WO2015104372A1 - Andrückeinrichtung - Google Patents

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WO2015104372A1
WO2015104372A1 PCT/EP2015/050331 EP2015050331W WO2015104372A1 WO 2015104372 A1 WO2015104372 A1 WO 2015104372A1 EP 2015050331 W EP2015050331 W EP 2015050331W WO 2015104372 A1 WO2015104372 A1 WO 2015104372A1
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WO
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pressing
pressing device
belt
pressure
support
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PCT/EP2015/050331
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English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Hildebrandt
Original Assignee
Supfina Grieshaber Gmbh & Co. Kg
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    • 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
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/18—Accessories
    • B24B21/20—Accessories for controlling or adjusting the tracking or the tension of the grinding belt
    • 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 pressing device with a pressure belt for pressing finishing belt on circumferential surfaces of substantially cylindrical workpiece sections in a finish machining such that the finishing belt is pressed against a peripheral surface via an engagement angle with a pressure force.
  • a pressing device in which a pressing belt is fastened to two spaced-apart bearings of a carrier element, wherein the front side of the pressing belt is provided with a slip-locking means, which within the pressure angle slipping of the finishing tape against the pressure belt difficult.
  • the present invention has the object to provide a pressing device, which allows a high machining accuracy.
  • the support of the pressure belt according to the invention provides at least one additional degree of freedom for aligning the pressure belt and a finishing belt relative to a workpiece to be machined.
  • Such degrees of freedom cause a homogenization of the pressing forces, in particular with regard to a finish machining of workpieces with different diameters.
  • the pressure forces acting on the two support bearings can be made uniform.
  • the pressing device according to the invention thus makes it possible to even out pressing forces and to avoid excessive pressure forces. This ensures that high material removal rates are not at the expense of machining accuracy.
  • the pressure band is only supported on the support bearings and not secured in this area.
  • the pressure belt has free, unsupported belt sections on both sides of the support bearing.
  • a central band section is provided between the Abstützlagern. This is the band portion that presses the finish band against a peripheral surface of a workpiece to be finished by the pressure angle.
  • the free belt sections arranged on the outside relative to the central free belt section make it possible to fasten the pressing belt away from the supporting bearings, in particular to components provided separately from the supporting element.
  • the support bearings are in one embodiment of the invention substantially inelastic and made for example of a metallic material.
  • the support bearings are made of an elastically yielding material, in particular of an elastomer.
  • a support bearing can be formed, for example, by a pad that can be compressed in the pressing direction and / or by a roller that can be moved about a pivoting or rotating axis.
  • Vulkollan registered trademark of Bayer AG or its affiliates.
  • the material refers to a polyurethane elastomer of Bayer MaterialScience AG, 51368 Leverkusen, Germany. This material is offered in a harder, so-called “massive” and in a softer, so-called “cellular” design.
  • mass a polyurethane elastomer of Bayer MaterialScience AG, 51368 Leverkusen, Germany.
  • This material is offered in a harder, so-called “massive” and in a softer, so-called “cellular” design.
  • solid Vulkollan higher pressure forces can be generated, and there is a suitable for particularly high material removal rates, more stable support effect.
  • cellular Vulkollan results in a softer supporting effect, which is suitable for very high dimensional accuracy.
  • the support element is pivotable relative to the holder about the at least one pivot axis.
  • the holder may for example have a U-shaped limited receiving space for the arrangement of the support element. It is possible that partial surfaces of the U-shaped boundary of the receiving space at the same time as a guide for the movable relative to the holder support member are effective.
  • the holder is connected to a pressure arm or part of the Andschreibarms and if the Andschreibarm is pivotable about a Andschreibarmachse. In this way, a known pressing arm of a pressing device can be used.
  • the at least one pivot axis of the support element is, for example, a tilting axis, which, relative to a workpiece to be machined, extends in a direction parallel to the axis of rotation of the workpiece.
  • a tilting axis allows a particularly good balance of pressure forces when machining workpieces with different diameters.
  • a pendulum axis in addition or as an alternative to a tilting axis, it is possible for a pendulum axis to be provided at least as a pivot axis, which axis extends in a direction perpendicular to the axis of rotation of the workpiece relative to a workpiece to be machined. This makes it possible to even out pressing forces also over a width, measured parallel to the axis of rotation of the workpiece, of a peripheral surface of the workpiece to be finish-machined.
  • the support element has no pivot axis (ie pressing devices according to claim 1, with the exception of the feature that the support element has a pivot axis).
  • the back side of the finishing strip cooperates in the area of the pressure angle with the smooth pressure surface of the pressure belt, so that the forces acting on the circumferential surface of the workpiece by the finishing belt are equalized and allow a high-precision finish-end machining of the peripheral surface of the workpiece.
  • a potentially bad influence of a (locally irregular) roughened pressure surface on the accuracy of finish machining can be avoided.
  • the average roughness depth Rz of the pressing surface is a maximum of 3 micrometers, in particular a maximum of 1 micrometer.
  • a metallic pressure belt can be used, which is roughened exclusively in the area of the support bearings and / or provided with an additional covering, in particular of a cutting material (for example diamond).
  • the support bearings have roughened surfaces or friction coatings, which cooperate with a back side facing away from the finishing belt of the Andschreibbands and / or that the back of the Andschreibbands has roughened surfaces or friction coatings.
