[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen und Läppen von Dichtflächen
in Schiebern und dergleichen in situ oder in der Werkstatt, mit einer am Gehäuse eines
Schiebers oder dergleichen befestigbaren Basisplatte, einem Antrieb und einer drehbar
gelagerten Werkzeugplatte, welche mit dem Antrieb über ein Tragelement verbunden und
über ein Transmissionselement gekoppelt ist, wobei sich das Tragelement über ein um
eine quer zur Längsachse des Tragelements sowie im wesentlichen quer zur Achse der
Werkzeugplatte verlaufende Schwenkachse schwenkbares Führungsstück an der Basisplatte
höhenverstellbar und lösbar abstützt, und wobei mit dem Führungsstück ein Ende einer
quer zur Schwenkachse verlaufenden Wippe starr verbunden ist, deren anderes Ende mit
einem verstellbar an der Basisplatte abgestützten, eine Einstellung des Anpreßdrucks
der Werkzeugplatte in Richtung auf die zu bearbeitende Fläche ermöglichenden Stellglied
gekoppelt ist.
[0002] Derartige Vorrichtungen werden insbesondere dazu verwendet, Dichtflächen in Ventilen,
Schiebern, Ventiltellern, Schieberkeilen, Schieberplatten, Flanschen, Pumpengehäusen
usw. in ihrer eingebauten Position zu schleifen und zu läppen. Auf diese Weise werden
Verschleißerscheinungen und Ablagerungen an diesen Flächen beseitigt, ohne daß die
betreffenden Werkstücke aus der jeweiligen Anlage herausgelöst und damit diese Anlagen
zerlegt werden müssen.
[0003] Es hat sich gezeigt, daß es äußerst schwierig, bei manchen bekannten Vorrichtungen
sogar unmöglich ist, mit derartigen bekannten Vorrichtungen die gewünschte Planizität
der zu bearbeitenden Fläche zu erreichen. Dies beruht darauf, daß der in Achsrichtung
auf die Werkzeugplatte wirkende Druck zu einer Verformung dieser Platte führt und/oder
daß an dieser Werkzeugplatte gelagerte Bearbeitungselemente, z.B. Schleifköpfe, aufgrund
elastischer Verformung und des stets mehr oder weniger stark vorhandenen Lagerspiels
entsprechend dem auftretenden Anpreßdruck eine unerwünschte Neigung erfahren. Wenn
dabei die Bear-beitungselemente über Arme an der Werkzeugplatte abgestützt sind, dann
hat man durch Verwendung von Fühlerlehrenband versucht, die zwangsläufig auftretende
Neigung der wirksamen Flächen der Bearbeitungselemente zu kompensieren. Ein solches
Vorgehen ist aber sehr zeitaufwendig und erfordert besonders qualifizierte Facharbeiter.
[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Nachteile der bisher
bekannten Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art zu vermeiden und dabei eine möglichst
einfach aufgebaute Vorrichtung zu schaffen, mit der die Planizität der zu bearbeitenden
Flächen in relativ kurzer Zeit zuverlässig erreichbar ist.
[0005] Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß an der Werkzeugplatte und/oder an der Abstützung des Stellgliedes
und/oder an einem der den Kraft- und/oder Momentenfluß zwischen Werkzeugplatte und
der Abstützung des Stellgliedes führenden Elemente mindestens eine Meßvorrichtung
zum Messen der Verformung vorgesehen ist.
[0006] Wenn bei dieser Vorrichtung die Wippe relativ zur Basisplatte verschwenkt wird, dann
wird damit der auf die Werkzeugplatte ausgeübte Anpreßdruck erhöht oder aber gesenkt.
Eine solche Verstellung der Wippe bedingt eine Änderung der Belastung und damit eine
Verformung der den Kraft- und Momentenfluß führenden Elemente von der Abstützung des
Stellgliedes an der Basisplatte bis hin zur Werkzeugplatte. Diese Verformung kann
als proportional zu dem auf die Werkzeugplatte ausgeübten Anpreßdruck angesehen werden.
Folglich kann nach einer ersten Bearbeitungsphase an der Meßvorrichtung ein dem Anpreßdruck
proportionaler Verformungsgrad oder auch Belastungsgrad abgelesen werden. Das Tragelement
mit Antrieb und Werkzeugplatte kann danach von dem Führungsstück gelöst werden, um
z.B. mittels eines Haarlineals die Planizität der bearbeiteten Fläche zu prüfen. Wenn
sich dabei dann zeigt, daß diese Fläche nach radial innen geneigt verläuft, dann kann
nach dem Wiedereinbau des Tragelements mit der Werkzeugplatte an der Wippe derjenige
Druck eingestellt werden, der zur Korrektur des vorliegenden Flächenverlaufs erforderlich
ist. Es ist dann eine Belastung oder Verformung einzustellen, die bei nach radial
innen geneigter Fläche einen niedrigeren oder aber bei nach radial außen geneigter
Fläche einen höheren Wert an der Meßvorrichtung anzeigt als bei Beendigung des vorangegangenen
Bearbeitungsvorganges.
