rotationssymmetrischen Werkstückoberfläche, welche insbesondere zylindrisch oder sphärisch ausgebildet ist.
  • Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer vorstehend beschriebenen Finishvorrichtung zur finishenden Bearbeitung einer in Umfangsrichtung gesehen nur segmentweise rotationssymmetrischen Werkstückoberfläche.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1
    eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Finishvorrichtung mit einer schematisch dargestellten Führungseinrichtung;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht der Führungseinrichtung gemäß Figur 1;
    Figur 3
    eine Draufsicht der Führungseinrichtung gemäß Figuren 1 und 2 längs einer in Figur 2 mit III-III markierten Schnittlinie; und
    Figur 4
    eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Führungseinrichtung.
  • Eine Ausführungsform einer Finishvorrichtung ist in Figur 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Finishvorrichtung 10 umfasst eine Andrückeinrichtung 12 mit mindestens einem ersten Arm 14 und optional mit einem zweiten Arm 16. Die Arme 14 und 16 sind schwenkbar gelagert, sodass sie in Richtung auf ein Werkstück 18, welches eine zentrale Werkstückachse 20 aufweist, zugestellt werden können (wie in Figur 1 dargestellt).
  • Bei dem Werkstück 18 handelt es sich beispielsweise um eine Kurbelwelle, deren Mittellager oder Hublager finishend bearbeitet werden sollen. Die zu bearbeitenden Werkstückoberflächen können als Vollsitz mit in Umfangsrichtung vollständig zylindrischer Werkstückoberfläche ausgebildet sein oder als Teilsitz mit in Umfangsrichtung nur segmentweise zylindrischer Werkstückoberfläche.
  • Die Finishvorrichtung 10 umfasst ferner ein Finishband 22, welches in Figur 1 strichpunktiert dargestellt ist. Das Finishband 22 wird von einem Finishbandvorrat 24 bereitgestellt, in ungefähr radialer Richtung auf das Werkstück 18 zugeführt und im Bereich eines Finishband-Einführendes 26 mit einer zu bearbeitenden Werkstückoberfläche 28 des Werkstücks 18 in Kontakt gebracht. Das Finishband 22 ist ausgehend von dem Finishband-Einführende 26 zwischen einer gestrichelt dargestellten Führungseinrichtung 30 und der Werkstückoberfläche 28 bis hin zu einem Finishband-Ausführende 32 geführt. Im Bereich des Finishband-Ausführendes 32 wird das Finishband 22 von der Werkstückoberfläche 28 nach in etwa radial außen von dem Werkstück 18 weggeführt.
  • In seinem weiteren Verlauf ist das Finishband 22 mittels Umlenkrollen 34 und 36 geführt und mit Hilfe einer Spanneinrichtung 38 gespannt. Die Spanneinrichtung 38 weist ein auf das Finishband 22 wirkendes Spannelement 40 auf, welches gleichzeitig als Umlenkelement dient. Die Spanneinrichtung 38 ist fest mit dem ersten Arm 14 verbunden.
  • Die Führungseinrichtung 30 ist an dem ersten Arm 14 fixiert, insbesondere mittels einer Verschraubung 42.
  • Während der finishenden Bearbeitung des Werkstücks 18 wird dieses mittels einer (nicht dargestellten) Antriebseinrichtung um die Werkstückachse 20 rotatorisch angetrieben. Hierbei kann das Finishband 22 feststehen, oder es wird zur Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit während der Bearbeitung der Werkstückoberfläche 28 in einer Vorschubrichtung 44 bewegt. Mittels des Arms 14 wird eine in Richtung auf das Werkstück 18 gerichtete Andrückkraft erzeugt, mit der die Führungseinrichtung 30 auf das Finishband 22 und das Finishband 22 auf die Werkstückoberfläche 28 drückt.
  • Der Aufbau der Führungseinrichtung 30 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 3 beschrieben.
  • Die Führungseinrichtung 30 umfasst einen Führungskörperhalter 46, welcher mit dem ersten Arm 14 verbindbar ist, beispielsweise unter Verwendung der in Figur 1 dargestellten Schrauben 42 und/oder unter Verwendung von in Figur 2 dargestellten Schrauben 48.
  • Der Führungskörperhalter 46 ist beispielsweise im Wesentlichen C-förmig und umfasst eine rückwärtige Platte 50, von welcher zwei Träger 52 und 54 abragen. Die Träger 52 und 54 dienen zur Aufnahme weiterer, im Folgenden beschriebener Bauteile. An den Trägern 52 und 54 sind jeweils Umlenkrollen 56 beziehungsweise 58 unter Verwendung jeweils eines Halters 60 befestigt. Darüber hinaus dient der Führungskörperhalter 46 zur Vorgabe von Schwenkachsen 62 und 64. Die Schwenkachsen 62 und 64 sind insbesondere parallel zueinander. Sie definieren die Lagerachsen für jeweils einen um die Schwenkachsen 62, 64 schwenkbaren Führungskörper 66 beziehungsweise 68. Die Führungskörper 66 beziehungsweise 68 weisen jeweils eine Teilfläche 70 beziehungsweise 72 einer Führungsfläche 74 auf, welche sich zwischen dem Finishband-Einführende 26 und dem Finishband-Ausführende 32 erstreckt. Die Teilflächen 70 und 72 grenzen aneinander an und sind voneinander unabhängig bewegbar.