  • Figure 1 is a perspective view of an embodiment of a pressing device
  • Figure 2 is a side view of an embodiment of a finishing device with a pressing device of FIG. 1;
  • Figure 3 is a side view of another embodiment of a finishing device with a pressing device in a pressed onto a workpiece with a smaller diameter state;
  • FIG. 4 shows the finishing device according to FIG. 3, wherein the pressing device is pressed onto a workpiece with a larger diameter
  • Figure 5 is a perspective view of another embodiment of a pressing device
  • Figure 6 is a side view of a support bearing of the pressing device of FIG. 5;
  • Figure 7 is a perspective view of another embodiment of a pressing device
  • Figure 8 is a side view of a support bearing of another embodiment of a pressing device
  • Figure 9 is a perspective view of another embodiment of a pressing device.
  • FIG. 10 shows a longitudinal section of the pressing device according to FIG. 9;
  • Figure 11 is a perspective view of another embodiment of a finishing device with a pressing device.
  • Figure 12 is a perspective view of another embodiment of a finishing device with a pressing device.
  • FIG. 1 An embodiment of a pressing device is shown in FIG. 1 and denoted there by the reference numeral 10.
  • the pressing device 10 according to FIG. 1 is used for a finishing device according to FIG. 2, designated as a whole by the reference numeral 12.
  • the pressing device 10 comprises a holder 14 which is part of a pressing arm 16, which is mounted pivotably about a pressing arm axis 18.
  • the holder 14 comprises a main portion 20 with two of the main portion 20 protruding holding arms 22.
  • the main portion 20 and the holder arms 22 together form a U-shaped boundary of a receiving space 24 for the arrangement of a support member 26th
  • the support member 26 is connected by means of a pivot axis 28 with the holder 14 and pivotally mounted on this.
  • springs 30 are provided, which are arranged between the main portion 20 of the holder 14 and a back 32 of the support member 26.
  • the support element 26 has on its front side facing away from the holder 14 (without reference numeral) a recess 34, which serves for at least partially receiving a workpiece portion 36.
  • the workpiece portion 36 has a cylindrical peripheral surface 38 which, for example, is a main or connecting rod bearing of a crankshaft.
  • the peripheral surface 38 rotates about a workpiece rotation axis 40 during finish machining.
  • a rotational drive known per se and therefore not shown is provided.
  • This oscillation movement is indicated in Figure 1 with a double arrow 42; In this case, the workpiece with the workpiece section 36 is moved back and forth parallel to the rotation axis 40 of the workpiece section 36 relative to a finishing belt 44 (see FIG.
  • the finishing belt 44 is pressed against the peripheral surface 38 via an engagement angle 46 (see FIG.
  • the finishing tape 44 is not shown in Figure 1 for the sake of clarity.
  • a pressing belt 48 is used for pressing the Finsihbands 44 against the peripheral surface 38.
  • the pressure band 48 is a metal band which may be relatively thin, for example with a material thickness of between 0.2 mm and approximately 1.5 mm.
  • the pressure belt 48 has mutually remote ends, which are each secured to one of the support arms 22, for example by means of screw 50th
  • the support member 26 has two support bearings 52, which are arranged on both sides of the pressure angle 46 and in particular are formed as a dome-shaped elevations.
  • the support bearings 52 support the pressure belt 48 in the band direction locally limited support portions 54 from.
  • a free, unsupported pressing portion 56 of the Andrückbands is provided in the band direction between the support sections 54 .
  • non-supported band sections 58 are provided in the band direction outside the support sections 54 .
  • the pressure belt 48 is acted upon in the region of the support sections 54 by means of the support bearings 52 with first and second pressure forces, which point in a direction away from the base portion 20 of the holder 14 direction.
  • the finishing belt exerts a third pressure force on the pressure belt 48 which points in the direction of the base portion 20 of the holder 14 and is equal in magnitude to the sum of the first and second pressure forces.
  • the pivotable mounting of the support element 26 on the holder 14 about the pivot axis 28 has the advantage that movement of the pressure arm 16 about the Andschreibarmachse 18 (see Figure 2) is not transmitted directly to an identical movement of the Andschreibbands 48; Rather, a further degree of freedom about the pivot axis 28 is available, so that the support element 26 is pivotable about the pivot axis 28.
  • the support member 26 is shown in a corresponding, relative to the basic position shown in Figure 1 deflected position.
  • the above-described compensation possibility is explained below with reference to further embodiments of pressing devices 10 and finishing devices 12 with reference to further embodiments of pressing devices 10 and finishing devices 12 according to FIGS. 3 and 4.
  • the pressing devices 10 of the finishing device 12 according to FIGS. 3 and 4 are likewise suitable for processing differently sized workpiece sections 36; For example, for machining relatively small workpiece sections 36a (see Figure 3) and relatively large workpiece sections 36b (see Figure 4).
  • the holder 14 of the pressing devices 10 according to FIGS. 3 and 4 is provided separately from the pressing arm 16.
  • the holders 14 according to FIGS. 3 and 4 likewise comprise a base section 20 and retaining arms 22 for defining a receiving space 24 for the support element 26.
  • the holder 14 according to FIGS. 3 and 4 is fixedly connected to the tong arm 16 by means of an additional screw connection 60, in particular using the base section 20 of the holder 14.
  • FIGS. 5 to 8 which have a structure comparable to the pressing devices 10 described above with reference to FIGS. 1 to 4. Therefore, only the differences from the already described pressing devices 10 will be discussed below.
  • the pressing devices 10 according to FIGS. 5 to 8 have support bearings 52 which are elastically yielding.
  • arcuately curved support members 62 are used, which are immovably connected to the support member 26.
  • the support elements 62 are made of, for example, an elastomer, in particular Vulkollan.