[0007] Die Meßvorrichtung gibt also nicht den Anpreßdruck an, der unmittelbar auf die Werkzeugplatte
wirkt, ermöglicht es aber mit einfachen Mitteln, eine kontrollierte Erhöhung oder
Reduzierung dieses Anpreßdrucks herbeizuführen, die zur Erreichung der geforderten
Planizität erforderlich ist.
[0008] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß auf der Wippe
eine Meßvorrichtung vorgesehen ist.
[0009] Die erfindungsgemäβe- Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die Meßvorrichtung
mindestens einen Dehnungsmeßstreifen umfaßt.
[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die Meßvorrichtung
eine Feinmeßuhr mit einem eine Verformung aufnehmenden Taster umfaßt.
[0011] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die Meßvorrichtung
über einen Rechner mit einer Digitalanzeige in Verbindung steht.
[0012] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die wirksame
Fläche der Werkzeugplatte kegelig verläuft, wobei sie an ihrem radial außen liegenden
Rand am weitesten auf eine zu bearbeitende Fläche vorsteht. Eine solche Neigung der
wirksamen Fläche der Werkzeugplatte führt dazu, daß eine Erhöhung des Anpreßdrucks
die wirksame Fläche in Richtung auf Planizität-verformt.
[0013] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner so ausgebildet sein, daß die wirksame
Fläche der Werkzeugplatte von frei drehbar gelagerten zylindrischen Bearbeitungselementen
gebildet ist, deren Lagerachsen in Richtung auf eine zu bearbeitende Fläche konvergieren.
Dabei kann die zeitaufwendige Benutzung von Fühlerlehrenbändern vermieden werden.
Ein schnelleres Arbeiten und ein zuverlässigeres Arbeitsergebnis sind dann die Folge.
Diese Werkzeugplatte kann auch in Verbindung mit einem Adapter verwendet werden, über
den eine Läppscheibe oder dergl. von einer Bohrmaschine angetrieben werden kann. Dabei
kann die Anpreßkraft in herkömmlicher Weise nach dem Federweg bestimmt oder über Piezoelemente
erfaßt und digital angezeigt werden.
[0014] Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, daß das Klemmstück
in dem Führungsstück geführt ist und mit einem Höhenanschlag dieses Führungsstücks
zusammenarbeitet. Dies ergibt eine einfache Möglichkeit, nach Ausbau des Tragelements
mit Werkzeugplatte und nach dem Messen der bearbeiteten Fläche die Werkzeugplatte
schnell und exakt wieder in die zuvor eingenommene Bearbeitungsposition zu bringen.
[0015] Im folgenden Teil der Beschreibung werden einige AusfUhrungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung anhand vondZeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Verbindung mit einem Schiebergehäuse,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Ausführungsform nach Fig.l,
Fig. 3 eine Seitenansicht betreffend insbesondere die Basisplatte, das Führungsstück
und das Klemmstück,
Fig. 4 eine Draufsicht auf den in Fig. 3 dargestellten Teil der Vorrichtung,
Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Teilansicht, bei der als Meßvorrichtung eine Feinmeßuhr
verwendet wird,
Fig. 6 eine Draufsicht auf den in Fig. 5 dargestellten Teil der Vorrichtung,
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine sternförmige Werkzeugplatte nach der Erfindung mit
auf Armen gelagerten Schleifköpfen,
Fig. 8 einen Axialschnitt durch die Werkzeugplatte nach Fig. 7 und
Fig. 9 einen Teilschnitt zur Darstellung nach Fig. 8.
[0016] Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Schiebergehäuse 1 mit einer kreisringförmigen Dichtfläche
2. Die Dichtfläche 2 kommt in dem dargestellten Gehäuse 1 zweifach vor. Gemäß den
Figuren 1,2 greift an der dort rechts liegenden Dichtfläche 2 eine Werkzeugplatte
3 an.
[0017] Die Werkzeugplatte 3 ist an dem unteren Ende eines Tragelements 4 drehbar gelagert,
das von zwei Rohren 5 gebildet ist. Am oberen Ende des Tragelements 4 sitzt ein Antrieb
6, der über ein Transmissionselement, welches nicht dargestellt ist und durch die
Rohre 5 hindurch verläuft, die Werkzeugplatte 3 antreibt.
