JP2015208849A - 液体冷却剤噴射ノズルを有する研磨機 - Google Patents

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Abstract

【課題】専用のノズル又は複雑なアクチュエータの使用を必要とすることなく研磨機の研磨ホイールの周囲部分を効率的に冷却するように構成された新たな研磨機により、複雑であり且つ高価でもある問題を解決すること。【解決手段】軸受リングのためのこの研磨機(2)は、フレームと、第1回転軸周りで回転運動可能な回転研磨ホイール(6)と、研磨ホイールの周囲部分(10)上に液体冷却剤を噴射(A2)するように構成されたノズル(150)と、を含む。ノズル(150)が、第1回転軸(X6)と垂直な第2軸(Y154)に沿って並進移動可能な第1スライド(152)に取り付けられ、第2軸に沿うスライドの位置が、研磨機の移動可能部分(170)に接続された機械的リンク装置(152,172,190,202,204)によって制御され、移動可能部分の位置は、研磨ホイール(6)の外径(D6)に依存している。【選択図】図3

Description

本発明は、軸受リングを研磨するために使用することができ且つ特に研磨ホイールの周囲部分に液体冷却剤を噴射するためのノズルを含む研磨機に関する。
軸受製造の分野では、例えば特許文献1から、軸周りで回転運動可能である回転研磨ホイールが設けられた研磨機を使用することが公知である。この種類の機械では、研磨ホイールと、加工される軸受リングと、の間の接触領域は、軸受リングの過熱を回避するため且つ研磨工程を容易にするために冷却される必要があることが公知である。従って、研磨ホイールと軸受リングとの間の接触範囲に水などを流すためにノズルを使用することが公知である。ノズルの配置は、研磨ホイールの直径が、その寿命中に通常約610mmから約480mmまで変化することを考慮しなければならない。こうした状況では、空気圧式もしくは液圧式シリンダ又は電気モータのような外部アクチュエータにより、研磨ホイールの直径に応じて研磨機の液体冷却剤噴射ノズルを移動させることが公知である。このようなアクチュエータは、専用の電力供給装置及びいくつかの制御手段を必要とする。これは、むしろ複雑であり且つ高価である一方で、研磨機の信頼性は、このような装置によって減少させられる可能性がある。別のアプローチによれば、研磨機上で加工されるワークピースの各タイプに対して、すなわち軸受リングの各タイプに対して専用となる噴射ノズルを使用することが考えられる。このような専用のノズルは、研磨機上で加工される軸受リングのタイプを変更するたびに変更されなければならない。これは、複雑であり、また高価でもある。
国際公開第2008/080240号パンフレット
本発明は、専用のノズル又は複雑なアクチュエータの使用を必要とすることなく研磨機の研磨ホイールの周囲部分を効率的に冷却するように構成された新たな研磨機により、これらの問題を解決することを目的とする。
このために、本発明は、軸受リングのための研磨機であって、フレームと、第1回転軸周りで回転運動可能な回転研磨ホイールと、研磨ホイールの周囲部分上に液体冷却剤を噴射するように構成されたノズルと、を含む研磨機に関する。本発明によれば、ノズルが、第1回転軸と垂直な第2軸に沿って並進移動可能な第1スライドに取り付けられ、第2軸に沿うスライドの位置が、研磨機の移動可能部分に接続された機械的リンク装置によって制御され、移動可能部分の位置は、研磨ホイールの外径に依存している。
本発明により、機械的リンク装置は、研磨ホイールの実際の外径に応じてガイドレールに沿ってスライドの位置を調節する。これは、ジャッキ又は電気モータのような外部アクチュエータ、外部センサ及び制御手段を使用する必要なく研磨ホイールの実際の外径を考慮することを可能にする。
有利であるが必須ではない本発明のさらなる態様によれば、研磨機は、任意の許容可能な形態で得られる以下の特徴の1つ以上を含んでもよい:
− 研磨機の移動可能部分が、研磨ホイールの外径に応じて、第1回転軸と垂直な軸に沿って並進移動する、
− 移動可能部分が、研磨ホイールの周囲部分を成形するためのツールと一体的に並進する研磨機のドレッシングスライドである、