  • the support elements 62 preferably extend over an angle which is greater than 90 ° and is for example 180 °.
  • substantially cylindrical pressure rollers 64 can also be used. These are preferably made of an elastomer, in particular Vulkollan.
  • the pressure rollers can be immovably held on the support element 26 (cf., for example, Fig. 7, where the pressure rollers 64 are pressed into receptacles 65).
  • the pressure rollers 64 may also be rotatably mounted on the support element 26 about a roller axis 66 (see FIG. 8).
  • the pressing belts 48 described above and below with reference to various pressing devices 10 and finishing devices 12 may be formed smooth on their front side facing the rear side of a finishing belt 44.
  • a pressing surface 66 of the pressing portion 56 of the Andschreibbands 48 is as smooth as friction surfaces 68 of the support portions 54 of Andschreibbands 48 at the level of the support bearings 52.
  • a static friction between the Andschreib constitutional 66 and the back of a finishing tape 44 is the same size as one Stiction between the friction surfaces 68 of Andschreibbands 48 and the back of the finishing tape 44th
  • the friction surfaces 68 are roughened at the level of the support bearings 52 or have a coating 70 with a rough surface, cf. FIGS. 6 and 8.
  • the pressing surfaces 66 of the pressing portion 56 are in particular smooth and free of roughening and / or coatings 70. However, it is also conceivable to roughen the pressing band 48 also in the area of the pressing surface 66 and / or to provide it with a coating 70.
  • the pressure belt 48 In addition or as an alternative to a previously described roughening of a pressure belt 48 on its front side in the region of the friction surfaces 68, it is also possible to provide the pressure belt 48 with a corresponding roughening or coating 70 on its rear side and / or the support bearings 52 itself. This then interacts with the rear side of the pressing belt 48 (see Figures 6 and 8, reference numeral 72).
  • the roughenings or coatings 72 may be disposed directly on the support element 26 forming body (for example on a support member 26 (of Figure 1), or, as shown in Figures 6 and 8, on support members 62 or support rollers 64, which in particular from a Elastomer material are made.
  • All of the above-described pressing devices 10 and finishing devices 12 have pivot axes 28 of the support element 26 which run parallel to the axis of rotation 40 of a workpiece section 36 to be machined. These pivot axes are tilting axes, which thus enable "tilting" of the support element 26.
  • the support member 26 also oscillating about a pendulum axis 74, wherein the pendulum axis 74 is perpendicular to a rotational axis 40 of the machined workpiece portion 36 (see Fig. 9 and 10).
  • the term "perpendicular" as used in this context does not imply that the axis of rotation 40 and pendulum axis 74 must intersect; said axes can also be spaced relative to each other in the region of a smallest distance.
  • the support arms 22 of the holder 14 When using a pendulum axis 74, it is for example possible to provide the support arms 22 of the holder 14 with bearing pins 76, which dip into pin receivers 78 of the support member 26. It is preferable that the facing inner surfaces 80 of the support arms 22 are effective as guide surfaces for outer surfaces 82 of the support member 26.
  • Andrückb in particular the options described below for attaching a Andschreibbands are also advantageous per se and can also be used in pressing devices whose support member has no pivot axis (ie pressing devices according to claim 1, with the exception of the feature that the support element having a pivot axis).
  • a pressure band 48 may, for example, be connected at one end to the support element 26 by means of a connection device 50, in particular screwed (cf., FIG. 11), and fastened at the other end by means of a connection device 84 on the tong arm 16 (in particular on its inner side pointing in the direction of the opposing tong arm 16) , preferably by means of a screw connection.
  • two pressing devices 10, each with its own pressing belt 48, are provided.
  • a pressing belt 48 which is connected, in particular screwed, to a free end, in particular using a connecting device 50, with a support element 26 of a first pressing device 10 (see FIG Connecting device 50 connected to the support member 26 of a second pressing device 10, in particular screwed, is.
  • a pressing belt 48 which is used simultaneously for two pressure devices 10, is preferably deflected at a deflection 86 arranged between the two pressure devices 10 about a deflection axis 88.

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)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Andrückeinrichtung (10) mit einem Andrückband (48) zum Andrücken von Finishband an Umfangsflächen (38) von im Wesentlichen zylindrischen Werkstückabschnitten (36) bei einer Finishbearbeitung derart, dass das Finishband über einen Eingriffswinkel (46) mit einer Andrückkraft an eine Umfangsfläche (38) angedrückt wird, wobei das Andrückband (48) an zwei beidseits des Eingriffswinkels (46) angeordneten Abstützlagern (52) eines mindestens eine Schwenkachse (28) aufweisenden Stützelements (26) abgestützt ist.

Description

Andrückeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Andrückeinrichtung mit einem Andrückband zum Andrücken von Finishband an Umfangsflächen von im Wesentlichen zylindrischen Werkstückabschnitten bei einer Finishbearbeitung derart, dass das Finishband über einen Eingriffswinkel mit einer Andrückkraft an eine Umfangsfläche angedrückt wird.
Aus der EP 2 212 058 B1 ist eine Andrückeinrichtung bekannt, bei welcher ein Andrückband an zwei mit Abstand zueinander angeordneten Lagern eines Trägerelementes befestigt ist, wobei die Vorderseite des Andrückbandes mit einem Verrutschsicherungsmittel versehen ist, das innerhalb des Eingriffswinkels ein Verrutschen des Finishbands gegenüber dem Andrückband erschwert.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Andrückeinrichtung bereitzustellen, welche eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer Andrückeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Andrückband an zwei beidseits des Eingriffswinkels angeordneten Abstützlagern eines mindestens eine Schwenkachse aufweisenden Stützelements abgestützt ist.
