DE19855102A1 - Vorrichtung zum Schleifen und Polieren - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifvorrichtung zum Schleifen und Polieren eines im Querschnitt im wesentlichen runden Werkstücks (50), mit einer Schleifscheibe (32), die um eine Rotationsachse (34) drehbar angeordnet ist, und einem Schlitten (20), der die Schleifscheibe (32) trägt und der entlang einer Achse (Zustellachse (28)) zustellbar ist. Die Schleifvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Schleifscheibe (32) innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs (alpha) um eine Achse (48) verschwenkbar angeordnet ist, die parallel zu der Zustellachse (28) und senkrecht zu der Rotationsachse (34) verläuft (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen und Po­ lieren eines im Querschnitt im wesentlichen runden Werkstücks, mit einer Schleifscheibe, die um eine Rotationsachse drehbar angeordnet ist, und einem Schlitten, der die Schleifscheibe trägt und der entlang einer Achse (Zustellachse) zustellbar ist.

Vorrichtungen der vorgenannten Art sind allgemein bekannt und werden zur spitzenlosen Oberflächenbearbeitung, bspw. zum Schleifen oder Polieren, von Rohren oder Stäben eingesetzt. Derartige längliche Werkstücke liegen üblicherweise auf einem Werkstücktisch auf und werden stetig oder schrittweise in Längsrichtung transportiert, um eine Bearbeitung über die ge­ samte Länge des Werkstücks zu erreichen. Die Schleifscheibe wird gegenüber dem Werkstück so gehalten, daß die Rotationsach­ se parallel zur Längsachse des Werkstücks verläuft. Die Schleifrichtung entspricht damit der Umfangsrichtung des Werk­ stücks.

Obgleich derartige Schleifvorrichtungen gute Bearbeitungsergeb­ nisse liefern, ist es wünschenswert, die Bearbeitungsgüte wei­ ter zu verbessern.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zum Schleifen und Polieren zu schaffen, die ein besseres Bearbeitungsergebnis liefert und die des weiteren flexibel einsetzbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird von einer Vor­ richtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der die Schleifscheibe innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs um eine Achse verschwenkbar angeordnet ist, die parallel zu der Zustellachse und senkrecht zu der Rotationsachse verläuft.

An dieser Stelle sei angemerkt, daß der Einfachheit wegen von einer Schleifscheibe gesprochen wird. Grundsätzlich sollen da­ mit Scheiben gemeint sein, die dem Schleifen, Polieren, Entgra­ ten etc. dienen.

Durch ein Verschwenken der Schleifscheibe läßt sich eine Schleifrichtung einstellen, die schräg zur Umfangsrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks verläuft. Diese "schräge" Bearbei­ tung der Oberfläche führt insbesondere bei gedrehten Werkstüc­ ken zu dem Vorteil, daß die durch das Drehen entstandenen Rie­ fen sehr viel besser ausgeglichen werden als es bei einer Bear­ beitung in Umfangsrichtung, d. h. in Richtung der Riefen der Fall ist. Durch die verschwenkbare Anordnung der Schleifscheibe ist es darüber hinaus möglich, auch eine Bearbeitung in Um­ fangsrichtung durchzuführen, so daß die Vorrichtung sehr flexi­ bel einsetzbar ist. Falls gewünscht, ist es sogar denkbar, das Werkstück mit einem Kreuzschliff zu versehen, indem es in zwei Durchgängen bei jeweils unterschiedlicher Winkelposition der Schleifscheibe bearbeitet wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfaßt der Schlitten einen Schlittenkörper und eine Schleifscheibenaufhängung, wobei die Schleifscheibenaufhängung über einen Zapfen verschwenkbar an dem Schlittenkörper angebracht ist.

Dies hat den Vorteil, daß eine sehr flexible und einfach aufge­ baute Halterung realisierbar ist, die ein einfaches Verschwen­ ken der Schleifscheibenaufhängung gegenüber dem Schlittenkörper zuläßt.

Bevorzugt ist es, Mittel vorzusehen, die ein stufenweises Fest­ stellen des Zapfens in vorgegebenen Winkelpositionen ermögli­ chen. Solche Mittel umfassen bspw. Bohrungen, die gleichmäßig zueinander beabstandet auf einer Kreislinie am Schlittenkörper vorgesehen sind, wobei Schrauben die Bohrungen durchgreifen und den Zapfen halten.

