JP2018524190A - 膨張チャンバを有する押付けシュー - Google Patents

Abstract

本発明は、押付けシュー（１）内に複数の膨張要素（５）が形成されている、仕上げ加工中に回転するワークピース部分（４）の半径方向の周面（３）に仕上げベルトを直接的に押し付けるための押付け面（２）を有する押付けシュー（１）において、前記複数の膨張要素（５）が、それぞれ個々に及び互いに依存せずに半径方向に押付け面（２）の変形下でワークピース部分（４）の周面（３）の方向に膨張可能であり、これにより、仕上げ加工時に、ワークピース部分の周面（３）の形状が、押付け面（２）にわたって分配された膨張要素（５）の異なる膨張によって適切に影響可能であること、を特徴とする押付けシュー（１）に関する。

Description

本発明は、押付けシュー内に特に流体を充填可能な複数の膨張要素が形成されている、仕上げ加工中に回転するワークピース部分の半径方向の周面に仕上げベルトを直接的に押し付けるための押付け面を有する押付けシューに関する。

前記した特徴を有する押付けシューは、欧州特許出願公開第０ ８０２ ０１７号明細書から公知であり、押付けシューは、ワークピース部分のカラー面の間に位置する周面を加工するために設けられている。押付けシューとワークピースの間に位置する仕上げベルトが、押付けシューとワークピースの間の軸方向の相対運動中に、いつでも周面と横のカラー面の間のＲ付けされた移行部に当接するために、膨張要素と解釈すべき２つの膨張チャンバが、押付けシューの移行部領域に提案されている。両膨張チャンバは、共通のラインを介して仕上げ加工中に流体の作用を受ける。流体は、仕上げ加工中に、押付けシューとワークピースの間の被駆動の軸方向の相対運動に基づいて２つの膨張チャンバの間を行きつ戻りつ流れるので、膨張チャンバは、振動するように膨張する。これにより、仕上げベルトがいつでも周面とカラー面の間の移行領域内でカラー面に当接することが保証される。この場合、カラー面及びカラー面と周面の間の移行領域の形状への適切な影響は、意図していない。

仕上げ加工時に、加工すべきワークピース部分の半径方向の周面の形状が、適切に特にクラウン及び／又は真円度を顧慮して影響を受け得るとの要望がある。

別の押付けシューは、国際公開第２００８／１１３９２５号パンフレットから公知であり、膨張要素は、シリンダによって構成され、これらシリンダによって、それぞれのシリンダ内に存在するピストンを介してそれぞれ１つの押付け要素が適切に周面の方向に圧力の作用を受け得る。シリンダピストンユニットが、周方向に相前後して配置されているので、このような押付けシューによって、ワークピースの周面の真円度の適切な発生又は除去が可能である。

西独国特許第１９６ ５０ １５５号明細書から、シェルとして形成された押付装置が旋回可能に支承されている押付け装置が公知である。シェルは、測定された直径に依存してピストンによって旋回させることができ、これにより、シェルは、仕上げベルトを、シェルの旋回軸の一方の側で旋回軸とは反対の側でよりも強くワークピースに押し付けるので、ワークピース表面のテーパが、適切に影響を受ける。

欧州特許出願公開第０ ８０２ ０１７号明細書 国際公開第２００８／１１３９２５号パンフレット 西独国特許第１９６ ５０ １５５号明細書

従って、本発明の課題は、従来技術に関して述べた問題を少なくとも部分的に解決し、特に選択的な押付けシュー及び加工すべきワークピース部分の半径方向の周面の形状に適切に影響を与え得る仕上げ加工装置を運転するための方法を提供することであり、特に、周面の異なるプロフィル形状を、ちょうど１つの押付けシューによって達成し得ることが望ましい。

この課題は、独立請求項の特徴を有する押付けシュー及び方法によって解決される。押付けシュー及び方法の有利な発展形は、従属請求項及び明細書に記載されており、有利な発展形の特徴は、技術的に有効な法式で任意に互いに組合せ可能である。

課題は、特に、複数の膨張要素が、それぞれ個々に及び互いに依存せずに半径方向に押付け面の変形下でワークピース部分の周面の方向に膨張可能であり、これにより、仕上げ加工時に、ワークピース部分の周面の形状が、押付け面にわたって分配された膨張要素の異なる膨張よって適切に影響可能であること、を特徴とする、冒頭で述べた特徴を有する押付けシューによって解決される。

即ち、膨張要素が軸方向に個々に変形し得るように、膨張要素に、互いに依存せずにエネルギーを供給し得ることが、企図されている。膨張要素は、特に機械的に、電機機械的に、熱的に、油圧的に及び他の適当な法式で半径方向に膨張させることができる。膨張により、押付け面が変形される。

