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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren von Werkstücken beim spitzenlosen Durchlaufschleifen. Ferner betrifft die Erfindung eine zur Durchführung eines solchen Positionierverfahrens geeignete Vorrichtung.
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Die
WO 2018/162002 A1 offenbart eine Beladungseinrichtung für eine Einstechschleifmaschine zum spitzenlosen Außenrundschleifen. Die bekannte Beladungseinrichtung umfasst einen Aufnahmerahmen zur Aufnahme eines zur bearbeitenden Rohwerkstücks sowie einen Auflagekörper, durch welchen ein Auflageboden für das Rohwerkstück gebildet ist. An dem Aufnahmerahmen kann ein Verlagerungsaktor zum axialen Verlagern des Aufnahmerahmens relativ zum Auflagekörper angreifen. Ferner weist der Aufnahmerahmen an einer in axialer Richtung weisenden Stirnseite einen Förderanschlag zum Herausbefördern eines in dem Schleifspalt angeordneten Endwerkstücks auf.
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Eine in der
DD 0154 886 A1 beschriebene Vorrichtung zum automatischen Zu- und Abführen rotationssymmetrischer Werkstücke an spitzenlosen Außenrundschleifmaschinen sieht eine Werkstückwechselposition vor, die fest über dem Schleifspalt angeordnet ist. Die Vorrichtung nach der
DD 0154 886 A1 umfasst einen unter dem Schleifspalt angeordneten vertikal bewegbaren Schieber, der das Fertigteil in eine darüber angeordnete prismatisch ausgebildete Werkstückwechselposition hebt.
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Eine in der
DE 1 402 590 B beschriebene spitzenlose Schleifmaschine umfasst eine Schleifscheibe und eine im entgegengesetzten Sinn umlaufende Regelscheibe, die gegeneinander verschiebbar sind. Ferner umfasst die spitzenlose Schleifmaschine eine schrittweise drehbare Werkstückträgerscheibe, die die Werkstücke von einer Aufgabestation zur Schleifstelle zwischen Schleif- und Regelscheibe und von dort zu einer Ausgabestation transportiert.
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Die
DE 860 468 B offenbart eine Einrichtung zum Spitzenlosschleifen zylindrischer Flächen, wobei davon ausgegangen wird, dass sich für das Außenschleifen eine Anordnung bewährt hat, bei welcher das Werkstück während der Schleifbearbeitung durch eine antreibende Regelscheibe und ein Stützlineal geführt wird, welches prinzipiell durch eine Stützrolle ersetzbar ist. In der
DE 860 468 B wird vorgeschlagen, das Werkstück zwischen drei im Kreis um das Werkstück angeordneten Führungskörpern zu führen und zu drehen, wobei die Führungskörper in veränderbarem, aber unter sich im Wesentlichen gleichem Abstand von der Mitte des Führungssystems gehalten sind.
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Die
DE 479 068 A schlägt die Unterstützung spitzenlos zu schleifender, abgesetzter Werkstücke durch unterhalb des Werkstücks angeordnete, an der Auflagefläche abgeschrägte Auflagerstücke vor. Konkret wird zur Werkstückauflage ein Stahllineal vorgeschlagen, dessen Höhenlage einstellbar ist. Beidseitig eines Lineals können einstellbare, unter Federdruck stehende Führungsbacken angeordnet sein.
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Weitere Auflage- und Einlegevorrichtungen für spitzenlose Schleifmaschinen sind in den Dokumenten
DE 1 039 400 B und
DE 103 16 956 B4 offenbart. Im letztgenannten Fall ist ein Magazin, in welchem sich zu bearbeitende Teile befinden, ebenso wie eine Zuführung, in die die Teile vom Magazin aus fallen, austauschbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickelte, rationell umsetzbare Möglichkeiten zum Positionieren von Werkstücken an der Ein- und/oder Auslaufseite einer Maschine zum spitzenlosen Durchlaufschleifen anzugeben, wobei insbesondere eine unkomplizierte Umrüstmöglichkeit auf verschiedene Werkstückdurchmesser angestrebt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine zum Positionieren von Werkstücken beim spitzenlosen Durchlaufschleifen vorgesehene Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Positionieren von Werkstücken gemäß Anspruch 6. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Positionierverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Positioniervorrichtung, und umgekehrt.
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Die Positioniervorrichtung umfasst zwei eine Auflageschiene flankierende Führungsbacken, welche parallel zueinander angeordnet und unabhängig voneinander in dieselbe Richtung, typischerweise vertikal, unter Konstanthaltung ihres Abstandes verschiebbar sind, wobei die Führungsbacken jeweils einen nicht parallel zur Verschieberichtung ausgerichteten Abschnitt aufweisen, welcher zur Werkstückauflage vorgesehen ist, so dass eine Werkstückmittelachse durch in Verschieberichtung erfolgende Verstellungen der Führungsbacken quer zur Verschieberichtung verlagerbar ist.