Dies hat den Vorteil, daß die Schleifscheibe in vorgegebene Winkelpositionen verschwenkt werden kann, ohne den Winkel je­ desmal neu nachmessen zu müssen.

Eine Erhöhung der Flexibilität der Schleifvorrichtung wird vor­ zugsweise dadurch erreicht, daß Mittel zum stufenlosen Fest­ stellen des Zapfens in beliebigen Winkelpositionen vorgesehen sind. Diese Mittel umfassen in einer konstruktiv einfachen Aus­ führung Langlöcher, die sich entlang einer Kreislinie über ei­ nen bestimmten Winkelbereich, der den maximalen Schwenkbereich bestimmt, erstrecken. Die Langlöcher ermöglichen ein Feststel­ len des Zapfens in jeder beliebigen Winkelposition innerhalb des maximalen Winkelbereichs. Bevorzugt ist es ein Winkelbe­ reich von ±20°, d. h. insgesamt 40°.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Schlittenkörper über eine Kette mit einem Antriebsmotor gekoppelt, um den Schlitten vom Werkstück weg zu bewegen. Vorzugsweise ist die Kette mit einer Spindel verbunden, wobei eine mit dem Antriebsmotor ge­ koppelte Mutter auf der Spindel angeordnet ist, so daß durch Drehen der Mutter die Spindel und damit der Schlitten verlagert wird. Vorzugsweise ist eine Zylinder/Kolben-Anordnung vorgese­ hen, die einerseits mit dem zustellbaren Schlitten und anderer­ seits mit einem feststehenden Trägerelement verbunden ist, um den Schlitten mit einer in Richtung des Werkstücks wirkenden Kraft zu beaufschlagen.

Dies hat den Vorteil, daß die Schleifscheibe mit einer ein­ stellbaren Kraft beaufschlagbar ist, die in Richtung des Werk­ stücks wirkt. Damit läßt sich die Bearbeitungsqualität verbes­ sern und vergleichmäßigen. Dadurch, daß der Schlitten nicht starr über bspw. eine Stange sondern über eine Kette gehalten wird, kann der Schlitten entgegen der Zustellrichtung auswei­ chen, wobei dann die Zylinder/Kolben-Anordnung als Dämpfungs­ element dient. Auch dies hat einen positiven Einfluß auf die Bearbeitungsqualität.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Schleifvorrich­ tung;

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht eines Schlittens der Schleifvorrichtung, und

Fig. 3a und b jeweils eine schematische Draufsicht des Schlittens, mit jeweils unterschiedlichen Mitteln zum Feststel­ len einer Schleifscheibenaufhängung des Schlittens.

In Fig. 1 ist eine Schleifvorrichtung mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die Schleifvorrichtung 10 umfaßt ein Maschinen­ gestell 12, das unter anderem einen vertikalen Träger 14 auf­ weist. Ferner umfaßt das Maschinengestell 12 einen Werkstück­ tisch 16, der sich senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 er­ streckt.

Die Schleifvorrichtung 10 umfaßt ferner einen Schlitten 20, der sich aus einem Schlittenkörper 22 und einer Schleifscheibenauf­ hängung 24 zusammensetzt.

Der Schlittenkörper 22 umfaßt schematisch dargestellte Führungselemente 26, bspw. in Form von Führungsrollen, die in entsprechend am Träger 14 vorgesehenen, nicht dargestellten Führungsschienen gleiten. Die Führungsschienen verlaufen in senkrechter Richtung, so daß eine Verlagerung des Schlittens 20 in Richtung des Pfeiles 28 möglich ist. Um eine sichere Führung zu gewährleisten, sind zumindest zwei Führungsschienen vorgese­ hen, die senkrecht zur Zeichenebene beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind.

Die Schleifscheibenaufhängung 24 umfaßt ein Gehäuse 30, das ei­ ne Schleifscheibe 32 nahezu vollständig umgibt. Lediglich ein dem Werkstücktisch 16 zugewandtes Segment der Scheibe 32 ragt aus dem Gehäuse 30 hervor. Innerhalb des Gehäuses 30 ist die Schleifscheibe 32 um eine Rotationsachse 34 drehbar gelagert. In Fig. 1 verläuft die Rotationsachse senkrecht zur Zeichenebe­ ne.