特に、各膨張要素は、膨張チャンバによって構成され、この膨張チャンバは、それぞれ個々に押付けシュー外へ通じるラインに接続され、それぞれ流体の圧力作用下で半径方向に押付け面の辺経過でワークピース部分の周面の方向に膨張可能である。以下では、確かに、膨張要素が、流体によって膨張可能な膨張チャンバに関して詳細に説明するが、教示を膨張チャンバに限定することを意図するものではない。従って、以下に示した利点及び効果は、流体によって膨張可能な膨張チャンバによって構成されているのではない、違ったやり方で形成された半径方向に膨張可能な膨張要素に対しても同様に当て嵌まる。

即ち、特に、互いに依存せずに膨張可能な複数の膨張チャンバを設け、これら膨張チャンバによって、一部材的にまとまりのある押付け面のプロフィルを、半径方向の変形によって変更し得ることが、企図されている。従って、仕上げベルトを半径方向の周面に押し付ける押付けシューの押付け面の形状を、少なくとも局所的に変更し得ることが達成でき、これは、周面に作用する仕上げベルトの圧力が局所的に影響可能であることに帰結する。従って、押付け面にわたる圧力の分散を適切に設定することが可能であり、これにより、加工すべきワークピース部分の仕上げ加工によって達成可能な形状が影響可能である。

押付けシューは、特に仕上げ加工装置で使用され、この仕上げ加工装置は、押付けシュー以外に、加工すべきワークピース用の回転駆動装置、ワークピースと押付けシューの間のワークピース縦方向の振動するような相対運動を発生させるための振動駆動装置、及び、押付けシューの押付け面と半径方向の周面の間の仕上げベルトを有する。従って、押付けシューは、ワークピースの回転運動中に軸方向に振動するように仕上げベルトをワークピースの周面に押し付けることができる。仕上げ加工装置は、特に本発明による方法を実行するための制御ユニットも有する。

押付けシューの押付け面は、特に、加工中に半径方向内側に向かって加工すべきワークピース部分の方向に向いている平らに完全に形成された部分リングの形態の面である。部分リング面は、実質的に、加工すべきワークピース部分の半径に一致する半径を備える。この半径からの（局所的な）偏差は、膨張チャンバの圧力作用によって達成することができる。

即ち、膨張チャンバは、特に、圧力作用時に押付けシューの押付け面がそれぞれの膨張チャンバの領域内で半径方向に変形されるように、押付けシュー内を形成されている。圧力なしの静止位置から、膨張チャンバは、流体の作用下で半径方向に少なくとも２μｍ、好ましくは少なくとも５μｍだけ膨張し、膨張チャンバの最大の膨張もしくは押付け面の変形は、半径方向に多くても５０μｍ、好ましくは多くても３０μｍである。

複数の、特に少なくとも２つの、好ましくは少なくとも５つの膨張チャンバが、それぞれ、押付けシュー外へ通じたラインと接続されている場合、膨張チャンバは、互いに依存せずに特に異なる圧力の作用を受けることができるので、膨張チャンバは、異なる強さで半径方向に膨張し、これにより、押付け面は、局所的に異なる強さで変形される。

加工すべきワークピース部分のクラウン又はテーパに適切に影響を与え得るために、複数の膨張チャンバが、互いに平行に押付けシューの押付け面に沿って周方向に延在すること、が企図され得る。好ましくは少なくとも５つの軸方向に相並んで配置された膨張チャンバが設けられ、これら膨張チャンバは、それぞれ同じ長さにわたって周方向に互いに平行に延在する。押付け面は、特にそれぞれの膨張チャンバに沿って均等に変形される。即ち、押付けシューは、膨張させた膨張チャンバの領域内に、膨張前と同じ又は膨張前より小さい半径を備える。

ワークピース部分の真円度に適切に影響を与え得るために、複数の膨張チャンバが、互いに平行に押付けシューの押付け面に沿って軸方向に延在すること、が企図され得る。好ましくは少なくとも７つの膨張チャンバが、周方向に相並んで配置され、同じ長さにわたって押付け面に沿って延在する。

課題は、また、
・押付けシューによってワークピース部分の加工すべき半径方向の周面に仕上げベルトを押し付けるステップと、
・複数の膨張要素の少なくとも１つを膨張させ、これにより、膨張要素が押付け面を半径方向に変形させるステップと、
を少なくとも有すること、を特徴とする本発明による押付けシューを有する、特に上述した機械要素を有する仕上げ加工装置を運転するための方法によって解決される。

以下に示した方法の効果及び利点は、適切に、圧力作用を受けた流体によって半径方向に膨張されない膨張要素にも当て嵌まる。

特に、作用時に、流体の圧力及び／又は容積が検出されるので、半径方向の膨張チャンバの膨張の大きさを推し量ることができる。この関係で、特に、半径方向の膨張の大きさを設定し、膨張チャンバ内の圧力及び／又は膨張チャンバ内の容積を調整することによってそれぞれの膨張チャンバの所定の半径方向の膨張を設定する制御ユニットが形成されていること、が企図され得る。