Die erfindungsgemäße Abstützung des Andrückbands schafft mindestens einen zusätzlichen Freiheitsgrad zur Ausrichtung des Andrückbands und eines Finishbands relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück. Solche Freiheitsgrade bewirken eine Vergleichmäßigung der Andrückkräfte insbesondere im Hinblick auf eine Finishbearbeitung von Werkstücken mit unterschiedlichen Druchmessern. Insbesondere können die an den beiden Abstützlagern wirksamen Andrückkräfte vergleichmäßigt werden. Die erfindungsgemäße Andrückeinrichtung ermöglicht also eine Vergleichmäßigung von Andrückkräften und eine Vermeidung von überhöhten Andrückkräften. Hierdurch ist gewährleistet, dass hohe Materialabtragsraten nicht zu Lasten der Bearbeitungsgenauigkeit gehen.
Vorzugsweise ist das Andrückband an den Abstützlagern lediglich abgestützt und in diesem Bereich nicht befestigt. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, wenn das Andrückband in dessen Bandrichtung gesehen beidseits der Abstützlager freie, nicht abgestützte Bandabschnitte aufweist. Hierbei ist ein zentraler Bandabschnitt zwischen den Abstützlagern vorgesehen. Dies ist der Bandabschnitt, der über den Eingriffswinkel das Finishband gegen eine Umfangsfläche eines finishend zu bearbeitenden Werkstücks drückt. Die bezogen auf den zentralen freien Bandabschnitt außen angeordneten, freien Bandabschnitte ermöglichen es, das Andrückband von den Abstützlagern entfernt angeordnet befestigen zu können, insbesondere an separat von dem Stützelement bereitgestellten Bauteilen.
Die Abstützlager sind bei einer Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen unelastisch und beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Abstützlager aus einem elastisch nachgiebigen Material hergestellt, insbesondere aus einem Elastomer. Ein solches Abstützlager kann beispielsweise durch ein in Andrückrichtung komprimierbares Polster und/oder durch eine um eine Schwenk- oder Drehachse bewegbare Walze gebildet sein.
Ein besonders gut für die Abstützlager geeignetes Elastomermaterial ist "Vulkollan" (für die Bayer AG oder für damit verbundene Firmen eingetragene Marke). Als Werkstoff bezeichnet es ein Polyurethanelastomer der Bayer MaterialScience AG, 51368 Leverkusen, Deutschland. Dieser Werkstoff wird in einer härteren, sogenannten "massiven" und in einer weicheren, sogenannten "zelligen" Ausführung angeboten. Bei Verwendung von massivem Vulkollan können höhere Andruckkräfte erzeugt werden, und es ergibt sich eine für besonders hohe Materialabtragsraten geeignete, stabilere Abstützwirkung. Bei Verwendung von zelligem Vulkollan ergibt sich eine weichere Abstützwirkung, welche für besonders hohe Maßgenauigkeiten geeignet ist.
Weitere Freiheitsgrade für die Lagerung des Andrückbands können geschaffen werden, wenn das Andrückband an einem von dem Stützelement separat bereitgestellten Halter befestigt ist.
Bei Verwendung eines solchen Halters ist es bevorzugt, dass das Stützelement relativ zu dem Halter um die mindestens eine Schwenkachse verschwenkbar ist.
Der Halter kann beispielsweise einen U-förmig begrenzten Aufnahmeraum zur Anordnung des Stützelements aufweisen. Dabei ist es möglich, dass Teilflächen der U-förmigen Begrenzung des Aufnahmeraums gleichzeitig als Führung für das relativ zu dem Halter bewegbare Stützelement wirksam sind.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Halter mit einem Andrückarm verbunden oder Teil des Andrückarms ist und wenn der Andrückarm um eine Andrückarmachse verschwenkbar ist. Auf diese Weise kann ein an sich bekannter Andrückarm einer Andrückeinrichtung verwendet werden.
Bei der mindestens einen Schwenkachse des Stützelements handelt es sich beispielsweise um eine Kippachse, welche bezogen auf ein zu bearbeitendes Werkstück in einer zu der Rotationsachse des Werkstücks parallelen Richtung verläuft. Eine solche Kippachse ermöglicht einen besonders guten Ausgleich von Andrückkräften bei Bearbeitung von Werkstücken mit unterschiedlichen Durchmessern.
Zusätzlich oder alternativ zu einer Kippachse ist es möglich, dass mindestens als eine Schwenkachse eine Pendelachse vorgesehen ist, welche bezogen auf ein zu bearbeitendes Werkstück in einer zu der Rotationsachse des Werkstücks senkrechten Richtung verläuft. Dies ermöglicht eine Vergleichmäßigung von Andrückkräften auch über eine parallel zu der Rotationsachse des Werkstücks gemessene Breite einer finishend zu bearbeitenden Umfangsfläche des Werkstücks.
Nachstehend beschriebene Ausgestaltungen der Abstützlager und der Vorderseite und/oder der Rückseite des Andrückbands, insbesondere die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen zur Beeinflussung einer Reibung zwischen Finishband und Andrückband und/oder zwischen Andrückband und Abstützlager sind auch für sich genommen vorteilhaft und können auch bei Andrückeinrichtungen verwendet werden, deren Stützelement keine Schwenkachse aufweist (also Andrückeinrichtungen gemäß Patentanspruch 1, mit Ausnahme des Merkmals, dass das Stützelement eine Schwenkachse aufweist).