− 機械的リンク装置が、第1回転軸と平行な第2回転軸周りで回転運動可能なレバーを含み、レバーが、第1スライド上で関節式結合された第1アームと、研磨機の移動可能部分によって並進駆動される部材上で関節式結合された第2アームと、を含んでいる、
− 部材が、研磨機の移動可能部分と接触する端部を有するロッドであり、ロッドが、移動可能部分によって駆動されるときに並進移動可能である、
− 第2回転軸と、第1アームと第1スライドとの間の関節式結合ポイントと、の間で第2回転軸に対して径方向に測定された第1距離が、第2回転軸と、第2アームと被駆動部材との間の関節式結合ポイントと、の間で第2回転軸に対して径方向に測定された第2距離と等しい、
− 第1アームと第1スライドとの間の関節式結合が、第1ピンであって、スライドに又は第1アームに取り付けられ、且つ第1アーム内又はスライド内に設けられた第1収容孔内に係合される、第1ピンを介して生じ、第2アームと被駆動部材との間の関節式結合が、第2ピンであって、被駆動部材に又は第2アームに取り付けられ、且つ第2アーム内又はスライド内に設けられた第2収容孔内に係合される、第2ピンを介して生じ、第1ピン及び第2ピンが、第1回転軸と平行な軸にそれぞれ沿って延在している、
− 第1ピン及び第2ピンが、第1スライド及び被駆動部材にそれぞれ取り付けられ、第1収容孔及び第2収容孔が、第2回転軸に対して径方向に延在する長手方向を有する、第1アーム及び第2アーム内にそれぞれ設けられた長円形のスロットである、
− 研磨機が、研磨ホイールから離れるようにノズルを押すための弾性手段を含む、
− 弾性手段が、ロッドのカラーと、フレームに対して固定された部分と、の間で、ロッド周りに取り付けられたバネを含む、
− ノズルと第1スライドとの間の機械的接続部が、ノズルに供給するために液体冷却剤が流れるチューブを含み、スライドが、冷却剤注入チューブに接続される、
− 第1スライドが、冷却剤注入チューブの接続のためにチューブを付属品に接続する内部チャネルを含む。
本発明は、本発明の目的を限定することのない、添付の図面と対応し且つ説明に役立つ実例として与えられる以下の説明に基づいてよりよく理解されるであろう。
新たな研磨ホイールを使用する本発明による研磨機の正面図である。 図1の細部IIに対応する斜視図である。 別の方向での、図1及び図2の機械の部分的な斜視図である。 図1の細部IVに対応する詳細図である。 若干大きなスケールでの、図4に表された機械の一部の中心の背面切断図である。 研磨ホイールがほとんど磨滅したときの図4と同様の詳細図である。 機械が図6の形態にあるときの図5と同様の背面切断図である。
図1から図7に表される研磨機2は、フレーム4と、第1回転軸X6周りで回転する回転研磨ホイール6と、を含んでいる。電気モータ8が、軸X6周りでホイール6を回転駆動するために使用される。符号D6は、研磨ホイール6の外径を示す。
研磨ホイール6及びモータ8は、図1において二重の矢印A9によって示されるように軸X6と垂直な2つの両方向においてフレーム4に対して移動可能である補助フレーム9によって支持されている。軸X6は、補助フレーム9に対して固定されている。
研磨ホイール6の外周面10は、必要とされるときにナール12によって成形され、且つさらに表されていない軸受の内側リング500の外面を研磨するために使用される。また、時に“ディアマントローラ”と称されるナール12は、補助フレーム9によって支持されている。図示される実施例では、外面10は、それが凹形溝を有するリング500の径方向外面502を研磨するために使用されるように、中央突起を有している。
研磨機2には、各リング500が研磨工程中に研磨ホイール6に対して適切な位置に継続的に保持される作業ステーション又は領域14が設けられている。
作業ステーション14は、それぞれ付属品20,22がそれぞれ設けられた2つの支持シュー16及び18を含む。付属品20は、磁気クランプ24の径方向外面に対して当接するように構成される一方で、付属品22は、2つの部分から形成され、且つリング500の外周面502に対して当接するように構成されている。各支持シュー16及び18は、それぞれスライダ26,28に取り付けられる。別のスライダ30が、リング500の離脱を回避するために使用される。