[0018] Auf den Rohren 5 sitzt ein Klemmstück 7, das mit einem Griff 8 versehen ist. Mittels
einer Klemmschraube 9 kann ein Klemmelement 10 gegen das Klemmstück 7 gedrückt werden,
um dieses an den Rohren 5 in der gewünschten Höhenlage festzulegen. Das Klemmstück
7 ist bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 4 in einem Führungsstück 11 geführt.
Mittels einer Stellschraube 12 kann das Klemmstück 7 in einer U-förmigen Führung 13
festgelegt werden.
[0019] Das Führungsstück 11 weist in seinem unteren Bereich einen Höhenanschlag 14 auf,
der einen Zapfen 15 hat, welcher in das untere Ende des Klemmstücks 7 eingreift und
damit das Klemmstuck 7 in der gewünschten Position am Führungsstück 11 festlegt.
[0020] An das Führungsstück 11 schließt sich einstückig eine hebelartige Wippe 16 an. Das
aus Führungsstück 11 und Wippe 16 gebildete Bauteil ist um eine Schwenkachse 17 schwenkbar,
die quer zur Längsachse 18 des Tragelements 4 verläuft. Sie verläuft im übrigen auch
quer zu der Achse der Werkzeugplatte 3. Mittels einer Stellschraube 19 kann das aus
Führungsstück 11 und Wippe 16 bestehende Bauteil in Richtung der Schwenkachse 17 verlagert
und eingestellt werden.
[0021] Die Schwenkachse 17 ist in zwei parallel zueinander verlaufenden Wangen 20 gelagert,
die von einer Basisplatte 21 ausgehen. Diese Basisplatte 21 ist mit Öffnungen 22 versehen,
die das Anschließen der Vorrichtung an einen Flansch 23 des Schiebergehäuses 1 vereinfachen.
[0022] Auf die Basisplatte 21 sind ferner zwei Lagerstücke 24 fest aufgesetzt, in denen
ein Querbolzen 25 einer Spindel 26 sitzt. Auf der Spindel 26 wiederum sitzt ein Einstellknopf
27, welcher ein Stellglied 28 trägt. Einstellknopf 27 und Stellglied 28 sind relativ
zueinander verdrehbar. Verlagert sich aber der Einstellknopf 27 in Richtung der Spindel
26, so wird dabei das Stellglied 28 mitgenommen. Es ist über eine Querachse 29 mit
dem Ende der Wippe 16 verbunden, welches von dem Führungsstück 11 am weitesten entfernt
liegt. Ein Drehen des Einstellknopfes 27 führt somit zu einem Verechwenken des Führungsstücks
11 und damit zu einer Erhöhung oder Reduzierung des Anpreßdrucks, der auf die Werkzeugplatte
3 wirkt. Eine solche Druckveränderung hat eine Verformung der Wippe 16 zur Folge.
Diese Verformung wird bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 über Dehnungsmeßstreifen
30 und eine geeignete Rechnerschaltung 31 erfaßt und in dem Anzeigegerät 32 digital
angezeigt.
[0023] Die Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 weicht lediglich in den nachstehend
beschriebenen Merkmalen von der zuvor beschriebenen Ausführungsform ab. Bei dieser
Ausführungsform ist ein Klemmstück 35 vorgesehen, das in ein Führungsstück 36 geführt
eingreift. Beide Elemente sind schwalbenschwanzförmig aneinander geführt. Eine Klemmschraube
37 legt das Klemmstück 35 in der gewünschten Position an dem Führungsstück 36 fest.
Auch bei dieser Ausführungsform sind eine Basisplatte 21 und eine einstückig mit dem
Führungsstück 36 verbundene Wippe 16 vorgesehen, die über ein Stellglied 28 eingestellt
werden kann. Abweichend von der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 4 ist mit dem
Führungsstück 36 ein Halter 38 starr verbunden, der eine Feinmeßuhr 39 trägt. Diese
Feinmeßuhr 39 hat einen Taster 40, der an der Wippe 16 angreift und Verformungen dieser
Wippe 16 registriert, welche der Belastung der Wippe 16 und damit dem Anpreßdruck
der Werkzeugplatte 3 im wesentlichen proportional sind.
[0024] In den Figuren 7 bis 9 ist die erfindungsgemäße Werkzeugplatte 3 im einzelnen beschrieben.