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Andrückband auf Höhe der Abstützlager Reibflächen aufweist, dass das Andrückband im Bereich des Eingriffswinkels zwischen den Abstützlagern eine Andrückfläche aufweist, und dass eine Haftreibung zwischen den Reibflächen des Andrückbands und einer Rückseite des Finishbands größer ist als eine Haftreibung zwischen der Andrückfläche des Andrückbands und der Rückseite des Finishbands. Auf diese Weise kann in einem Bereich außerhalb des Eingriffswinkels eine Reibung zwischen dem Andrückband und der Rückseite des Finishbands erhöht werden. Gleichzeitig wirkt die Rückseite des Finishbands im Bereich des Eingriffswinkels mit der glatten Andrückfläche des Andrückbands zusammen, sodass die vom Finishband auf die Umfangsfläche des Werkstücks wirkenden Kräfte vergleichmäßigt sind und eine hochgenaue finishende Bearbeitung der Umfangsfläche des Werkstücks ermöglichen. Insbesondere kann ein potentiell schlechter Einfluss einer (lokal unregelmäßig) angerauten Andrückfläche auf die Genauigkeit der Finishbearbeitung vermieden werden. Bevorzugt ist es, dass die gemittelte Rauhtiefe Rz der Andrückfläche maximal 3 Mikrometer, insbesondere maximal 1 Mikrometer, beträgt.
Zur Einstellung der Haftreibung im Bereich der Reibflächen und im Bereich der Andrückfläche stehen dem Fachmann an sich bekannte Maßnahmen zur Verfügung. Eine dieser Maßnahmen sieht vor, dass die Reibflächen eine größere Rauigkeit aufweisen als die Andrückfläche. Beispielsweise kann ein metallisches Andrückband verwendet werden, welches ausschließlich im Bereich der Abstützlager angeraut und/oder mit einem Zusatzbelag, insbesondere aus einem Schneidmaterial (bspw. Diamant) versehen ist.
Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es möglich, dass die Abstützlager angeraute Flächen oder Reibbeschichtungen aufweisen, welche mit einer dem Finishband abgewandten Rückseite des Andrückbands zusammenwirken und/oder dass die Rückseite des Andrückbands angeraute Flächen oder Reibbeschichtungen aufweist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Andrückeinrichtung;
Figur 2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Finishvorrichtung mit einer Andrückeinrichtung gemäß Fig. 1;
Figur 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Finishvorrichtung mit einer Andrückeinrichtung in einem an ein Werkstück mit kleinerem Durchmesser angedrückten Zustand;
Figur 4 die Finishvorrichtung gemäß Fig. 3, wobei die Andrückeinrichtung an ein Werkstück mit größerem Durchmesser angedrückt ist;
Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Andrückeinrichtung;
Figur 6 eine Seitenansicht eines Abstützlagers der Andrückeinrichtung gemäß Fig. 5;
Figur 7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Andrückeinrichtung;
Figur 8 eine Seitenansicht eines Abstützlagers einer weiteren Ausführungsform einer Andrückeinrichtung;
Figur 9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Andrückeinrichtung;
Figur 10 einen Längsschnitt der Andrückeinrichtung gemäß Fig. 9;
Figur 11 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Finishvorrichtung mit einer Andrückeinrichtung; und
Figur 12 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Finishvorrichtung mit einer Andrückeinrichtung.
Eine Ausführungsform einer Andrückeinrichtung ist in Figur 1 dargestellt und dort insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Andrückeinrichtung 10 gemäß Figur 1 wird für eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnete Finishvorrichtung gemäß Figur 2 verwendet.
Die Andrückeinrichtung 10 umfasst einen Halter 14, der Teil eines Andrückarms 16 ist, welcher um eine Andrückarmachse 18 verschwenkbar gelagert ist.
Der Halter 14 umfasst einen Hauptabschnitt 20 mit zwei von dem Hauptabschnitt 20 abragenden Haltearmen 22. Der Hauptabschnitt 20 und die Halterarme 22 bilden gemeinsam eine U-förmige Begrenzung eines Aufnahmeraums 24 zur Anordnung eines Stützelements 26.
Das Stützelement 26 ist mittels einer Schwenkachse 28 mit dem Halter 14 verbunden und schwenkbar an diesem gelagert. Zur Definition einer Grundstellung des Stützelements 26 relativ zu dem Halter 14 sind zwei beidseits der Schwenkachse 28 angeordnete Federn 30 vorgesehen, welche zwischen dem Hauptabschnitt 20 des Halters 14 und einer Rückseite 32 des Stützelements 26 angeordnet sind.
Das Stützelement 26 weist auf seiner dem Halter 14 abgewandten Vorderseite (ohne Bezugszeichen) eine Aussparung 34 auf, welcher zur zumindest anteiligen Aufnahme eines Werkstückabschnitts 36 dient.