図1、図2、図4及び図6に示されるようにリング500が作業ステーション14に装填されるときに、各リング500は、軸X6と平行又は実質的に平行な磁気クランプ24の中心軸X24を中心とされる。この形態では、リング500の中心孔504が空とされ、且つ表面10及び502の間の摩擦に起因してリング500が軸X6周りの研磨ホイール6の回転運動によって軸X24周りに回転駆動される。図4では、矢印R6は、研磨ホイール6の回転を表し、矢印R500は、リング500の回転を表す。
2つのタイプの装置が、作業ステーション14にリング500を供給するため且つリングが加工されたときにこの作業ステーションからリングを排除させるために使用される。この説明では、いまだ加工されていないリングは、“未仕上げのリング(black ring)”と称される一方で、研磨ホイール6によって加工されたリングは、“研磨されたリング”と称される。
6自由度を有する多軸ロボット100が、搬送手段に属する。多軸ロボット100は、そのベース102によって研磨機2のフレーム4に取り付けられ、且つ多関節アーム104を含み、多関節アーム104の自由端は、ロボット100の適切なプログラミングを介して異なるタイプのリング500を握持又は把持するように構成されているクランプ106を備えている。
移動アーム200も搬送手段に属する。この移動アーム200は、フレーム4に対して固定され且つ軸X6と平行な軸X200周りで回転可能である。軸X200と反対の移動アームの自由端204の近くにおいて、移動アーム200には、作業ステーション14から離れるように移動させられるリング500を把持するための手段が設けられている。
研磨機2は、入口シュート300を含み、入口シュート300では、未仕上げのリング500が矢印A300の方向に重力によって移動する。簡略化するために、1つのリング500のみが、図2において入口シュート300内に表される。入口シュート300は、必要とされるときに入口シュート300内にあるリング500をピックアップすることができるロボット100に近い。
他方で、研磨機2は、出口シュート310も含み、出口シュート310では、研磨されたリング500が順々に放出される。出口シュート310では、研磨されたリング500が、矢印A310の方向に重力によって移動する。出口シュート310におけるアーム200に向かって方向づけられた側において、出口シュート310は、解放器312を備え、解放器312には、移動アーム200の把持手段を収容するのに十分なサイズのノッチ314が設けられるが、解放器312は、このノッチの2つの側縁部の間で測定された横寸法が、リング500の外径よりも小さい。
図1から図5の形態では、新たな研磨ホイール6が使用され、その直径D6は約610mmである。
ノズル150が、表面10及び502の接触部分において、すなわち研磨ホイール6と、作業ステーション14内に配置された軸受リング500と、の間の接触範囲において、所定の量の液体冷却剤、例えば水を噴射するために使用される。
研磨ホイール6が、図1から図5に示されるようなその最大直径を有する場合、ノズル150は、要素6及び150の間の接触を回避するのに十分大きい、軸X6からの所定距離になければならない。他方で、研磨ホイール6が図6及び図7に示されるようにほとんど磨滅されている場合、ノズル150は、リング500の表面502とのその相互作用領域を効率的に冷却するために、外面10に十分近くなければならない。
軸X6とノズル150との間の径方向距離を調節するために、このノズルは、軸Y154に沿って移動可能であるスライド152と接続され、軸Y154は、軸X6と垂直であり、且つ2つの支持プレート156及び158から形成された支持構造体に取り付けられたガイドレール154によって規定される。これら2つの支持プレートは、研磨ホイール6を支持する補助フレーム7とともに移動する。
他方で、ナール12は、ブラケット162、支持プレート164及びスペーサ166を含む支持構造体によって支持されている。この支持構造体は、軸X6と垂直な軸Y170に沿って移動することができる、支持プレート158に取り付けられたドレッシングスライド170からぶら下がっている。ナール12が、外面10を成形するために使用されるときに研磨ホイール6の外面10に対して当接するので、軸Y170に沿うドレッシングスライドの位置は、研磨ホイール6の直径D6に応じて自動的に調節される。
