Vorrichtung zur Bearbeitung zylindrischer Werkstücke

Abstract

 Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Bearbeitung zylindrischer Werkstücke (10) mit einer Einrichtung zur Drehung des Werkstückes (10) zwei Haltearmen (1, 2), die je einen Träger und einen an diesem aufgenommenen Andrückbacken aufweisen, wobei mindestens ein Andrückbacken an dem zugeordneten Träger (3) schwimmend gelagert ist und die Andrückbacken das Werkstück (10) zumindest teilweise umfassen, einem Schleifband (15), und Bandführungsmitteln (11, 12, 13, 14), die das Schleifband (15) so führen, dass es das Werkstück (10) zumindest teilweise umfasst und von den Andrückbacken gegen das Werkstück (10) gedrückt wird, sowie einer Einrichtung, die die Haltearme (1, 2) in eine Hin- und Herbewegung parallel zur Drehachse (A) des Werkstückes (10) versetzt. Dabei weist entweder der Träger (3) oder der Andrückbacken einen Belag (3') aus Kunststoff auf, der T-förmig leicht über die Seitenwände (19, 20) des Schnellwechsel-Adapters (3) übersteht und zumindest geringfügig elastisch zusammendrückbar ist. Der andere Bauteil (4) des Paares Träger/Andrückbacken ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet und übergreift den Belag (3) des erstgenannten Bauteils (3).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 genannten Art.

[0002] Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 0 161 748 B1 (siehe das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 und die Beschreibung, Spalte 5, Zeile 53) bekannt geworden. Dort ist der Andrückbacken (dort als Einsatz bezeichnet), wie durch den Pfeil B in Figur 5 angedeutet, gegenüber einer zur Drehachse des Werkstücks parallelen Achse kippbar. Zu diesem Zweck ist der Andrückbacken von einem Stift durchsetzt, der in dem Träger angeordnet ist.

[0003] In der genannten Druckschrift sind auch die in der vorliegenden Anmeldung nicht näher dargestellte Einrichtung zur Drehung des Werkstücks und die Mittel, die Haltearme in eine Hin- und Herbewegung parallel zur Drehachse des Werkstückes versetzen, dargestellt. Es wird ferner darauf verwiesen, dass die Haltearme ihrerseits eine Schwenkbewegung ausführen können, die es ihnen erlaubt, einer exzentrische Drehbewegung des Werkstückes zu folgen, wenn dieses zum Beispiel durch das Pleuellager einer Kurbel- oder Nockenwelle gebildet wird.

[0004] Eine ähnliche Einrichtung ist in dem US-Patent 1,905,821, in der DE 44 44 239 A1, in dem Prospekt der Fa. 3M "Imperial Brand Microfinishing Film Roll" (1981) sowie in dem Aufsatz von Haasis, Bandfinishen-Ein wirtschaftliches Feinbearbeitungsverfahren, in: Fachberichte für Oberflächentechnik, 8 (1970) Heft 9/10, S. 203 - 208 beschrieben. Derartige Bandfinish-Maschinen weisen noch Einrichtungen auf, um das Schleifband, sobald es abgenützt ist, über einen gewissen Längenabschnitt so weiterzubewegen, dass erneut ein unverbrauchter Schleifbandabschnitt zur Bearbeitung des Werkstücks zur Verfügung steht. Solche Einrichtungen sind ebenfalls aus den o.g. Patentschriften bekannt.

[0005] Die Verwendung der Träger (Schuhe) und Andrückbacken (Einsätze) beim Stand der Technik gemäß der EP 0 161 748 setzt eine Justierung der Einsätze in Relation zu dem zu bearbeitenden zylindrischen Werkstück bzw. dessen zu bearbeitender Oberfläche (z.B. der Pleuellagerfläche einer Kurbelwelle) voraus. Dadurch wird der Vorgang des Auswechselns des Einsatzes kompliziert.