Der Antrieb der Schleifscheibe 32 erfolgt über einen lediglich schematisch angedeuteten Motor 36, der an der Schleifscheiben­ aufhängung angebracht ist. Die Kopplung zwischen dem Motor 36 und der Schleifscheibe 32 erfolgt im vorliegenden Ausführungs­ beispiel über einen Riemen 38, der über ein Riemenrad 40, das mit der Schleifscheibe 32 verbunden ist, geführt ist.

An der dem Schlittenkörper 22 zugewandten oberen Seite des Ge­ häuses 30 ist ein Zapfen 42 angebracht, der im Querschnitt kreisförmig ist und sich in vertikaler Richtung erstreckt. Fig. 1 läßt erkennen, daß der Zapfen 42 in eine ebenfalls im Quer­ schnitt kreisförmige Ausnehmung 44 im Schlittenkörper 22 ein­ greift. Die Befestigung des Zapfens 42 am Schlittenkörper 22 erfolgt über Schrauben 46, die in eine Stirnfläche des Zapfens 42 eingeschraubt sind.

Die Ausnehmung 44 und der Zapfen 42 sind so aufeinander abge­ stimmt, daß der Zapfen 42 zumindest innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs nach Lösen der Schrauben 46 drehbar ist. Eine Drehung des Zapfens 42 führt durch dessen feste Verbindung zum Gehäuse 30 zu einer Drehung der Schleifscheibe 32 um eine Ach­ se, die mit dem Bezugszeichen 48 gekennzeichnet ist. Diese Ach­ se 48 verläuft parallel zu der Zustellrichtung, die mit dem Pfeil 28 angedeutet ist, senkrecht zu der Rotationsachse 34 der Schleifscheibe 32 und senkrecht zu der Längsachse eines Werk­ stücks 50, das auf dem Werkstücktisch 16 aufliegt.

Der Schlitten 20 wird in Zustellrichtung 28 von einer Kette 52 gehalten, die über eine Spindelanordnung 53 am Träger 14 befe­ stigt ist. Wie sich aus der Fig. 1 ergibt, ist ein Ende 54 der Kette 52 am Gehäuse 30 des Schlittens 20 befestigt und läuft über zwei Umlenkrollen 56, die fest mit dem Maschinengestell 12 verbunden sind, zu der Spindelanordnung 53.

Die Spindelanordnung 53 umfaßt eine Gewindestange 58 und eine auf der Gewindestange 58 aufgesetzte Mutter 60, die über einen Motor 62 gedreht werden kann. Die Kette 52 ist am oberen Ende der Gewindestange 58 angebracht. Durch eine Drehung der Mutter 60 läßt sich auf diese Weise die Gewindestange 58 in vertikaler Richtung verlagern und gleichermaßen auch der Schlitten 20. Die Kette dient also dazu, die Schwerkraft des Schlittens 20 aufzu­ nehmen und zu halten. Die Kette 52 verhindert jedoch eine Bewe­ gung nach oben, d. h. entgegen der Zustellrichtung 28 nicht. Darüber hinaus kann sie den Schlitten 20 nicht mit einer zu­ sätzlichen in Richtung des Werkstücks 50 wirkenden Kraft beauf­ schlagen. Hierfür ist ein Zylinderkolben 66 vorgesehen, der ei­ nerseits über einen Trägerarm 68 fest mit dem Träger 14 und an­ dererseits mit dem Schlitten 20 verbunden ist, hier vorzugswei­ se mit dem Schlittenkörper 22. Der Zylinderkolben 66, der als pneumatischer oder hydraulischer Zylinder ausgebildet ist, be­ aufschlagt den Schlitten 20 mit einer Kraft, die in Richtung der Zustellrichtung 28 wirkt. Darüber hinaus dient er dazu, Stöße abzudämpfen, die während der Bearbeitung auf den Schlit­ ten 20 übertragen werden und zu einer Auslenkung nach oben füh­ ren.

Die Fig. 1 läßt des weiteren Stützrollen 70 erkennen, die in Längsrichtung des Tisches 16 beabstandet und versetzt zueinan­ der angeordnet sind, um das längliche Werkstück 50, bspw. eine Stange, zu stützen. Die Stützrollen sind angetrieben, um das Werkstück 50 um dessen Längsachse drehen zu können. Darüber hinaus ermöglichen die Stützrollen 70 einen Transport des Werk­ stücks 50 in Längsrichtung, d. h. bezüglich der Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene.