Der Werkstückabschnitt 36 weist eine zylindrische Umfangsfläche 38 auf, welche beispielsweise ein Haupt- oder Pleuellager einer Kurbelwelle ist. Für den Fall, dass es sich bei der Umfangsfläche 38 um ein Hauptlager einer Kurbelwelle handelt, rotiert die Umfangsfläche 38 während einer Finishbearbeitung um eine Werkstückrotationsachse 40. Hierfür ist ein an sich bekannter und daher nicht dargestellter Rotationsantrieb vorgesehen. Während der finshenden Bearbeitung der Umfangsfläche 38 wird der Rotationsbewegung des Werkstücks eine Oszillationsbewegung überlagert. Diese Oszillationsbewegung ist in Figur 1 mit einem Doppelpfeil 42 angedeutet; hierbei wird das Werkstück mit dem Werkstückabschnitt 36 relativ zu einem Finishband 44 (vgl. Figur 2) parallel zu der Rotationsachse 40 des Werkstückabschnitts 36 hin- und herbewegt. Hierdurch entsteht eine für eine Finishbearbeitung charakteristische Kreuzschliffstruktur der Oberfläche der Umfangsfläche 38. Zur Erzeugung einer Oszillationsbewegung 42 ist es möglich, den Werkstückabschnitt 36 und/oder das Finishband 44 in zu der Rotationsachse 40 des Werkstückabschnitts 36 paralleler Richtung hin- und herzubewegen. Zur Erzeugung der Oszillationsbewegung 42 stehen ebenfalls an sich bekannte und daher nicht weiter erläuterte Oszillationsantriebe zur Verfügung.
Während der Bearbeitung des Werkstückabschnitts 36 wird das Finishband 44 über einen Eingriffswinkel 46 (vgl. Figur 1) gegen die Umfangsfläche 38 gedrückt. Das Finishband 44 ist in Figur 1 zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Zum Andrücken des Finsihbands 44 gegen die Umfangsfläche 38 wird ein Andrückband 48 verwendet. Bei dem Andrückband 48 handelt es sich beispielsweise um ein Metallband, welches relativ dünn sein kann, beispielsweise mit einer Materialstärke von zwischen 0,2 mm und ungefähr 1,5 mm.
Das Andrückband 48 weist voneinander abgewandte Enden auf, welche jeweils an einem der Haltearme 22 befestigt sind, beispielsweise mittels Verschraubungen 50.
Das Stützelement 26 weist zwei Abstützlager 52 auf, welche beidseits des Eingriffswinkels 46 angeordnet sind und insbesondere als kuppenförmige Erhebungen ausgebildet sind. Die Abstützlager 52 stützen das Andrückband 48 in in Bandrichtung lokal begrenzten Abstützabschnitten 54 ab. In Bandrichtung zwischen den Abstützabschnitten 54 ist ein freier, nicht abgestützter Andrückabschnitt 56 des Andrückbands vorgesehen. In Bandrichtung außerhalb der Abstützabschnitte 54 sind freie, nicht abgestützte Bandabschnitte 58 vorgesehen.
Das Andrückband 48 wird im Bereich der Abstützabschnitte 54 mittels der Abstützlager 52 mit ersten und zweiten Druckkräften beaufschlagt, welche in eine von dem Grundabschnitt 20 des Halters 14 abgewandte Richtung weisen. Im Bereich des Eingriffswinkels 46 übt das Finishband auf das Andrückband 48 eine dritte Druckkraft aus, welche in Richtung auf den Grundabschnitt 20 des Halters 14 weist und betragsmäßig gleich der Summe aus den ersten und zweiten Druckkräften ist.
Die schwenkbare Lagerung des Stützelements 26 an dem Halter 14 um die Schwenkachse 28 hat den Vorteil, dass eine Bewegung des Andrückarms 16 um die Andrückarmachse 18 (vgl. Figur 2) nicht unmittelbar auf eine identische Bewegung des Andrückbands 48 übertragen wird; vielmehr steht ein weiterer Freiheitsgrad um die Schwenkachse 28 zur Verfügung, sodass das Stützelement 26 um die Schwenkachse 28 verschwenkbar ist. In Figur 2 ist das Stützelement 26 in einer entsprechenden, relativ zu der in Figur 1 dargestellten Grundstellung ausgelenkten Stellung dargestellt.
Die vorstehend beschriebene Ausgleichmöglichkeit wird nachfolgend unter Bezugnahme auf weitere Ausführungsbeispiele von Andrückeinrichtungen 10 und Finishvorrichtungen 12 unter Bezugnahme auf weitere Ausführungsbeispiele von Andrückeinrichtungen 10 und Finishvorrichtungen 12 gemäß Figuren 3 und 4 erläutert. Die Andrückeinrichtungen 10 der Finisheinrichtung 12 gemäß Figuren 3 und 4 sind ebenfalls zur Bearbeitung unterschiedlich großer Werkstückabschnitte 36 geeignet; beispielsweise zur Bearbeitung von relativ kleinen Werkstückabschnitten 36a (vgl. Figur 3) und relativ großen Werkstückabschnitten 36b (vgl. Figur 4).
Während bei Bearbeitung eines relativ kleinen Werkstückabschnitts 36a einander zugewandte Andrückeinrichtungen 10 relativ nah zueinander beabstandet sind (vgl. Figur 3) vergrößert sich dieser Abstand bei Bearbeitung eines relativ großen Werkstückabschnitts 36b (vgl. Figur 4). Während bei Bearbeitung eines relativ kleinen Werkstückabschnitts 36a das Stützelement relativ zu dem Halter 14 in seiner Grundstellung oder hierzu benachbart verbleibt, verschwenkt das Stützelement 26 bei Bearbeitung eines relativ großen Werkstückabschnitts 36b in die in Figur 4 dargestellte, ausgelenkte Stellung.
Im Unterschied zu dem Halter 14 gemäß Figuren 1 und 2, welcher integraler Teil des Andrückarms 16 ist, ist der Halter 14 der Andrückeinrichtungen 10 gemäß Figuren 3 und 4 separat von dem Andrückarm 16 bereitgestellt. Die Halter 14 gemäß Figuren 3 und 4 umfassen ebenfalls einen Grundabschnitt 20 und Haltearme 22 zur Begrenzung eines Aufnahmeraums 24 für das Stützelement 26.