流体は、特に液体又は気体である。

好ましくは、全ての膨張チャンバが、互いに依存せずに流体の作用を受けるので、膨張チャンバは、異なる強さで半径方向に膨張する。特に、膨張チャンバは、外側に位置する膨張チャンバが最大の半径方向の膨張を受け、内側に位置する膨張チャンバが最小の半径方向の膨張を受けるように、流体の作用を受ける。

この関係で、少なくとも１つの膨張チャンバの膨張が、仕上げ加工中に一定に保持されること、が好ましい。特に、膨張チャンバが周方向に互いに平行に延在し、これにより、加工すべきワークピース部分のクラウン又はテーパが、膨張チャンバの膨張によって設定される場合、これは、特に好ましい。特に、膨張チャンバ内の流体の圧力及び／又は容積が所望の値に一致するかどうかを監視することができ、違いがある時には再調整することができる。

特に、隣接する膨張チャンバの膨張が異なっていること、が企図されているので、異なる膨張によって、加工すべきワークピース部分の周面の仕上げ加工によって達成すべき形状が設定される。

特に、膨張チャンバが、加工すべきワークピース部分の真円度に影響を与えるために軸方向に延在する場合は、各膨張チャンバの膨張が、それぞれ仕上げ加工中に変更されること、が企図され得る。この場合、所望の真円度に形状を設定するために、特に、各膨張チャンバの膨張が、ワークピース部分の回転位置に依存して変更されること、が企図されている。この場合、膨張チャンバの膨張は、１つの所定の周箇所を１つの膨張チャンバに当接させる時、この膨張チャンバの半径方向の膨張は常に最小であるが、これに対して位置をずらした１つの周箇所を複数の膨張チャンバに当接させる時は、これら膨張チャンバは、それぞれ最大に膨張させられているように調整される。この場合、膨張チャンバの膨張は、少し除去すべき周箇所がそれぞれ小さい圧力だけをそれぞれの膨張チャンバによって作用され、大きく除去すべき周箇所が、それぞれ大きい圧力をそれぞれの膨張チャンバによって作用されるように行なわれる。加工中に常に、仕上げベルトが、押付けシューの押付け面と加工すべきワークピース部分の周面との間に配置されていることがわかる。

特に、複数の膨張チャンバが周方向に延在する場合は、加工すべきワークピース部分のクラウン又はテーパに適切に影響を与えるために、各膨張チャンバの膨張が、押付けシューとワークピース部分の間の軸方向の相対位置に依存して変更されること、が企図され得る。従って、押付け面が、軸方向の相対運動でもクラウンに適合されることが達成される。

本発明並びに技術的環境を、以下で図により説明するが、図が本発明の好ましい実施形態を示すものであることを指摘する。

押付けシュー及びワークピース部分 押付けシューの縦断面図 押付けシューの膨張チャンバの横断面図 膨張チャンバの別の実施形態の横断面図 真円度を適切に発生させるための仕上げ加工中のワークピース部分 真円度を適切に発生させるための仕上げ加工中のワークピース部分 真円度を適切に発生させるための仕上げ加工中のワークピース部分 真円度を適切に発生させるための仕上げ加工中のワークピース部分

図１は、半径方向内側に向いた部分リング状に形成された押付け面２を有する押付けシュー１を示す。押付けシュー１内に、膨張要素が、示唆した膨張チャンバ５として形成されている。膨張チャンバ５は、軸方向８に相並んで配置され、周方向７に互いに平行である。

仕上げ加工中、示してない仕上げベルトが、押付け面２と示唆しただけのワークピース部分４の周面３との間に配置されている。仕上げ加工中、ワークピース部分４は、回転軸を中心として回転するが、ワークピース部分４と押付けシュー１は、軸方向８に互いにス体的に振動し、図示してない仕上げベルトは、押付けシュー１の押付け面２によって切除のためにワークピース部分４の半径方向の周面３に押し付けられる。

膨張チャンバ５の領域内の押付けシュー１の図２に図示した縦断面図から、各膨張チャンバ５が個々に押し付けシュー１外へ通じるライン６に接続され、これにより、膨張チャンバ５が互いに依存せずに流体の作用を受け得ることが明らかになる。膨張チャンバ５が流体の作用を受けると、膨張チャンバ５は、これに付設された押付け面５の部分と共に半径方向９に膨張する。膨張チャンバ５が、互いに依存せずに膨張可能であるので、押付け面２のプロフィルは、軸方向８に沿って設定可能であり、これにより、ワークピース部分４のクラウンは、適切に影響を受け得る。