他方で、ロッド172が、プレート156上で固定された平行六面体のハウジング174内でスライドするように取り付けられている。ロッド172の一端部176には、ネジ178が設けられ、ネジ178のヘッド180は、ドレッシングスライド170の前面182に対して当接し、この前面182は、軸Y170と垂直である。バネ184が、ロッド172の周りに取り付けられ、且つハウジング174と、端部176に堅固に取り付けられたワッシャ186と、の間で圧縮される。この構成により、直径D6の値の減少に対応する、図1及び図2における左側へのドレッシングスライド170の移動は、前面182がヘッド180を押すので、ハウジング174内でスライドするロッド172に伝達される。他方で、ドレッシングスライド170が図1及び図2の右に移動させられる場合、特に磨滅した研磨ホイール6を新たなものと交換するときに、バネ184は、ワッシャ186及びロッド172を前面182に向かって押す。言い換えると、バネ184は、ヘッド180と前面182との間の恒久的な接触を保証する。
レバー190が、軸X60と平行な軸X190周りに支持プレート156上で関節式結合される。このレバーは、軸X190に対して2つの径方向に沿って延在する2つのアーム192及び194から形成される。
第1長手スロット196が、第1アーム192内に設けられ、第2長手スロット198が、第2アーム194内に設けられる。各スロットは、それが機械加工されるアームの長手方向と平行なその長手方向を有し、すなわち軸X190に対して径方向である。
スライド152に取り付けられたピン202が、第1スロット196内で係合する。従って、第1アーム192は、ピン202の長手軸X202周りに第1スライド152上で関節式結合される。
他方で、ピン204が、ロッド172と、ハウジング174の両側に形成され且つ軸Y170と平行な2つの長手スロット174A及び174Bと、を横断する。また、ピン204は、第2スロット198内に係合され、このため、第2アーム194は、軸X6とも平行であるピン204の中心軸X204周りにロッド172上で関節式結合される。
符号d1は、軸X190及びX202の間で軸X190に対して径方向に測定された距離を示す。他方で、符号d2は、軸X190及びX204の間で軸X190に対して径方向に測定された距離を示す。距離d1及びd2は等しい。従って、レバー190が軸X190周りで回転する場合、軸Y154に沿うピン202の軸方向の移動は、軸Y170に沿うピン204の軸方向の移動と同じ大きさを有する。
図3からよりはっきりと見ることができるように、中空チューブ210がスライド152をノズル150に接続する。このチューブ210は、スライド152に対して片持梁方式でノズル150を支持する。これは、中空チューブ210を介して約3バールの圧力を受けてノズル150に水を供給することを可能にする。スライド152におけるノズル150の反対側では、スライド152には、冷却剤注入チューブ214の接続のために付属品212が設けられ、冷却剤注入チューブ214では、図3において矢印A1によって示されるように圧力を受けて水が循環する。スライド152の内部の表されていないチャネルが、付属品212をチューブ210に接続する。チューブ214及び210並びにスライド152の内部チャネル内の水の流量は、矢印A2によって示されるようにノズル150から流出する水が約80m/sの速度を有するように、選択可能である。この速度は、研磨ホイール6の寸法に関係なく一定である。これは、要素6及び150の間の直接的な接触が行われないので、ノズル150の排出オリフィスが修正されないためである。
研磨機2上に新たな研磨ホイール6を装填すると、ナール12は、作業ステーション14から離れるように移動させられなければならず、このことは、図4において矢印A3の方向へのドレッシングスライド170の並進移動を導く。従って、ドレッシングスライド170は、ハウジング174から離れるように移動する。この移動は、ワッシャ186がハウジング174から離れるようにバネ184によって押されることを導き、このことは、レバー190を図3及び図5の形態に導き、図3及び図5の形態では、ピン204は、ドレッシングスライド170に向かって方向づけられたスロット174Bの第1端部174B1に近く、スライド152は、軸X6から比較的離れた所定位置に押される。
