DE4227315C2 - Maschine zum Schleifen, Kurzhubhonen und Polieren der Außenoberfläche von Werkstücken - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Schleifen, Kurzhubhonen und Polieren der Außenoberfläche von gekrümmten oder ebenen Werkstücken.

Es ist bekannt, gekrümmte oder ebene Flächen einer abtragenden Oberflächenbehandlung durch Schleifen oder "Superfinishen" (Kurzhubhonen) zu unterziehen, um z. B. die Rundheit und/oder die Oberflächengüte zu verbessern. Dabei wird z. B. ein Superfinishstein auf die zu bearbeitende Stelle aufgesetzt, wobei sich dieser an die Krümmung der Werkstückstelle anpaßt. Gleichzeitig führt er eine Schwingbewegung in axialer Richtung durch während das Werkstück rotiert. Es ist aber auch bekannt, an Stelle eines steinförmigen Werkzeuges oder zusätzlich zu einem profilierten Stein ein Schleifband zu verwenden. Bei der Bearbeitung von größeren Flächen, insbesondere von Walzen, ist es für die optimale Bearbeitung der Walzenoberfläche notwendig, drei aufeinander folgende Bearbeitungsschritte durchzuführen. Ein erster Bearbeitungsschritt ist dabei die Bearbeitung der Walzenoberfläche mittels einer Bandschleifvorrichtung, wodurch eine grobe Vorpolierung der Walzenoberfläche stattfindet. Ein zweiter Bearbeit­ ungsschritt beinhaltet die Oberflächenbearbeitung mittels eines steinförmigen Werkzeuges, wodurch eine feinere Oberflächenpolierung erzielt wird. Um schließlich die für verschiedene Anwendungsbereiche erforderliche hohe Oberflächengüte zu gewährleisten, folgt als dritter Schritt die Oberflächenbearbeitung mittels Poliermitteln, wobei die Poliermittel üblicherweise aus mit feinkörnigen schleifpulvergetränkten Filzen, welche auf Holzklötzchen geklebt sind, bestehen.

Nachteilig an diesem Polierverfahren gemäß dem Stand der Technik ist, daß für jeden Bearbeitungsschritt die unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeuge jeweils ausgetauscht werden müssen. Dies ist zeitaufwendig und verursacht hohe Kosten.

Desweiteren werden die Einsatzmöglichkeiten entsprechender Maschinen dadurch beschränkt, daß entweder nur gewölbte oder nur ebene Oberflächen bearbeitet werden können. Eine gleichzeitige Bearbeitung dieser unter­ schiedlichen Flächen ist gemäß dem Stand der Technik nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maschine zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken, insbesondere von größeren gekrümmten und/oder ebenen Flächen bereitzustellen, die eine gleichzeitige Bearbeitung der Werkstückoberflächen ohne die Notwendigkeit eines Austauschs von Bearbeitungswerkzeugen ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch eine Maschine zum Schleifen, Kurzhubhonen und Polieren der Außenoberfläche von gekrümmten oder ebenen Werkstücken gelöst, mindestens je ein Bandschleif-, ein Kurzhubhon- und ein Polieraggregat aufweist, wobei die Aggregate parallel zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche nebeneinander auf dem Bett der Maschine angeordnet sind.

In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Aggregate jeweils über eine gemeinsame oder mehrere einzelne Aufnahmeplatte(n) auf einem Schlitten befestigt, der parallel zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche auf dem Bett verschiebbar ist. Das Bett ist auf einem Sockel mittels einer Bogenführung schwenkbar angeordnet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß mindestens eine den erforderlichen Bearbeitungsdruck zwischen dem Werkzeug des Kurzhubhonaggregats sowie dem Werkzeug des Polieraggregats und dem Werkstück erzeugende Andrückvorrichtung auf der oder den Aufnahmeplatte(n) befestigt ist und daß das Bandschleifaggregat eine gesonderte Andrückvorrichtung für den Bearbeitungsdruck zwischen seinem Schleifband und dem Werkstück aufweist. Der von den Andrückvorrichtungen erzeugte Druck ist bei einer Weiterbildung der Erfindung steuerbar.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Schlitten durch einen mittels eines regelbaren Antriebsmotors angetriebenen Doppelexzenter gegensinnig oszillierend angetrieben.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich aus der Ausbildung des Bandschleifaggregats derart, daß es ein Gehäuse aufweist, in welchem eine erste Bandrolle für den unverbrauchten Teil und eine von einem Getriebemotor drehangetriebene zweite Bandrolle für den verbrauchten Teil des Schleifbands angeordnet sind, und daß das Schleifband von der ersten Bandrolle zu der zweiten Bandrolle über mehrere Führungsrollen und eine Kontaktrolle geführt ist. Vorteilhafterweise ist der Getriebemotor drehzahlregelbar. Bevorzugt sind die Führungsrollen mit seitlichen Bunden versehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Maschine;

Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Maschine; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Schwenkbarkeit der erfindungsgemäßen Maschine.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Maschine 10 zum Schleifen, Kurzhubhonen und Polieren weist ein Bett 12 und Bearbeitungsaggregate auf, die über eine oder mehrere Aufnahmeplatte(n) 20, 20a jeweils auf einem Schlitten 18, 18a befestigt sind, der parallel zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche in Führungen 21 des Gehäuses 12 verschiebbar ist. Die Bearbeitungsaggregate bestehen beispielhaft aus einer Kombination von zwei Bandschleifaggregaten 11, zwei Kurzhubhonaggregaten 13 und einem Polieraggregat 15. Natürlich ist auch jede andere Kombination der unterschiedlichen Aggregate möglich. An der der Aufnahmeplatte 20, 20a gegenüberliegenden Gehäuseseite ist das Bett 12 über eine Bogenführung 14 schwenkbar mit einem Sockel 16 verbunden.

Über einen Stelltrieb 24 sind die Schlitten 18, 18a mit einem ersten Antriebsmotor 22 verbunden. Der erste Antriebsmotor 22 bedingt eine axiale, parallel zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche einsetzenden Schwingung der Schlitten 18, 18a. Beide Schlitten 18, 18a werden dabei durch einen mittels des ersten Antriebsmotor 22 angetriebenen Doppelexzenter gegensinnig oszillierend angetrieben. Die Schwingfrequenz der Schlitten 18, 18a ist über die Drehzahl des ersten Motors 22 stufenlos regelbar. Die Schwingweite wird durch den Stelltrieb 24 bestimmt. Zum Ausgleich der möglicherweise unterschiedlichen Massen der Bearbeitungsaggregate können die Exzenter verstellbar ausgebildet sein. Dadurch wird ein ruhiger Lauf der gesamten Maschine 10 ermöglicht.

Zur Feststellung der einzelnen Aufnahmeplatten 20, 20a an den Schlitten 18, 18a dient eine in Fig. 2 näher dargestellte Befestigungsschraube 23. Die Kurzhubhonaggregate 13 und das Polieraggregat 15 besitzen jeweils an ihrem von der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes abgewandeten Seite eine Andrückvorrichtung 48, welche durch ihre individuelle regelbare Einstellbarkeit einen optimalen Andruck der Aggregate 13 und 15 auf die Werkstückoberfläche gewährleistet. Die Andrückvorrichtung 48 ist über eine Führungsstange 49 mit einer Halterung 50 verbunden, die zur Aufnahme eines Honsteins 52 oder einem Polierwerkzeug 54 dient. Das Polierwerkzeug 54 besteht beispielhaft aus einem formatierten Holzklotz mit einem einseitigen Filzbesatz, wobei der Filzbesatz mit einem sehr feinkörnigen Poliermittel getränkt ist.

Die Bandschleifaggregate 11 weisen eine Kontaktrolle 42 und eine Andrückvorrichtung 46 zur Zustellung eines unverbrauchten Schleifbandes 34a an die zu bearbeitende Werkstückoberfläche auf (siehe Fig. 2).

Desweiteren weist die erfindungsgemäße Maschine 10 einen Spülmittelzulauf 60 auf, durch den über einen Schlauch 56 und eine Düse 58 Spülmittel an die Bearbeitungsoberfläche gelangt. Dadurch wird gewährleistet, daß der Werkstück- und Bearbeitungswerkzeugabrieb kontinuierlich von der Bearbeitungsfläche entfernt wird. Der Spülmittelzulauf kann auch für die Schleifbandaggregate 11 ausgebildet sein (nicht dargestellt).

Die erfindungsgemäßen Bandschleifaggregate 11 werden anhand der Fig. 2 näher erläutert. Man erkennt, daß ein Gehäuse 28 eine erste Bandrolle 62 und eine zweite Bandrolle 64 aufweist, wobei die erste Bandrolle 62 zur Aufnahme des unverbrauchten Schleifbandes 34a und die zweite Bandrolle 64 zur Aufnahme des verbrauchten Schleifbandes 34b dient. Desweiteren wird die zweite Bandrolle 64 durch eine zweite Antriebsvorrichtung zur Förderung des Schleifbandes 34, von der ersten Bandrolle 62 zu der zweiten Bandrolle 64, angetrieben. Dadurch ist gewährleistet, daß nach jedem Bearbeitungsvorgang neues, unverbrauchtes Schleifband 34a an die zu bearbeitende Werkstückoberfläche transportiert wird. Die zweite Antriebsvorrichtung besteht vorzugsweise aus einem regelbaren Getriebemotor 68 und einem Bandantrieb 26, 66.