Der Halter 14 gemäß Figuren 3 und 4 ist mittels einer zusätzlichen Schraubverbindung 60 fest mit dem Zangenarm 16 verbunden, insbesondere unter Verwendung des Grundabschnitts 20 des Halters 14.
Nachfolgend werden Ausführungsformen von Andrückeinrichtungen unter Bezugnahme auf Figuren 5 bis 8 beschrieben, welche einen zu den vorstehend unter Bezugnahmen auf Figuren 1 bis 4 beschriebenen Andrückeinrichtungen 10 vergleichbaren Aufbau aufweisen. Daher wird nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zu den bereits beschriebenen Andrückeinrichtungen 10 eingegangen.
Die Andrückeinrichtungen 10 gemäß Figuren 5 bis 8 weisen Abstützlager 52 auf, welche elastisch nachgiebig sind. Hierfür können im Bereich der Abstützlager 52 bogenförmig gekrümmte Abstützelemente 62 verwendet werden, welche unbewegbar mit dem Stützelement 26 verbunden sind. Die Abstützelemente 62 sind beispielsweise aus einem Elastomer, insbesondere aus Vulkollan, hergestellt. Die Abstützelemente 62 erstrecken sich vorzugsweise über einen Winkel, welcher größer als 90° ist und beispielsweise 180° beträgt.
Zusätzlich oder alternativ zu plattenförmigen oder bogenförmigen Andrückelementen 62 (vgl. Figuren 5 und 6) können auch im Wesentlichen zylindrische Andrückwalzen 64 (vgl. Figuren 7 und 8) verwendet werden. Diese sind vorzugsweise aus einem Elastomer, insbesondere aus Vulkollan, hergestellt. Die Andrückwalzen können unbewegbar an dem Stützelement 26 gehalten sein (vgl. beispielsweise Fig. 7, dort sind die Andrückwalzen 64 in Aufnahmen 65 eingepresst). Alternativ hierzu können die Andrückwalzen 64 aber auch um eine Walzenachse 66 drehbar an dem Stützelement 26 gelagert sein (vgl. Fig. 8).
Die vorstehend und nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene Andrückeinrichtungen 10 und Finishvorrichtungen 12 beschriebenen Andrückbänder 48 können auf ihrer dem der Rückseite eines Finishbands 44 zugewandten Vorderseite glatt ausgebildet sein. In diesem Fall ist eine Andrückfläche 66 des Andrückabschnitts 56 des Andrückbands 48 genauso glatt wie Reibflächen 68 der Abstützabschnitte 54 des Andrückbands 48 auf Höhe der Abstützlager 52. In diesem Fall ist eine Haftreibung zwischen der Andrückfläche 66 und der Rückseite eines Finishbands 44 genauso groß wie eine Haftreibung zwischen den Reibflächen 68 des Andrückbands 48 und der Rückseite des Finishbands 44.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reibflächen 68 auf Höhe der Abstützlager 52 angeraut sind oder eine Beschichtung 70 mit rauer Oberfläche aufweisen, vgl. Figuren 6 und 8.
Die Andrückflächen 66 des Andrückabschnitts 56 sind insbesondere glatt und frei von Aufrauungen und/oder Beschichtungen 70. Es ist aber auch denkbar, das Andrückband 48 auch im Bereich der Andrückfläche 66 aufzurauen und/oder mit einer Beschichtung 70 zu versehen.
Zusätzlich oder alternativ zu einer vorstehend beschriebenen Aufrauung eines Andrückbands 48 an dessen Vorderseite im Bereich der Reibflächen 68 ist es auch möglich, das Andrückband 48 an dessen Rückseite und/oder die Abstützlager 52 selbst mit einer entsprechenden Aufrauung oder Beschichtung 70 zu versehen. Diese wirkt dann mit der Rückseite des Andrückband 48 zusammen (vgl. Figuren 6 und 8, Bezugszeichen 72). Die Aufrauungen oder Beschichtungen 72 können direkt an dem das Stützelement 26 bildenden Körper (beispielsweise an einem Stützelement 26 (gemäß Figur 1) angeordnet sein, oder aber, wie in Figuren 6 und 8 dargestellt, an Abstützelementen 62 oder Abstützwalzen 64, welche insbesondere aus einem Elastomermaterial hergestellt sind.
Sämtliche vorstehend beschriebenen Andrückeinrichtungen 10 und Finishvorrichtungen 12 weisen Schwenkachsen 28 des Stützelements 26 auf, welche parallel zu der Rotationsachse 40 eines zu bearbeitenden Werkstückabschnitts 36 verlaufen. Bei diesen Schwenkachsen handelt es sich um Kippachsen, welche also ein "Verkippen" des Stützelements 26 ermöglichen.
Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es möglich, das Stützelement 26 auch pendelnd um eine Pendelachse 74 zu lagern, wobei die Pendelachse 74 senkrecht zu einer Rotationsachse 40 des zu bearbeitenden Werkstückabschnitts 36 verläuft (vgl. Fig. 9 und 10). Der in diesem Zusammenhang gewählte Ausdruck "senkrecht" impliziert nicht, dass sich die Rotationsachse 40 und Pendelachse 74 miteinander schneiden müssen; die genannten Achsen können im Bereich eines kleinsten Abstands auch relativ zueinander beabstandet sein.
Bei Verwendung einer Pendelachse 74 ist es beispielsweise möglich, die Haltearme 22 des Halters 14 mit Lagerbolzen 76 zu versehen, welche in Bolzenaufnahmen 78 des Stützelements 26 eintauchen. Es ist bevorzugt, dass die einander zugewandten Innenflächen 80 der Haltearme 22 als Führungsflächen für Außenflächen 82 des Stützelements 26 wirksam sind.