In Fig. 2 ist der Schlitten 20 alleine in einer Darstellung von vorne gezeigt. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind der Einfachheit wegen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, so daß auf eine nochmalige Beschreibung dieser Teile verzichtet werden kann. Deutlich zu erkennen sind die Ausnehmungen 44 im Schlit­ tenkörper 22, durch die Schrauben hindurchgreifen und in ent­ sprechende Bohrungen 72 im Zapfen 42 einschraubbar sind.

Wie sich in der in Fig. 3a und 3b dargestellten Draufsicht zeigt, können die Ausnehmungen 44 als Bohrungen 44' oder als Langlöcher 44'' ausgebildet sein. Im ersten Fall (Fig. 3a) sind mehrere Bohrungen 44' in gleichmäßigen Abständen zueinander auf einer Kreislinie angeordnet. Geht man davon aus, daß der Zapfen 42 über insgesamt vier in einem Winkel von jeweils 90° zueinan­ der liegenden Schrauben am Schlittenkörper 22 angebracht wird, ist ein Verschwenken der Schleifscheibenaufhängung 24 in Win­ kelschritten von 30° möglich. Üblicherweise werden diese Win­ kelschritte feiner abgestuft, was in Fig. 3a aus Übersichtlich­ keitsgründen jedoch nicht dargestellt wurde.

Die in Fig. 3b gezeigten Langlöcher 44'' ermöglichen ein stu­ fenloses Verschwenken der Schleifscheibenaufhängung 24 inner­ halb eines Winkelbereichs α, der vorzugsweise 40° beträgt.

Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsarten denkbar, die ein Verschwenken der Schleifscheibenaufhängung 24 um die Achse 48 oder eine parallel dazu verlaufende Achse zulassen.

Ferner ist es denkbar, den Schlitten 20 um bis zu 90° um eine Achse parallel der Rotationsachse 34 gedreht anzuordnen, so daß die Zustellachse 28 nicht mehr vertikal sondern schräg oder ho­ rizontal verläuft. Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ändert sich dadurch allerdings nicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ermöglicht somit auf einfa­ che Art und Weise ein Schleifen, Polieren, Entgraten etc. eines im Querschnitt runden Werkstücks 50 nicht nur in einer Schleif­ richtung, die senkrecht zur Längsachse des Werkstücks verläuft, sondern auch in einer Richtung quer zur Längsachse. Damit wird die Flexibilität einer solchen Schleifvorrichtung deutlich er­ höht und läßt sich insbesondere auch die Bearbeitungsqualität durch ein "Schrägschleifen" erhöhen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Schleifen und Polieren eines im Quer­ schnitt im wesentlichen runden Werkstücks (50), mit
einer Schleifscheibe (32), die um eine Rotationsachse (34) drehbar angeordnet ist, und
einem Schlitten (20), der die Schleifscheibe (32) trägt und der entlang einer Achse (Zustellachse (28)) zustellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (32) innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs (α) um eine Achse (48) ver­ schwenkbar angeordnet ist, die parallel zu der Zustellachse (28) und senkrecht zu der Rotationsachse (34) verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (20) einen Schlittenkörper (22) und eine Schleif­ scheibenaufhängung (24) umfaßt, wobei die Schleifscheibenauf­ hängung (24) über einen Zapfen (42) verschwenkbar an dem Schlittenkörper (22) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel (44; 44') zum stufenweisen Feststellen des Zapfens (42) in vor­ gegebenen Winkelpositionen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel (44; 44'') zum stufenlosen Feststellen des Zapfens (42) in be­ liebigen Winkelpositionen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlittenkörper (22) über eine Kette (52) mit einem An­ triebsmotor (62) gekoppelt ist, um den Schlitten (20) vom Werk­ stück (50) weg zu bewegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (52) mit einer Spindel (58) verbunden ist, und daß eine mit dem Antriebsmotor (62) gekoppelte Mutter (60) auf der Spindel angeordnet ist, um die Spindel (58) zu verlagern.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Zylinder/Kolben-Anordnung (66) vorgesehen ist, die einerseits mit dem zustellbaren Schlitten (20) und andererseits mit einem feststehenden Trägerelement (68) verbunden ist, um den Schlitten (20) mit einer in Richtung des Werkstücks (50) wirkenden Kraft zu beaufschlagen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schlittenkörper (22) an einem feststehenden Trägerelement (14) geführt ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Winkelbereich (α) 40° beträgt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine Werkstückaufnahme (70), die das längli­ che Werkstück (50) derart hält, daß dessen Längsachse parallel zur Rotationsachse - bei nicht verschwenkter Schleifscheibe - verläuft.