Das Schleifband 34 wird von der ersten Bandrolle 62 über eine erste Führungsrolle 36 an die Kontaktrolle 42 geführt. Die Kontaktrolle 42 ist an einer Schwinge 70 gelagert, auf die durch eine Andrückvorrichtung 46 Druck ausgeübt wird. Dadurch drückt die Kontaktrolle 42 das unverbrauchte Schleifband 34a gegen die zu bearbeitende Werkstückoberfläche. Der von der Kontaktrolle 42 auf das Werkstück auszuübende Druck kann mittels einer Justiervorrichtung bestehend aus einer Aussparung 72, in die eine Justierschraube 74 eingreift, genau bemessen werden. Von der Kontaktrolle 42 aus wird das nunmehr verbrauchte Schleifband 34b nach jedem Bearbeitungsvorgang über eine zweite Führungsrolle 40 an die zweite Bandrolle 64 transportiert. Jedoch ist es auch möglich, mittels dem zweiten Antriebsmotor des Schleifbandes 34 in eine kontinuierliche Bewegung während des Bearbeitungsvorganges zu versetzen. Die Kontaktrolle 42 und die Führungsrolle 38 sind in einer Lagerplatte 44 gelagert, welche mit der Andrückvorrichtung 46 lösbar verbunden ist. Dadurch ist eine einfache und schnelle Austauschbarkeit der Kontaktrolle 42 sowie der Führungsrolle 38 gewährleistet.

Die erste, zweite und dritte Führungsrolle 36, 38, 40 kann jeweils zur Sicherstellung der seitlichen Führbarkeit des Schleifbandes mit seitlichen Bunden versehen sein.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maschine wird aus Fig. 3 erkennbar. Es ist nämlich die Schwenkbarkeit der gesamten erfindungsgemäßen Maschine 10 um einen Winkel relativ zu der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes gezeigt. Man erkennt, daß die Bogenführung 14 in dem Sockel 16 schwenkbar geführt ist, wodurch eine Verkippung der erfindungsgemäßen Maschine zur Oberflächenbearbeitung ermöglicht wird. Eine Anpassung an verschiedene Durchmesser von zu verarbeitenden Werkstücken, insbesondere von Walzen, ist somit durch einen einfachen Verstellmechanismus gegeben. Durch die Verkippbarkeit der erfindungsgemäßen Maschine 10 ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß größere ebene Flächen poliert werden können.

Claims (9)

1. Maschine zum Schleifen, Kurzhubhonen und Polieren der Außenoberfläche von gekrümmten oder ebenen Werkstücken, die mindestens je ein Bandschleif- (11), ein Kurzhubhon- (13) und ein Polieraggregat (15) aufweist, wobei die Aggregate (11; 13; 15) parallel zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche nebeneinander auf dem Bett (12) der Maschine (10) angeordnet sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Aggregate (11; 13; 15) jeweils über eine gemeinsame oder mehrere einzelne Aufnahmeplatte(n) (20; 20a) auf einem Schlitten (18; 18a) befestigt sind, der parallel zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche auf dem Bett (12) verschiebbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett (12) auf einem Sockel (16) mittels einer Bogenführung (14) schwenkbar angeordnet ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine den erforderlichen Bearbeitungsdruck zwischen dem Werkzeug (52) des Kurzhubhonaggregats (13) sowie dem Werkzeug (54) des Polieraggregats (15) und dem Werkstück erzeugende Andrückvorrichtung (48) auf der oder den Aufnahmeplatte(n) (20; 20a) befestigt ist und daß das Bandschleifaggregat (11) eine gesonderte Andrückvorrichtung (46) für den Bearbeitungsdruck zwischen seinem Schleifband (34) und dem Werkstück aufweist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Andrückvorrichtungen (46; 48) erzeugte Druck steuerbar ist.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitten (18; 18a) durch einen mittels eines regelbaren Antriebsmotors (22) angetriebenen Doppelexzenter gegensinnig oszillierend angetrieben sind.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandschleifaggregat (11) ein Gehäuse (28) aufweist, in welchem eine erste Bandrolle (62) für den unverbrauchten Teil (34a) und eine von einem Getriebemotor (68) drehangetriebene zweite Bandrolle (64) für den verbrauchten Teil (34b) des Schleifbands (34) angeordnet sind, und daß das Schleifband (34) von der ersten Bandrolle (62) zu der zweiten Bandrolle (64) über mehrere Führungsrollen (36; 38; 40) und eine Kontaktrolle (42) geführt ist.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebemotor (68) drehzahlregelbar ist.

9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (36; 38; 40) mit seitlichen Bunden versehen sind.