  • Zur Lagerung der Führungskörper 66 beziehungsweise 68 an dem Führungskörperhalter 46 können sich koaxial mit den Schwenkachsen 62 beziehungsweise 64 erstreckende Lagerbolzen 76 vorgesehen sein (vergleiche Figur 3). Die Lagerbolzen können beispielsweise drehfest mit dem Träger 52 des Führungskörperhalters 46 verbunden sein. Eine besonders reibungsarme Lagerung der Führungskörper ergibt sich, wenn zur Lagerung der Führungskörper 66 beziehungsweise 68 Wälzlager verwendet werden, beispielsweise Kugellager 78.
  • Die Führungseinrichtung 30 umfasst ferner eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 80 bezeichnete Kraftbeaufschlagungseinrichtung. Die Kraftbeaufschlagungseinrichtung umfasst im einfachsten Fall mindestens eine Feder 82, welche den Führungskörper 66 beziehungsweise 68 mit einer Vorspannung beaufschlagt. Hierdurch können die Führungskörper 66 beziehungsweise 68 in einer Ruhestellung gehalten werden. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Federn 82 und 84 vorgesehen, welche bezüglich des Führungskörperhalters 46 ortsfest und beispielsweise an einer Anlenkung 86 angelenkt sind.
  • Die der Anlenkung 86 abgewandten Enden der Federn 82 und 84 sind jeweils mit einem der Führungskörper 66 beziehungsweise 68 verbunden. Die Kraftbeaufschlagungseinrichtung 80 erzeugt eine Spannkraft, welche bewirkt, dass die Teilflächen 70 und 72 aufeinander zu bewegt werden, sodass sich ein von den Teilflächen 70 und 72 umschlossener erster Umfangswinkel 88 ergibt. Dieser beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 180°, insbesondere höchstens 180°.
  • In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Führungseinrichtung 30 dargestellt. Diese weist ein zu der vorstehend unter Bezugnahme auf Figuren 2 und 3 beschriebenen Führungseinrichtung 30 ähnlichen Aufbau auf. Sie unterscheidet sich lediglich hinsichtlich der Ausgestaltung der Lagerung der Führungskörper 66 und 68, welche mittels Gleitlagern 90 beziehungsweise 92 an dem Führungskörperhalter 46 gelagert sind. Beispielsweise umfassen die Gleitlager 90 beziehungsweise 92 jeweils einen Lagerbolzen 94, 96, welcher drehfest mit dem Führungskörperhalter 46 verbunden ist und auf welchen jeweils eine entsprechende Lagerfläche der Führungskörper 66 beziehungsweise 68 gleitet, so dass die Führungskörper 66 beziehungsweise 68 um die Schwenkachsen 62, 64 schwenkbar sind. Optional können die Lagerbolzen 94, 96 in elastischen Lagerbuchsen geführt sein, welche eine radiale Bewegbarkeit der Schwenkachsen 62, 64 ermöglichen.
  • Im Übrigen ist der Aufbau und die Funktionsweise der Führungseinrichtung 30 gemäß Figuren 2 und 3 identisch zu dem Aufbau und der Funktionsweise der Führungseinrichtung 30 gemäß Figur 4. Die folgende Beschreibung gilt daher für beide Ausführungsformen.
  • Die durch die Teilflächen 70 und 72 gebildete Führungsfläche 74 umgrenzt einen Aufnahmebereich 98 (vergleiche Figur 2), in welchem das Werkstück 18 (vergleiche Figur 4) anordenbar ist. Die Anordnung der Schwenkachsen 62 und 64 ist so gewählt, dass eine (gedachte) Ebene 100 beziehungsweise 102, in welcher sich jeweils eine der Schwenkachsen 62 beziehungsweise 64 und die hierzu zumindest ungefähr parallele Werkstückachse 20 erstrecken, die Teilflächen 70 und 72 zumindest ungefähr hälftig durchschneiden.
  • In Figur 4 ist der untere Führungskörper 68 in seiner Ruhestellung dargestellt. Hierbei ist der Führungskörper 68 mit seiner Teilfläche 72 so geneigt, dass der Aufnahmebereich 98 vergrößert und die Einführung eines Werkstücks 18 in den Aufnahmebereich 98 erleichtert wird. Durch Einführung des Werkstücks 18 in den Aufnahmebereich 98 gelangt die Werkstückoberfläche 28 in Kontakt mit dem aus Übersichtsgründen in den Figuren 2 und 4 nicht dargestellten Finishband 22, wodurch dieses wiederum in Kontakt mit den Teilflächen 70 beziehungsweise 72 der Führungskörper 66 beziehungsweise 68 gelangt. Hierdurch werden die Führungskörper 66 beziehungsweise 68 aus ihrer Ruhestellung in ihre Arbeitsstellung verschwenkt. Diese Arbeitsstellung wird in Figur 4 anhand des oberen Führungskörpers 66 veranschaulicht. In dieser Arbeitsstellung umschlingen die Teilflächen 70 und 72 das Werkstück 18 mit einem gegenüber dem ersten Umfangswinkel 88 vergrößerten zweiten Umfangswinkel 104 (vergleiche Figur 3).