Nachstehend beschriebene Ausgestaltungen von Andrückbändern, insbesondere die nachfolgend beschriebenen Möglichkeiten zur Befestigung eines Andrückbands sind auch für sich genommen vorteilhaft und können insbesondere auch bei Andrückeinrichtungen verwendet werden, deren Stützelement keine Schwenkachse aufweist (also Andrückeinrichtungen gemäß Patentanspruch 1, mit Ausnahme des Merkmals, dass das Stützelement eine Schwenkachse aufweist).
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren 11 und 12 Befestigungsmöglichkeiten für Andrückbänder 48 von Andrückeinrichtungen 10 beschrieben, welche sich für Stützelemente 26 eignen, die vorstehend beschriebene Schwenkachsen 28 und/oder 74 aufweisen (oder auch keine Schwenkachse aufweisen und fest mit einem Zangenarm 16 verbunden sein können).
Ein Andrückband 48 kann beispielsweise einenends mittels einer Verbindungseinrichtung 50 mit dem Stützelement 26 verbunden, insbesondere verschraubt sein (vgl. Figur 11) und anderenends mittels einer Verbindungseinrichtung 84 am Zangenarm 16 (insbesondere an dessen in Richtung auf den gegenüberliegenden Zangenarm 16 weisenden Innenseite) befestigt sein, vorzugsweise mittels einer Verschraubung.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 11 sind zwei Andrückeinrichtungen 10 mit jeweils einem eigenen Andrückband 48 vorgesehen.
Es ist auch möglich, ein Andrückband 48 zu verwenden, welches mit einem freien Ende, insbesondere unter Verwendung einer Verbindungseinrichtung 50, mit einem Stützelement 26 einer ersten Andrückeinrichtung 10 verbunden, insbesondere verschraubt, ist (vgl. Figur 12) und dessen anderes Ende mittels einer Verbindungseinrichtung 50 mit dem Stützelement 26 einer zweiten Andrückeinrichtung 10 verbunden, insbesondere verschraubt, ist. Ein solches Andrückband 48, welches für zwei Andrückeinrichtungen 10 gleichzeitig verwendet wird, ist vorzugsweise an einer zwischen den beiden Andrückeinrichtungen 10 angeordneten Umlenkung 86 um eine Umlenkachse 88 umgelenkt.

Claims (12)

  1. Andrückeinrichtung (10) mit einem Andrückband (48) zum Andrücken von Finishband (44) an Umfangsflächen (38) von im Wesentlichen zylindrischen Werkstückabschnitten (36) bei einer Finishbearbeitung derart, dass das Finishband (44) über einen Eingriffswinkel (46) mit einer Andrückkraft an eine Umfangsfläche (38) angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückband (48) an zwei beidseits des Eingriffswinkels (46) angeordneten Abstützlagern (52) eines mindestens eine Schwenkachse (28) aufweisenden Stützelements (26) abgestützt ist.
  2. Andrückeinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückband (48) in dessen Bandrichtung gesehen beidseits der Abstützlager (52) freie, nicht abgestützte Bandabschnitte (56, 58) aufweist.
  3. Andrückeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützlager (52) aus einem elastisch nachgiebigen Material hergestellt sind, insbesondere aus einem Elastomer.
  4. Andrückeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückband (48) an einem von dem Stützelement (26) separat bereitgestellten Halter (14) befestigt ist.
  5. Andrückeinrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (26) relativ zu dem Halter (14) um die mindestens eine Schwenkachse (28) verschwenkbar ist.
  6. Andrückeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (14) einen U-förmig begrenzten Aufnahmeraum (24) zur Anordnung des Stützelements (26) aufweist.
  7. Andrückeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (14) mit einem Andrückarm (16) verbunden oder Teil des Andrückarms (16) ist und dass der Andrückarm (16) um eine Andrückarmachse (18) verschwenkbar ist.
  8. Andrückeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Schwenkachse (28) eine Kippachse vorgesehen ist, welche bezogen auf ein zu bearbeitendes Werkstück in einer zu der Rotationsachse (40) des Werkstücks parallelen Richtung verläuft.
  9. Andrückeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als mindestens eine Schwenkachse (28) eine Pendelachse (74) vorgesehen ist, welche bezogen auf ein zu bearbeitendes Werkstück in einer zu der Rotationsachse (40) des Werkstücks senkrechten Richtung verläuft.
  10. Andrückeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückband (48) auf Höhe der Abstützlager (52) Reibflächen (68) aufweist, dass das Andrückband (48) im Bereich des Eingriffswinkels (46) zwischen den Abstützlagern (52) eine Andrückfläche (66) aufweist und dass eine Haftreibung zwischen den Reibflächen (68) des Andrückbands (48) und einer Rückseite des Finishbands (44) größer ist als eine Haftreibung zwischen der Andrückfläche (66) des Andrückbands (48) und der Rückseite des Finishbands (44).
  11. Andrückeinrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächen (68) eine größere Rauigkeit aufweisen als die Andrückfläche (66).
  12. Andrückeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützlager (52) angeraute Flächen oder Reibbeschichtungen (72) aufweisen, welche mit einer dem Finishband (44) abgewandten Rückseite des Andrückbands (48) zusammenwirken und/oder dass die Rückseite des Andrückbands (48) angeraute Flächen oder Reibbeschichtungen (72) aufweist.
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