Sie hat eine exzentrische Bohrung 41 und ist sternförmig ausgebildet. Sie weist sechs
gleichmäßig über den Umfang verteilte radial verlaufende Führungsschlitze 42 auf,
in denen jeweils ein Arm 43 verschoben und dann in der gewünschten Position arretiert
werden kann. Jeder Arm 43 trägt an seinem radial außen liegenden Ende einen Schleifkopf
44, der um eine Achse 45 frei drehbar ist. Diese Achse 45 ist dabei kugelgelagert.
Wie insbesondere die Figuren 8 und 9 zeigen, verläuft die Werkzeugplatte 3 im Bereich
der Führungsschlitze 42 in Richtung auf die Schleifköpfe 44 geneigt. Der Neigungswinkel
der Schlitze gegenüber der Oberfläche 46 der Werkzeugplatte 3 entspricht dem Winkel
. Um den gleichen Winkel sind die Achsen 45 der Schleifköpfe 44 gegenüber der Achse
der Werkzeugplatte 3 geneigt.
[0025] Wenn nun ein Anpreßdruck auf die Werkzeugplatte 3 ausgeübt wird, der in den Figuren
8 und 9 von oben nach unten wirksam ist, dann werden die vorgegebenen Neigungen reduziert.
In welchem Grade eine solche Reduktion erfolgt oder ob sogar eine umgekehrte Neigung
nach obenhin sich einstellt, hängt von dem jeweiligen Anpreßdruck ab.
[0026] Mit allen beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung kann sowohl die in Fig.
1 rechts dargestellte Dichtfläche als auch die dort links dargestellte Dichtfläche
bearbeitet werden.
[0027] Nach einer ersten Bearbeitungsphase wird der Antrieb 6 abgeschaltet. Der an der Meßvorrichtung
32;39 angezeigte Wert wird festgehalten. Danach wird die Werkzeugplatte 3 mit Tragelement
4 und Antrieb 6 abgebaut. Die bearbeitete Fläche wird jetzt mit einem Haarlineal kontrolliert.
Dabei wird festgestellt, ob in der nächsten Bearbeitungsphase zur Erreichung von Planizität
mit einem höheren oder einem niedrigeren Anpreßdruck zu arbeiten ist. Die Werkzeugplatte
3 mit den zugehörigen Teilen wird wieder eingebaut. Der an der Meßvorrichtung 32;39
zuvor festgestellte Wert wird dann entsprechend der erforderlichen Druckveränderung
erhöht oder gesenkt.
1. Vorrichtung zum Schleifen und Läppen von Dichtflächen in Schiebern und dergleichen
in situ oder in der Werkstatt, mit einer am Gehäuse eines Schiebers oder dergleichen
befestigbaren Basisplatte, einem Antrieb und einer drehbar gelagerten Werkzeugplatte,
welche mit dem Antrieb über ein Tragelement verbunden und über ein Transmissionselement
gekoppelt ist, wobei sich das Tragelement über ein um eine quer zur Längsachse des
Tragelements sowie im wesentlichen quer zur Achse der Werkzeugplatte verlaufende Schwenkachse
schwenkbares Führungsstück an der Basisplatte höhenverstellbar und lösbar abstützt,
und wobei mit dem Führungsstück ein Ende einer quer zur Schwenkachse verlaufenden
Wippe starr verbunden ist, deren anderes Ende mit einem verstellbar an der Basisplatte
abgestützten, eine Einstellung des Anpreßdrucks der Werkzeugplatte in Richtung auf
die zu bearbeitende Fläche ermöglichenden Stellglied gekoppelt ist , dadurch gekennzeichnet
, daß an der Werkzeugplatte (3) und/oder an der Abstützung (25) des Stellgliedes (28)
und/oder an einem der den Kraft- und/oder Momentenfluß zwischen Werkzeugplatte (3)
und der Abstützung (25) des Stellgliedes (28)) führenden Elemente mindestens eine
Meßvorrichtung (32;39) zum Messen der Verformung vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Wippe (16) eine
Meßvorrichtung (32;39) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung
(32;39) mindestens einen Dehnungsmeßstreifen (30) umfaßt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßvorrichtung eine Feinmeßuhr (39) mit einem eine Verformung aufnehmenden Taster
(40) umfaßt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßvorrichtung (32;39) über einen Rechner mit einer Digitalanzeige (32) in Verbindung
steht.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die wirksame Fläche der Werkzeugplatte (3) kegelig verläuft, wobei sie an ihrem radial
außen liegenden Rand am weitesten auf eine zu bearbeitende Fläche vorsteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Fläche der
Werkzeugplatte (3) von frei drehbar gelagerten zylindrischen Bearbeitungselementen
(44) gebildet ist, deren Lagerachsen in Richtung auf eine zu bearbeitende Fläche konvergieren.