図３には、２つの膨張チャンバ５の横断面図が図示され、左側の膨張チャンバ５だけが、流体の作用を受けているので、この膨張チャンバ５は、半径方向９に膨張している。

膨張チャンバ５の選択的な形成が、図４に図示されている。膨張チャンバ５は、その横断面が、折畳みベローズ式に形成されているので、半径方向９に大きい膨張が達成可能である。図４でも、左側の膨張チャンバ５だけが流体の作用を受けている。

選択的に、膨張チャンバ５が軸方向８に互いに平行に延在し、周方向７に相並んで配置されていることが企図され得る。膨張チャンバ５のこのような配置の場合、加工すべきワークピース部分４の周面３の真円度は、適切に影響を受け得る。

真円度のこのような適切な加工時の押付けシュー１の膨張チャンバ５によるワークピース部分４の周面３への力の作用が、図５〜８に図示されている。横断面図で、ワークピース部分４は、ここでは卵形である。

図５に図示した整向の場合は全ての膨張チャンバ５が最大に膨張しているが、個々の全ての膨張チャンバ５の膨張は、ワークピース部分４の回転時に所望の真円度に適合され、Ｆ_０は、Ｆ_１より大きく、Ｆ_１は、Ｆ_２より大きい。そして、図６には、膨張チャンバ５の膨張が、４５°の回転後で示され、図７には９０°の回転後で、図８には１３５°の回転後で示されている。

そして、例えば、４５°の回転時（図６）の右側の押付けシュー１の上の膨張チャンバ５の膨張は、最小であり、１３５°の回転角度（図８）に達するまで再び上昇する。

これに対して、左側の押付けシュー１の上の膨張チャンバ５の膨張は、まず０°〜９０°の回転時に最大であり、１３５°の回転角度に達するまで若干低下させられる。

本発明には、ワークピース部分４の周面３の形状が押付けシュー１による仕上げ加工によって適切に影響を受け得るとの利点と結びついている。

１ 押付けシュー
２ 押付け面
３ 周面
４ ワークピース部分
５ 膨張チャンバ
６ ライン
７ 周方向
８ 軸方向
９ 半径方向

Claims (11)

1. 押付けシュー（１）内に複数の膨張要素（５）が形成されている、仕上げ加工中に回転するワークピース部分（４）の半径方向の周面（３）に仕上げベルトを直接的に押し付けるための押付け面（２）を有する押付けシュー（１）において、
   前記複数の膨張要素（５）が、それぞれ個々に及び互いに依存せずに半径方向に押付け面（２）の変形下でワークピース部分（４）の周面（３）の方向に膨張可能であり、これにより、仕上げ加工時に、ワークピース部分の周面（３）の形状が、押付け面（２）にわたって分配された膨張要素（５）の異なる膨張によって適切に影響可能であること、を特徴とする押付けシュー（１）。
2. 前記複数の膨張要素（５）が、互いに平行に押付けシュー（１）の押付け面（２）に沿って周方向（７）に延在すること、を特徴とする請求項１に記載の押付けシュー（１）。
3. 前記複数の膨張要素（５）が、互いに平行に押付けシュー（１）の押付け面（２）に沿って軸方向（８）に延在すること、を特徴とする請求項１に記載の押付けシュー（１）。
4. 膨張要素（５）の膨張が、半径方向（９）に最大５０μｍであること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の押付けシュー（１）。
5. 各膨張要素が、１つの膨張チャンバ（５）によって構成され、この膨張チャンバが、それぞれ個々に、押付けシュー（１）外へ通じるライン（６）に接続され、それぞれ流体の圧力作用下で半径方向に押付け面（２）の変形下でワークピース部分（４）の周面（３）の方向に膨張可能であること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の押付けシュー（１）。
6. ・押付けシュー（１）によってワークピース部分（４）の加工すべき半径方向の周面（３）に仕上げベルトを押し付けるステップと、
   ・複数の膨張要素（５）の少なくとも１つを膨張させ、これにより、膨張要素（５）が押付け面（２）を半径方向に変形させるステップと、
   を少なくとも有すること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の押付けシュー（１）を有する仕上げ加工装置を運転するための方法。
7. 前記少なくとも１つの膨張要素（５）の膨張が、仕上げ加工中に一定に保持されること、を特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 隣接する膨張要素（５）の膨張が異なっていること、を特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
9. 各膨張要素（５）の膨張が、それぞれ仕上げ加工中に変更されること、を特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 各膨張要素（５）の膨張が、ワークピース部分（４）の回転位置に依存して変更されること、を特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 各膨張要素（５）の膨張が、押付けシュー（１）とワークピース部分（４）の間の軸方向の相対位置に依存して変更されること、を特徴とする請求項８又は９に記載の方法。

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