  • Der zweite Umfangswinkel 104 ist insbesondere größer als 180°.
  • In der Arbeitsstellung der Führungskörper 66 und 68 wird die Werkstückoberfläche 28 des Werkstücks 18 bearbeitet. Die Werkstückoberfläche 28 kann vollständig rotationssymmetrisch ausgebildet sein oder nur segmentweise rotationssymmetrisch sein und in einem in Figur 4 gestrichelt angedeuteten Abschnitt 106 von einer rotationssymmetrischen Form abweichen. Bei der Bearbeitung eines solchen, nicht vollständig rotationssymmetrischen Werkstücks 18 ermöglicht es die Schwenklagerung der Führungskörper 66 und 68, dass die Führungskörper 66, 68 eine um die Schwenkachsen 62, 64 pendelnde Bewegung ausführen, wobei die Führungskörper 66, 68 abwechselnd durch Wirkung eines abschnittsweise rotationssymmetrischen Werkstückoberflächenabschnitts und durch Wirkung der Kraftbeaufschlagungseinrichtung 80 hin- und hergeschwenkt werden.

Claims (12)

  1. Finishvorrichtung (10) zur finishenden Bearbeitung von Werkstückoberflächen (28), mit einer Führungseinrichtung (30) zur Führung eines Finishbands (22), welche eine einen Aufnahmebereich (98) für ein Werkstück (18) begrenzende, schalenförmige Führungsfläche (74) mit mindestens zwei voneinander separaten Teilflächen (70, 72) aufweist, wobei das Finishband (22) entlang der Führungsfläche (74) zwischen einem Finishband-Einführende (26) und einem Finishband-Ausführende (32) führbar oder geführt ist, wobei die Führungseinrichtung (30) mindestens zwei voneinander separate und miteinander nicht einstückige Führungskörper (66, 68) umfasst, welche jeweils eine Teilfläche (70, 72) der Führungsfläche (74) bereitstellen und relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskörper (66, 68) zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar sind, wobei sich die Führungsfläche (74) in der Ruhestellung der Führungskörper (66,68) zwischen dem Finishband-Einführende (26) und dem Finishband-Ausführende (32) über einen ersten Umfangswinkel (88) erstreckt, welcher eine Einführung eines zu bearbeitenden Werkstücks (18) in den Aufnahmebereich (98) und eine Ausführung eines bearbeiteten Werkstücks (18) aus dem Aufnahmebereich (98) erlaubt, und wobei sich die Führungsfläche (74) in der Arbeitsstellung der Führungskörper (66, 68) zur Bearbeitung eines Werkstücks (18) über einen relativ zu dem ersten Umfangswinkel (88) größeren zweiten Umfangswinkel (104) erstreckt, und dass eine Kraftbeaufschlagungseinrichtung (80) vorgesehen ist, mittels welcher die Führungskörper (66, 68) ohne Einwitchen der Werkstücks in ihrer Ruhestellung haltbar sind.
  2. Finishvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umfangswinkel (88) kleiner oder gleich 180° ist.
  3. Finishvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umfangswinkel (104) größer als 180° ist.
  4. Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei voneinander separate Führungskörper (66, 68) vorgesehen sind.
  5. Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Führungskörper (66, 68) bewegbar an einem Führungskörperhalter (46) gelagert ist.
  6. Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Führungskörper (66, 68) schwenkbar an dem Führungskörperhalter (46) gelagert ist.
  7. Finishvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenklagerachse (62, 64) des mindestens einen Führungskörpers (66, 68) derart angeordnet ist, dass eine Ebene (100, 102), in welcher sich die Schwenklagerachse (62, 64) und eine bei Anordnung eines Werkstücks (18) in dem Aufnahmebereich (98) hierzu parallele Werkstückachse (20) erstrecken, die Teilfläche (70, 72) des mindestens einen Führungskörpers (66, 68) zumindest ungefähr hälftig durchschneidet.
  8. Finishvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskörper (66, 68) mit der Bestückung des Aufnahmebereichs (98) mit einem Werkstück (18) einhergehend mittels der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche (28) aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung überführbar sind.
  9. Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Führungsfläche (74) in radialer Richtung elastisch nachgiebig verformbar ist.
  10. Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Führungskörper (66, 68) in radialer Richtung elastisch nachgiebig gelagert ist.
  11. Verwendung einer Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche zur finishenden Bearbeitung einer rotationssymmetrischen Werkstückoberfläche (28).
  12. Verwendung einer Finishvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 10 zur finishenden Bearbeitung einer in Umfangsrichtung gesehen nur segmentweise rotationssymmetrischen Werkstückoberfläche (28).
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