[0006] Außerdem möchte man oft trotz der angestrebten Formkorrektur durch Verwendung inkompressibler Schleifbänder eine gewisse Restelastizitäten der Andrückbacken erhalten, damit sich diese an verschiedene Ausgangsdurchmesser der bearbeiteten Fläche anpassen können. Dies strebt man an, um nicht nur eine Verbesserung der Oberfläche und ein Formkorrektur, sondern auch eine Abarbeitung des Durchmessers auf ein bestimmtes Endmaß zu erreichen. Der Andrückbacken soll sich beim Aufsetzen auf ein Werkstück, dessen Durchmesser größer als der Solldurchmesser ist, etwas aufspreizen, so dass eine Material-Abarbeitung so lange erfolgt bis der Solldurchmesser erreicht ist. Dabei handelt es sich um die Abarbeitung von Material im Bereich weniger µm. Es sollte hier also in den genannten Grenzen eine gewisse Elastizität der Andrückbacken gewährleistet sein, die gleichzeitig eine Formkorrektur, eine Oberflächenverbesserung und eine Bearbeitung auf ein Endmaß (= Sollmaß) ermöglicht und vereinfacht.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Vorrichtung bereitzustellen, bei der gleichzeitig die Halterung und das Auswechseln der Andrückbacken besonders einfach ist.

[0008] Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Erfindung betrifft ferner verschiedene vorteilhafte Weiterbildungen.

[0009] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen wird im folgenden anhand der Figuren näher beschrieben. Es stellen dar:

Figur 1

ein Ausführungsbeispiel;

Figur 2

einen Schnitt entlang der Linie II/II in Figur 1;

Figur 3

eine Bearbeitungsschale;

Figur 4

einen Schnellwechsel-Adapter;

Figur 5

eine Ansicht des Schnellwechsel-Adapters nach Figur 4 in Richtung der Pfeile V-V.

[0010] Das Ausführungsbeispiel weist zwei Haltearme 1, 2 auf, deren untere aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. Auf ihnen sind Träger 3 (im folgenden als Schnellwechsel-Adapter bezeichnet) und 6 angeordnet, die Andrückbacken 4 (im folgenden als Bearbeitungsschale bezeichnet) und 7 tragen. Diese umgeben die zu bearbeitende Fläche eines Werkstücks 10, z.B. das Pleuellager einer Kurbel- oder Nockenwelle. Das Werkstück 10 wird durch (nicht gezeigte) Einrichtungen gedreht. Sofern es sich dabei z. B. um ein Pleuellager einer Kurbelwelle handelt, führt die Drehachse A ebenfalls eine Kreisbewegung aus. Um dieser folgen zu können, sind die Haltearme 1, 2 beweglich an einer nicht gezeigten Einrichtung angeordnet, die es ihnen erlaubt, der Bewegung der Achse A zu folgen.

[0011] Am Haltearm 1 ist mit Schrauben ein Schnellwechsel-Adapter 3 angebracht, dessen konstruktiver Aufbau ferner aus den Figuren 2, 4, 5 ersichtlich ist. Es handelt sich dabei um die erfindungsgemäße Ausbildung der im Oberbegriff des Anspruches 1 als Träger bezeichneten Bauteiles. Der Schnellwechsel-Adapter 3 ist, wie aus Figur 2 und Figur 4 zu ersehen, an seiner inneren Kontur mit einem Belag 3' versehen. Dieser Belag besteht beispielsweise aus Polyurethan oder Vulkollan, also einem Kunststoff, der zumindest elastisch etwas komprimierbar ist. Der Belag 3' steht, wie aus Figur 2 -stark übertrieben- ersichtlich, seitlich etwas über die Seitenflächen 19, 20 des Schnellwechsel-Adapters 3 vor, so dass sich eine T-Form ergibt.

