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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelscheibenflächenschleifmaschine
mit vertikalem Vorschub gemäß dem Oberbegriff
noch Anspruch 1, die gleichzeitig die obere und untere Endfläche einer
von einer Spannvorrichtung gehaltenen zu bearbeitenden Bremsscheibe
eines Fahrzeugs mittels einer oberen und einer unteren Schleifscheibe schleift.
Insbesondere betrifft sie eine Verbesserung bei einer Andrückvorrichtung
für die
Schleifmaschine, die die von der Spannvorrichtung gedrehte Bremsscheibe
schleift.
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Üblicherweise
ist die Andrückvorrichtung zum
Einklemmen der Bremsscheibe bei der selbstdrehbaren Spannvorrichtung
mit einer vertikal bewegbaren Metallklemme, wie beispielsweise einer Spannpratze
oder einem Klemmarm, ausgestattet, so daß das Werkstück durch
Schieben der Metallklemme von oben in eine geeignete Position in
Anlage an eine Oberfläche
des Werkstücks
in einer bestimmten Position der Spannvorrichtung gesichert ist.
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Insbesondere
bei einer Scheibenbremse für Automobile,
die eine breite Bodenfläche
aufweist und mit einer bestimmten Starrheit versehen ist, um einer Biegung
standzuhalten, wird das Werkstück
in einer Mittenposition in die Spannvorrichtung eingespannt und
das Werkstück
dreht sich automatisch mit der Spannvorrichtung zusammen derart,
daß ein
Außenumfangsbereich
des Werkstücks
zwischen die Schleifscheiben eingeführt wird.
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Eine
Doppelscheibenflächenschleifmaschine
für Bremsscheiben,
von der der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist beschrieben
in
US 5,381,630 A .
Dort wird die Bremsscheibe mit ihrer Nabe gegen eine Spitze einer
drehend an getriebenen Spindel gedrückt. Das Andrücken erfolgt
mittels eines Reitstocks, der an dem Schienenbett verschiebbar angebracht
ist.
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In
JP 10 217 080 A ist
eine Schleifmaschine für
Bremsscheiben beschrieben, bei der die Bremsscheibe von einem Andrückelement
gegen einen federnd gehaltenen Zentrierkonus gedrückt wird.
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Eine
weitere Doppelscheibenflächenschleifmaschine
für Bremsscheiben
ist beschrieben in
JP 2002
263 993 A . Hierbei wird eine Nabe der Bremsscheibe gegen
einen drehend angetriebenen Schaft angesetzt und von einer Andrückvorrichtung
gegen den Schaft gedrückt.
Eine Klemmvorrichtung hält
die Nabe noch zusätzlich
an dem drehenden Schaft fest.
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Wenn
die Bremsscheibe während
der Drehung durch die Spannvorrichtung geschliffen wird, ist das
stabile Halten der Bremsscheibe in einer korrekten Halteposition
und das ständige
Beibehalten einer Schleifgenauigkeit im Falle einer komplizierten
Ausgestaltung der Werkstücksoberfläche oder
der Kleinformatigkeit der einzuspannenden Fläche schwierig.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Doppelscheibenflächenschleifmaschine
mit vertikalem Vorschub zu schaffen, die eine Bremsscheibe in ihrer
korrekten Einspannposition selbst dann stabil einklemmen und halten
kann, wenn die Konfiguration der Werkstückoberfläche kompliziert oder die einzuspannende
Fläche
klein ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Doppelscheibenflächenschleifmaschine der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine
Doppelscheibenflächenschleifmaschine
mit vertikalem Vorschub gemäß der vorliegenden Erfindung
weist eine Spannvorrichtung mit den einem selbstdrehenden Mechanismus
und eine Andrückvorrichtung
zum Einklemmen einer Bremsscheibe von oben gegen die Spannvorrichtung
auf, wobei die Andrückvorrichtung
mit einer über
ein Lager frei um eine selbst drehende Mittelachse der Werkstückhalteeinheit
auf einen Hebemechanismus eines Hebestellglieds, d.h. einen von
einem Zylinder angehobenen Andrückstab,
drehbaren Andrückeinheit
versehen ist, und die Andrückeinheit
mit einer Stahlkugel versehen ist, die mit einem mittigen konkaven
Bereich der Werkstücksoberfläche in Kontakt ist.