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Damit ist es möglich, rotationssymmetrische Werkstücke eines ersten Durchmessers mit einer ersten Einstellung der Führungsbacken zu positionieren und eine Umrüstung für Werkstücke eines zweiten Durchmessers vorzunehmen, indem die Führungsbacken unter Konstanthaltung ihres Abstandes, jedoch in unterschiedlichem Maße längs einer festgelegten, typischerweise vertikalen Achse, welche orthogonal zur Förderrichtung der Werkstücke ausgerichtet ist, verstellt werden.
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In typischer Ausgestaltung werden die Werkstücke im Wesentlichen in ihrer Längsrichtung horizontal gefördert. Dementsprechend ist die Auflageschiene horizontal ausgerichtet, während die beiden Führungsbacken in aufrechter Position beidseitig neben der Auflageschiene angeordnet sind. Die Verschieberichtung der Führungsbacken ist in dieser Anordnung vertikal. Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass Verstellungen der Führungsbacken quer zur Verschieberichtung zur Anpassung auf verschiedene Werkstückdurchmesser nicht erforderlich sind. Vielmehr ist eine einfach gestaltete Linearführung einer jeden Führungsbacke ausreichend, welche eine Höhenverstellung der Führungsbacke ermöglicht.
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Gemäß einer geometrisch einfachen Bauform können die Führungsbacken jeweils einen in sich geraden, schräg zur Verschieberichtung gestellten, zur Werkstückauflage vorgesehenen Abschnitt aufweisen.
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Alternativ sind Führungsbacken verwendbar, welche jeweils einen gekrümmten zur Werkstückauflage vorgesehenen Abschnitt aufweisen. Die Krümmungen können hierbei derart gestaltet sein, dass im Bereich kleiner Werkstückdurchmesser eine Höhenverstellung einer Führungsbacke um einen bestimmten Betrag zu einer Anpassung auf einen lediglich gering geänderten Werkstückdurchmesser führt, wogegen im Bereich größerer Werkstückdurchmesser eine Höhenverstellung der Führungsbacke um den entsprechenden Betrag mit einer größeren Änderung des passenden Werkstückdurchmessers einhergeht.
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Gemäß einer möglichen Weiterbildung weisen die Führungsbacken jeweils mehrere Stufen auf, welche verschiedene zur Werkstückauflage vorgesehene Abschnitte voneinander trennen. Diese Ausgestaltung kommt insbesondere dann in Betracht, wenn Werkstücke in verschiedenen Durchmesserbereichen zu bearbeiten sind, wobei keine Überschneidungen zwischen den Durchmesserbereichen gegeben sind.
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Die Auflageschiene, welche die Werkstücke abstützt, kann eine in axialer Ansicht schräggestellte Kontaktfläche, welche die Werkstücke berührt, aufweisen. Der Begriff axial bezieht sich hierbei auf die Ausrichtung der rotationssymmetrischen Werkstücke. Die Auflageschiene kann, ebenso wie die Führungsbacken, mechanisch oder motorisiert, insbesondere elektronisch ansteuerbar, verstellbar sein.
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Die Kontaktpunkte zwischen den Werkstücken einerseits und der Auflageschiene sowie den Führungsbacken andererseits können sich durch die Umstellung zwischen verschiedenen Werkstückedurchmessern quer zur Förderrichtung, das heißt zur Axialrichtung der Werkstücke, verlagern. Dies gilt sowohl in Fällen, in denen die Führungsbacken zur Anpassung auf verschiedene Werkstückdurchmesser in dieselbe Richtung verstellt werden, als auch für Fälle, in denen die Führungsbacken in entgegengesetzte Richtungen verstellt werden. Die Kontaktbereiche zwischen den Führungsbacken und den Werkstücken können verstärkt sein, um Verschleiß entgegenzuwirken. Im Übrigen ist die Basisgeometrie der Führungsbacken derart gestaltbar, dass die Führungsbacken in eine gängige Schnellspannung innerhalb einer Mechanik zur Höhenverstellung einsetzbar sind. Prinzipiell gleich gestaltete Vorrichtungen zum Positionieren von Werkstücken können sich am Einlauf und/oder Auslauf einer Maschine zum spitzenlosen Durchlaufschleifen befinden.
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Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- 1 eine Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken in einer ersten Einstellung,
- 2 die Vorrichtung nach 1, eingestellt auf einen anderen Werkstückdurchmesser,
- 3 und 4 verschiedene Möglichkeiten der Positionierung ein und desselben Werkstücks mit der Vorrichtung nach 1,
- 5 eine alternative Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken, eingestellt auf einen kleinen Werkstückdurchmesser,
- 6 die Vorrichtung nach 5, eingestellt auf einen größeren Werkstückdurchmesser,
- 7 eine weitere Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken, eingestellt auf einen kleinen Werkstückdurchmesser,
- 8 die Vorrichtung nach 7, eingestellt auf einen größeren Werkstückdurchmesser,
- 9 Komponenten einer Schleifmaschine in perspektivischer Ansicht,
- 10 die Anordnung nach 9 in schematischer Draufsicht.