[0012] Diese Ausbildung des Schnellwechsel-Adapters 3 ermöglicht es, die im Querschnitt U-förmige Bearbeitungsschale 4 in der aus Figur 1 und Figur 2 ersichtlichen Weise auf den Schnellwechsel-Adapter 3 aufzustecken. Die Bearbeitungsschale 4 ist im Oberbegriff des Anspruchs 1 als Andrückbacken bezeichnet. Beim Aufstecken der Bearbeitungsschale 4 wird der Belag 3' von den schmalen Stirnflächen her elastisch leicht zusammengedrückt, so dass durch die dabei entstehende Kompressions-und Reibungskraft zwischen den seitlichen Stirnkanten des Belages 3' und der Innenfläche der Bearbeitungsschale 4 letztere auf dem Schnellwechsel-Adapter 3 ausreichend fest gehalten wird. Damit wird das Auswechseln der Bearbeitungsschalen 3 extrem vereinfacht.

[0013] Die Bearbeitungsschale 4 kann infolge dieser Lagerung auf dem Schnellwechsel-Adapter 3 ihre Lage der Lage des Werkstückes 10 und verschiedenen Durchmessern anpassen. Dabei wird der Belag 3' entsprechend komprimiert oder entlastet.

[0014] Die Ausbildung der U-Form des einen Teils (der Bearbeitungsschale 4) und der T-Form des anderen Teils (Schnellwechsel-Adapter 3 mit Belag 3') kann auch bezüglich der Bauteile umgekehrt sein, so dass die Bearbeitungsschale T-förmig und der Schnellwechsel-Adapter U-förmig ausgebildet sind und in derselben Art ineinander gesteckt sind.

[0015] Die Arbeitsfläche 4' ist diejenige Fläche der Bearbeitungsschale 4, mit der sie auf das Band 15 (vgl. Figur 1) drückt. Sie kann auch, um die Reibungskraft zwischen ihr und dem Band 15 zu erhöhen, mit einer Schicht, z.B. aus einem keramischen Werkstoff oder Vulkollan, versehen sein.

[0016] Das untere Ende des Haltearmes 2 hält den Träger 6, in den schwalbenschwanzartig Andrückbacken 7 eingefügt sind, die ebenfalls auf das Band 15 drücken. Am unteren Ende des Haltearmes 2 kann aber auch das System, das am unteren Ende des Haltearmes 1 gezeigt ist, oder ein anderes beliebiges System zum Andrücken des Bandes 15 vorgesehen sein.

[0017] Über Bandführungsbolzen 11 bis 14 wird das Schleifband 15 in der dargestellten Weise geführt. Das Band ist ein solches wie es z.B. in dem eingangs erwähnten Prospekt der Fa. 3M geschildert und von dieser hergestellt wird. Die Haltearme 1, 2 machen außer den genannten Bewegungen noch eine Hin- und Herbewegung senkrecht zur Bildebene und nehmen dabei über die Andrückbacken 7 und die Bearbeitungsschale 4 das Schleifband 15 mit. Gleichzeitig wird das Werkstück 10 gedreht. Die Kombination dieser Hin-und Herbewegung des Schleifbandes 15 senkrecht zur Bildebene mit der Drehbewegung des Werkstückes 10 ergibt die gewünschte Feinstbearbeitung. Auch die Mittel zur Bandführung sind aus dem o.g. Stande der Technik bekannt, so dass auf ihre weitere Beschreibung verzichtet werden kann.

[0018] Man kann also die Bearbeitungsschalen 3 sehr einfach auswechseln. Man braucht sie nur (in Figur 2) bei geöffneten Haltearmen 1, 2 abzuziehen und eine neue Schale einzusetzen. Ohne Justierung findet sie infolge der beschriebenen Lagerung und der Verschiebbarkeit auf dem Schnellwechsel-Adapter 3 die richtige Lage. Gleichzeitig ist auch die gewünschte Anpassbarkeit an verschiedene Radien des Werkstücks 10 gegeben. Die Bearbeitungsschale 3 kann sich im Durchmesser etwas aufweiten und einem größeren Durchmesser anpassen, der infolge er elastischen Rückstellkraft solange abgearbeitet wird, bis das Werkstück 10 das gewünschte Endmaß -zusätzlich zur Oberflächenverbesserung und Formkorrektur- erreicht hat. Selbst wenn der Umschlingungswinkel des Schleifbandes weniger als 360 ° Grad beträgt, klipst sich die Bearbeitungsschale 4 auf ein rundes Werkstück 10 praktisch von selbst auf. Dies ergibt sich infolge ihrer Elastizität. Diese wieder hängt auch mit der speziellen U-förmigen Ausbildung zusammen, bei der ja die Seitenwände, die den Schenkeln des U entsprechen, einer Aufweitung an sich einen hohen Widerstand entgegen setzen, also einer dauerhaften Verformung entgegenwirken, aber gerade eine Aufweitung unter Beibehaltung der Kreisform in engen Grenzen mit einfachen Mitteln möglich machen.