研磨機2の使用中に、研磨ホイール6は、ナール12を介して定期的に再成形されなければならず、このことは、研磨ホイール6の直径の減少を導く。従って、ナール12は、軸X6により近く移動し、このことは、軸Y170に沿う矢印A4の方向へのドレッシングスライド170の並進移動を導く。この並進移動は、ロッド172がハウジング174内で押されることと、ピン204がスロット174Bの第1端部174B1から離れるように移動することと、を導く。軸Y170に沿うピン204のこの軸方向の移動は、図5において矢印R1の方向での軸X190周りのレバー190の回転運動を導く。レバー190のこの回転運動中に、ピン202及び204は、スロット196及び198内で軸X190に向かって且つその後逆に移動する。リング6がほとんど完全に磨滅された場合、リングは、図6及び図7の形態に達し、図6及び図7の形態では、軸X204が、ドレッシングスライド170から離れるスロット174Bの第2端部174B2に近く、且つスライド152が、軸Y154に沿って軸X6により近く移動させられる。
従って、ドレッシングスライド170とノズル150との間の要素152,172,190,202及び204によって形成される機械的連結により、特に、レバー190の使用により、ノズル150の位置は、研磨ホイール6の外径D6に応じて自動的に調節される。研磨機は、ノズル150を移動させるためにいかなる外部アクチュエータも必要とせず、ノズル150のリセット時間及びプリセット時間は、機械2が新たな研磨ホイール6を装填するときにナール12が軸X6から離れる所定位置に移動させられる範囲までノズルが自動的に正確に位置決めされるので、キャンセルされる。
バネ184の弾性作用は、ドレッシングスライド170に向かう方向においてワッシャ186に作用し、このことは、図1から図5の形態に向かってレバー190を移動させ且つノズル150を研磨ホイール6から離して維持するよう意図される。
本発明の表されていない実施形態によれば、レバー190、スライド152及びロッド174の間の関節式結合機構は、逆にされてもよい。ピンは、レバー上に設けられ、対応するスロットは、要素152及び174上に設けられてもよい。
2 研磨機、4 フレーム、6 研磨ホイール、10 周囲部分、12 ツール、150 ノズル、152 第1スライド、170 ドレッシングスライド、172 ロッド、174 部分、176 端部、184 弾性手段、186 カラー、190 レバー、192 第1アーム、194 第2アーム、196 第1収容孔、198 第2収容孔、202 第1ピン、204 第2ピン、210 チューブ、212 付属品、214 冷却剤注入チューブ、500 軸受リング、A2 噴射、A3,A4 並進移動、d1 第1距離、d2 第2距離、D6 外径、X6 第1回転軸、X190 第2回転軸、X202 関節式結合ポイント、X204 関節式結合ポイント、Y154 第2軸、Y170 軸

Claims (12)

  1. − 軸受リング(500)のための研磨機(2)であって、
    − フレーム(4)と、
    − 第1回転軸(X6)周りで回転運動可能な回転研磨ホイール(6)と、
    − 前記研磨ホイールの周囲部分(10)上に液体冷却剤を噴射(A2)するように構成されたノズル(150)と、
    を含み、
    前記ノズル(150)が、前記第1回転軸(X6)と垂直な第2軸(Y154)に沿って並進移動可能な第1スライド(152)に取り付けられ、前記第2軸に沿う前記スライドの位置が、前記研磨機の移動可能部分(170)に接続された機械的リンク装置(152,172,190,202,204)によって制御され、前記移動可能部分の位置(A3,A4)が、前記研磨ホイール(6)の外径(D6)に依存していることを特徴とする研磨機。
  2. − 前記研磨機の前記移動可能部分(170)が、前記研磨ホイールの外径(D6)に応じて、前記第1回転軸(X6)と垂直な軸(Y170)に沿って並進移動(A3,A4)することを特徴とする請求項1に記載の研磨機。