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Selbst
wenn die Oberfläche
der Bremsscheibe eine komplizierte Ausgestaltung aufweist oder die einzuklemmende
Fläche
klein ist, kann das Werkstück
im Vergleich mit der mit der Metallklemme, wie beispielsweise der
herkömmlichen
Spannpratze, versehenen Andrückvorrichtung
gemäß der oben
erwähnten
Konstruktion innerhalb einer Referenzaufnahmefläche, welche zum Halten der
Bremsscheibe diese kontaktiert, korrekt positioniert und stabil
eingeklemmt werden, wodurch die Schleifgenauigkeit stabil gehalten
werden kann.
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Da
die Andrückeinheit
um die sich drehende Mittelachse der Spannvorrichtung drehbar an
dem Hebeteil (Andrückstab)
angebracht ist, besteht keine Möglichkeit
des Auftretens eines Schlupfs zwischen der Stahlkugel und dem Werkstück während der Schleifarbeit,
so daß die
Stahlkugel sich kaum abnutzt.
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Wenn
die Stahlkugel so in einen Kugelhaltezylinder eingesetzt ist, daß sie unten
herausragt und von oben von einer konischen Aufnahmevertiefungsfläche einer
lösbar
an dem Kugelhaltezylinder angebrachten Kugelkappe gedrückt wird,
werden Wartungsvorgänge,
wie beispielsweise die Montage und das Ersetzen der Stahlkugel,
erleichtert, und die Stahlkugel selbst ist im Handel günstig erhältlich.
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Wenn
an der Oberseite der Spannvorrichtung ein Anschlagteil (Anschlagstift),
das an einem Teil des Werkstücks
W zum Begrenzen einer Drehbewegung desselben relativ zu der Spannvorrichtung angreift,
installiert ist, kann die Drehbewegung der Bremsscheibe relativ
zu der Spannvorrichtung während
des Schleifvorgangs begrenzt werden, so daß die Schleifgenauigkeit noch
gesteigert werden kann.
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Im
folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Doppelscheibenflächenschleifmaschine mit vertikalem
Vorschub gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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2 eine
vertikal geschnittene Ansicht einer Spannvorrichtung und einer Bremsscheibe
in einer Löseposition,
und
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3 eine
vertikal geschnittene Ansicht einer Spannvorrichtung, einer Bremsscheibe
und einer Andrückeinheit
in einer Schleifposition.
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1 ist
die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Doppelscheibenflächenschleifmaschine
mit vertikalem Vorschub. Eine obere Schleifscheibe 2 und
eine untere Schleifscheibe 3, die einander gegenüber angeordnet
sind, sind in einem Gehäuse 1 untergebracht,
und die obere und untere Schleifscheibe 2 bzw. 3 sind
an einer oberen und unteren Schleifscheibenwelle 4 bzw. 5 angebracht,
welche auf derselben senkrechten Mittelachse 03 angeordnet
sind. Die beiden Schleifscheibenwellen 4 und 5 sind
so konstruiert, daß sie
jeweils in vertikaler Richtung durch Hebemechanismen bewegbar sind,
und so mit einem Energieübertragungsmechanismus
verbunden und gekoppelt, daß sie
jeweils in entgegengesetzte Richtungen gedreht werden.
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Ein
Indextisch 6 für
die Zufuhr von Werkstücken
ist an einem oberen Ende einer vertikalen Tischantriebswelle 7 befestigt,
und diese Tischantriebswelle 7 ist in einem zylindrischen
Lagergehäuse 8 über ein
Lager um eine Tischdrehmittelachse 01 drehbar gelagert
und durch einen nicht gezeigten Getriebemechanismus mit einem Antriebsmotor
verbunden und gekoppelt.
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Auf
dem Indextisch 6 sind zwei Spannvorrichtungen 10 und
Andrückvorrichtungen 12 zum
Einklemmen von Werkstücken
W an den jeweiligen Spannvorrichtungen 10 von oben installiert.
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Die
beiden Spannvorrichtungen 10 sind um die Tischmittelachse 01 mit
einer Phasendifferenz von 180° in
bezug zueinander angeordnet und in einem zylindrischen Spannvorrichtungslagergehäuse 15 um
eine selbstdrehende Mittelachse 02 drehbar gelagert. Durch
eine halbe Drehung des Indextisches 6 wird ein Positionswechsel
zwischen einer schleifscheibenseitigen Schleifposition A2 zum Schleifen von
Werkstücken
und einer entgegengesetzten Löseposition
A1 zum Ein- und Ausspannen von Werkstücken möglich.