[0019] Auf dem Stellwechseladapter 3 sind Stifte 16, 17 vorgesehen, die mit Anschlag bzw. Führungsflächen 18, 19 der Bearbeitungsschale 4 (vgl. Figur 4) zusammenwirken, um zu erreichen, dass die Bearbeitungsschale 4 auf dem Stellwechseladapter 3 beim Einsetzen in die richtige Lage gleitet. Außerdem weist die Bearbeitungsschal 2 Öffnungen 20, 21, die mit entsprechenden Öffnungen 22, 23 im Schnellwechsel-Adapter 3, welch letztere einen etwas größeren Durchmesser haben, fluchten. In die Öffnungen 20, 23 kann man Kugelschnapper einsetzen, die in die Öffnungen 21, 22 lösbar eingreifen, um die Festlegung der Bearbeitungsschalen 4 auf dem Schnellwechsel-Adapter ohne funktionell bedeutende Beeinträchtigung ihrer Beweglichkeit zu verbessern.

[0020] Aus Figur 3 und Figur 4 sind auch Einrichtungen 24 bzw. 25 ersichtlich, die dazu dienen, die Lage des Schnellwechsel-Adapters 3 am Ende des Haltearmes 1 bzw. der Bearbeitungsschale 4 am Schnellwechseladapter 3 festzulegen.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Bearbeitung zylindrischer Werkstücke (10) mit

(a) einer Einrichtung zur Drehung des Werkstückes (10) ;

(b) zwei Haltearmen (1, 2), die je einen Träger und einen an diesem aufgenommenen Andrückbacken aufweisen, wobei mindestens ein Andrückbacken an dem zugeordneten Träger (3) schwimmend gelagert ist und die Andrückbacken das Werkstück (10) zumindest teilweise umfassen,

(c) einem Schleifband (15), und

(d) Bandführungsmitteln (11, 12, 13, 14), die das Schleifband (15) so führen, dass es das Werkstück (10) zumindest teilweise umfasst und von den Andrückbacken gegen das Werkstück (10) gedrückt wird, sowie

(e) einer Einrichtung, die die Haltearme (1, 2) in eine Hin- und Herbewegung parallel zur Drehachse (A) des Werkstückes (10) versetzt,
dadurch gekennzeichnet, dass

(f) entweder der Träger (3) oder der Andrückbacken einen Belag (3') aus Kunststoff aufweist, der T-förmig leicht über die Seitenwände (19, 20) des Schnellwechsel-Adapters (3) übersteht und zumindest geringfügig elastisch zusammendrückbar ist, und

(g) der andere Bauteil (4) des Paares Träger/Andrückbacken im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist und den Belag (3') des erstgenannten Bauteils (3) übergreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsschale (4) an einer ihrer den Schnellwechsel-Adapter (3) übergreifenden Seiten zumindest eine Führungsfläche (18, 19) aufweist, die beim Aufsetzen auf den Schnellwechsel-Adapter (3) durch an dem Schnellwechsel-Adapter (3) vorgesehene Stifte (16, 17) geführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17, 18) zur Positionierung der Bearbeitungsschale (3) in Umfangsrichtung des zu bearbeitenden Werkstückes (10) vorgesehen sind.

Zeichnung