  3. − 前記移動可能部分が、前記研磨ホイール(6)の前記周囲部分(10)を成形するためのツール(12)と一体的に並進する前記研磨機のドレッシングスライド(170)であることを特徴とする請求項1又は2に記載の研磨機。
  4. − 前記機械的リンク装置が、前記第1回転軸(X6)と平行な第2回転軸(X190)周りで回転運動可能なレバー(190)を含み、前記レバーが、前記第1スライド(152)上で関節式結合された第1アーム(192)と、前記研磨機の前記移動可能部分(170)によって並進駆動される部材(172)上で関節式結合された第2アーム(194)と、を含んでいることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の研磨機。
  5. − 前記部材が、前記研磨機の前記移動可能部分(170)と接触する端部(176)を有するロッド(172)であり、前記ロッドが、前記移動可能部分によって駆動されるときに並進移動可能であることを特徴とする請求項4に記載の研磨機。
  6. − 前記第2回転軸と、前記第1アーム(192)と前記第1スライド(152)との間の関節式結合ポイント(X202)と、の間で前記第2回転軸(X190)に対して径方向に測定された第1距離(d1)が、前記第2回転軸と、前記第2アーム(194)と前記被駆動部材(172)との間の関節式結合ポイント(X204)と、の間で前記第2回転軸に対して径方向に測定された第2距離(d2)と等しいことを特徴とする請求項4又は5に記載の研磨機。
  7. − 前記第1アーム(192)と前記第1スライド(152)との間の関節式結合が、第1ピン(202)であって、前記スライドに又は前記第1アームに取り付けられ、且つ前記第1アーム内又は前記スライド内に設けられた第1収容孔(196)内に係合される、第1ピン(202)を介して生じ、
    − 前記第2アーム(194)と前記被駆動部材(172)との間の関節式結合が、第2ピン(204)であって、前記被駆動部材に又は前記第2アームに取り付けられ、且つ前記第2アーム内又は前記スライド内に設けられた第2収容孔(198)内に係合される、第2ピン(204)を介して生じ、
    − 前記第1ピン(202)及び前記第2ピン(204)が、前記第1回転軸(X6)と平行な軸(X202,X204)にそれぞれ沿って延在していることを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の研磨機。
  8. − 前記第1ピン(202)及び前記第2ピン(204)が、前記第1スライド(152)及び前記被駆動部材(172)にそれぞれ取り付けられ、前記第1収容孔及び前記第2収容孔が、前記第2回転軸(X190)に対して径方向に延在する長手方向を有する、前記第1アーム(192)及び前記第2アーム(194)内にそれぞれ設けられた長円形のスロット(196,198)であることを特徴とする請求項7に記載の研磨機。
  9. − 前記研磨ホイール(X6)から離れるように前記ノズル(150)を押すための弾性手段(184)を含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の研磨機。
  10. − 前記弾性手段が、前記ロッドのカラー(186)と、前記フレーム(6)に対して固定された部分(174)と、の間で、前記ロッド(172)周りに取り付けられたバネ(184)を含むことを特徴とする請求項5又は9に記載の研磨機。
  11. − 前記ノズル(150)と前記第1スライド(152)との間の機械的接続部が、前記ノズルに供給するために前記液体冷却剤が流れるチューブ(210)を含み、前記スライドが、冷却剤注入チューブ(214)に接続されることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の研磨機。
  12. − 前記第1スライド(152)が、前記冷却剤注入チューブ(214)の接続のために前記チューブ(210)を付属品(212)に接続する外部チャネルを含むことを特徴とする請求項11に記載の研磨機。
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