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Die
Andrückvorrichtung 12 besteht
aus zwei Zylindern 22 mit nach unten ausfahrbaren Andrückstäben 21 und
an den unteren Enden der Andrückstäbe 21 angebrachten
Andrückeinheiten.
Die Zylinder 22 sind jeweils auf derselben Mittelachse
angeordnet wie die selbstdrehende Mittelachse 02 der Spannvorrichtung 10 und
an einem Träger
befestigt, der an einer Oberseite des Indextisches 6 gesichert ist,
so daß diese
Zylinder durch die Drehbewegung des Indextisches 6 zusammen
mit den Spannvorrichtungen 10 um die Drehmittelachse 01 des
Tisches gedreht werden.
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2 ist
die vergrößerte Vertikalschnittansicht
der Spannvorrichtung 10 und des Werkstücks W in der Löseposition
A1. Das Werkstück
weist eine Scheibenbremse für
ein Fahrzeug auf und besteht aus einer Nabe 26 mit einem
einstückig
angeformten Flansch 26a und einer an dem Flansch 26a gesicherten
Ringscheibe 27. Sowohl die obere als auch die untere Endfläche der
Scheibe 27 werden dem Flächenschleifvorgang unterzogen.
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Überein Lager 29 ist
eine selbstdrehende Welle 30 in einem Spannvorrichtungslagergehäuse 15 drehbar
gelagert. Die Spannvorrichtung 10 ist an einer oberen Endfläche der
selbstdrehenden Welle 30 auf derselben Mittelachse wie
die selbstdrehende Mittelachse 02 gesichert. Das untere
Ende der selbstdrehenden Welle 30 ist über einen nicht gezeigten Zahngetriebemechanismus
mit einem Antriebsmotor verbunden und gekoppelt.
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Die
Spannvorrichtung 10 ist ringförmig ausgebildet. Oben auf
der Spannvorrichtung 10 ist ein ringförmiges Positionierstück 28 koaxial
befestigt. Eine ringförmige
Werkstücksreferenzfläche 32,
mit der eine Unterseite des Flansches 26a des Werkstücks W in
Berührung
ist, ist nach oben vorspringend ausgebildet. Eine Innenumfangsfläche 31 des Positionierstücks 28 ist
auf die Größe der Nabe 26 des
Werkstücks
W abgestimmt. Die Spannvorrichtung 10 ist mit einem nach
oben ragenden Anschlagstift 37 zum Begrenzen einer Drehbewegung
des Werkstücks
W relativ zu der Spannvorrichtung 10 versehen. Der Anschlag stift 37 wird
in ein an der Spannvorrichtung 10 ausgebildetes Stabeinführloch 40 derart
eingeführt,
daß er
vertikal bewegbar ist, und von einer Feder 42 nach oben
gedrückt,
um die Drehbewegung des Werkstücks
W relativ zu der Spannvorrichtung 10 zu stoppen, wenn sein
oberer Endbereich an einem Paßbolzen 45 oder
dem Flansch 26a des Werkstücks W angreift.
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3 ist
die vergrößerte Vertikalschnittansicht
der Andrückeinheit 23 und
der Spannvorrichtung 10 in der Schleifposition A2. Die
Andrückeinheit 23 ist
mit einer Stahlkugel 46, die von oben einen Umfangsrand
eines mittigen Lochs des Werkstücks W
kontaktiert, einem Kugelhaltezylinder 47, der mit der Stahlkugel 46 zusammenpaßt und diese
nach unten herausragend hält,
einer Kugelkappe 48 mit einer konischen vertieften Aufnahmefläche 48a,
die eine Oberseite der Stahlkugel 46 kontaktiert, einem
Lagerhalter 51, der durch das Lager 50 von dem
unteren Teil des Andrückstabes 21 um
die selbstdrehende Mittelachse 02 drehbar gelagert ist,
und einer unteren Abdeckung 52 ausgestattet, die an einer
Unterseite des Lagerhalters 51 gesichert ist. Die Stahlkugel 46,
der Kugelhaltezylinder 47, die Kugelkappe 48 und
der Lagerhalter 51 sind alle auf derselben Mittelachse
angeordnet wie die selbstdrehende Mittelachse 02 der Spannvorrichtung 10.
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Eine
Innenumfangsfläche
einer unteren Hälfte
des Kugelhaltezylinders 47 ist in seinem unteren Teil sich
zu einem geringen Durchmesser verjüngend ausgebildet. Von diesem
verjüngten
Bereich ist die Stahlkugel 46 nach unten herausragend gehalten. Die
Kugelkappe 48 paßt
von oben in den Kugelzylinder 47. Die Stahlkugel 46 ist,
zusammen mit dem Kugelhaltezylinder 47, nach unten herausragend
mit der unteren Abdeckung 52 verbunden.
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In 1 sei
auf einen Vorgang in der Löseposition
A1 verwiesen; die Andrückeinheit 23 wird nach
oben bewegt, das Werkstück
W wird auf der Spannvorrichtung 10 angeordnet und der Andrückstab 21 nach
unten bewegt, wodurch die Andrückeinheit 23 das
Werkstück
W von oben in einer mittigen Position festklemmt.
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Beim
Einspannen des Werkstücks
in 2 paßt
die Nabe 26 des Werkstücks
W in die Innenumfangsfläche 31 des
Positionierstücks 28,
eine Unterseite des Flansches 26a kontaktiert die ringförmige Referenzaufnahmefläche 32 des
Positionierstücks 28 und
der Anschlagstift 37 wird an einer von dem Paßbolzen 45 in
Umfangsrichtung abweichenden Stelle positioniert. Wenn die Andrückeinheit 23 in
diesem Zustand nach unten bewegt wird, kontaktiert die Stahlkugel 23 zwangsläufig einen
oberen Rand P einer Innenumfangsfläche (mittiges Loch) der Nabe 26, so
daß das
Werkstück
W, wie in 3 dargestellt, in einer vorbestimmten
Position positioniert wird.
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Da
ein von der Stahlkugel 46 mit Druck beaufschlagter Bereich
innerhalb der Referenzaufnahmefläche 32 eingegrenzt
ist, ist das Werkstück
nach dem Einklemmen stabil und korrekt positioniert.
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Nach
dem Abschluß des
Andrückvorgangs in
der Löseposition
A1 von 1 wechselt die Betriebsposition zu der Schleifposition
A2, wenn der Indextisch 6 um eine halbe Drehung bewegt
wird.
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In 3 werden
die Schleifscheiben 2 und 3 während des Positionswechselvorgangs
nach oben bzw. nach unten zurückgezogen.
Nach dem Abschluß des
Positionswechselvorgangs dreht sich die Spannvorrichtung 10 automatisch,
um eine Drehung des Werkstücks
W um die selbstdrehende Mittelachse 02 zu bewirken, und
der Abstand zwischen der oberen und der unteren Schleifscheibe 2 und 3 nimmt ab,
wodurch die obere und die untere Endfläche gleichzeitig dem Flächenschleifen
ausgesetzt sind.
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Während des
Schleifvorgangs wird die Stahlkugel 46 ebenfalls zusammen
mit dem Werkstück
W um die sich selbstdrehende Mittelachse 02 gedreht, die
gesamte Andrückeinheit 23 jedoch
wird um die sich selbstdrehende Mittelachse 02 relativ
zu dem Andrückstab 21 gedreht,
weil die Andrückeinheit 23 durch
das Lager 50 an dem Andrückstab 21 abgestützt ist.
Mit anderen Worten, zwischen der Stahlkugel 46 und dem
Werkstück
W tritt kein Schlupf auf, so daß auch
zwischen der Stahlkugel 46 und der konischen Aufnahmefläche 48a kein
Schlupf auftritt. Daher ist der Verschleiß der Stahlkugel 46 unter
Kontrolle.
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Da
die Drehung des Werkstücks
W relativ zu der Spannvorrichtung 10 durch den Anschlagstift 45 gestoppt
wird, besteht keine Möglichkeit
einer durch einen Schleifwiderstand verursachten Drehung des Werkstücks W relativ
zu der Spannvorrichtung 10.
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Nach
dem Abschluß des
Schleifvorgangs des Werkstücks
W werden die obere und die untere Schleifscheibe 2 und 3 von
der oberen und unteren Endfläche
des Werkstücks
W nach oben bzw. unten zurückgezogen.
Die automatische Drehung der Spannvorrichtung 17 wird gestoppt,
und es erfolgt ein Positionswechsel in die Löseposition A1 von 1 durch
eine halbe Drehung des Indextisches 6. Dann wird die Andrückeinheit 23 nach
oben bewegt.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
können anstelle
des den Zylinder mit dem Andrückstab
von 1 verwendenden Hebestellglieds andere Stellglieder
vom Zahnstangen- und Kipphebeltyp etc. verwendet werden, die Motoren
als Energiequellen nutzen.