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Die folgenden Erläuterungen gelten, soweit nicht anders angegeben, für sämtliche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken 2 ist am Werkstückeinlauf 17 sowie Werkstückauslauf 18 einer in den 9 und 10 lediglich andeutungsweise dargestellten Schleifmaschine vorgesehen, welche eine Schleifscheibe 12 und eine Regelscheibe 13 umfasst. Der Schleifspalt ist mit 14 bezeichnet. Die zu schleifenden Werkstücke 2 werden im Wesentlichen in horizontaler Richtung (y-Richtung) gefördert. Die in y-Richtung ausgerichteten Achsen der Schleifscheibe 12 sowie der Regelscheibe 13 sind mit W1, W2 bezeichnet.
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Die Positioniervorrichtung 1 umfasst zwei Führungsbacken 3, 4, welche in vertikaler Verstellrichtung VR (z-Richtung) verstellbar sind. Ebenso ist eine Auflageschiene 7 in z-Richtung verstellbar. Der mit a bezeichnete Abstand zwischen den Führungsbacken 3, 4, welcher in x-Richtung, das quer zur Förderrichtung, zu messen ist, bleibt in den im Folgenden beschriebenen Fällen stets konstant. Die zu bearbeitenden, im Wesentlichen zylindrischen Werkstücke 2 weisen verschiedene Durchmesser d1, d2 auf. Die Werkstückmittelachse ist mit MW angegeben.
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Die Führungsbacken 3, 4 weisen in allen Ausführungsformen einen schrägen, gekrümmten oder gestuften Abschnitt 5, 6 als vordersten, das heißt am weitesten oben liegenden Abschnitt auf. Die Schrägstellung der Abschnitte 5, 6 drückt sich in Winkeln α, β von mehr als 90° an der Oberkante der Führungsbacken 3, 4 aus.
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Das Werkstück 2 kontaktiert die Positioniervorrichtung 1 in allen Fällen an Kontaktpunkten 8, 9 an den Führungsbacken 3, 4, sowie an einem Kontaktpunkt 10 an der Auflageschiene 7, wobei sich der letztgenannte Kontaktpunkt 10 an einer schräggestellten Oberfläche, das heißt in Relation zur x-y-Ebene verkippten Ebene, der Auflageschiene 7 befindet. Im Übrigen weist die Auflageschiene 7 eine konstante Dicke auf. Dies gilt auch für die mit 11 bezeichneten Basisabschnitte der Führungsbacken 3, 4, welche zur Befestigung in einer Schnellspannvorrichtung vorgesehen sind.
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In der Bauform nach 1 sind die Abschnitte 5, 6 der Führungsbacken 4, 3 jeweils in sich gerade. In 1 ist die Führung eines relativ kleinen, die Form eines Rohrabschnitts aufweisenden Werkstücks 2 mit einem Außendurchmesser d1, in 2 die Führung eines vergleichsweise großen, ebenfalls ansatzweise rohrförmigen Werkstücks 2, dessen Durchmesser mit d2 bezeichnet ist, skizziert. In gleicher Weise sind selbstverständlich auch massive rotationssymmetrische Bauteile bearbeitbar.
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Deutlich erkennbar ist in 1 die unterschiedliche Höheneinstellung der Führungsbacken 3, 4, wobei auch die Höheneinstellung der Auflageschiene 7 beim Werkstückwechsel anzupassen ist. Die Höhenverstellung der Führungsbacken 3, 4 sowie der Auflageschiene 7 erfolgt im vorliegenden Fall elektromechanisch mit elektronischer Steuerung.
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Die Positioniervorrichtung 1 ist auch nutzbar, um die Lage der Werkstückmittelachse MW in Querrichtung, das heißt x-Richtung, zu variieren, wie in den 3 und 4 veranschaulicht ist. In diesem Fall wird die Führungsbacke 3 nach oben und zugleich die Führungsbacke 4 nach unten verfahren, um den Kontaktpunkt 10 und damit zugleich die Werkstückmittelachse MW nach rechts zu verlagern. Die Werkstückmittelachse MW liegt somit nicht in jedem Fall in einer Mittelebene, welche zwischen die Außenflächen der Führungsbacken 3, 4 gelegt ist. Dies ermöglicht insbesondere eine Feineinstellung im Werkstückeinlauf 17, bei Bedarf auch im Werkstückauslauf 18.
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Das Ausführungsbeispiel nach den 5 und 6 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 4 dadurch, dass die Abschnitte 5, 6 der Führungsbacken 3, 4 gekrümmt ausgeführt sind. Auch in diesem Fall liegt das Werkstück 2 an insgesamt drei Kontaktpunkten 8, 9, 10 der Positioniervorrichtung 1 an. Die Bezeichnung „Kontaktpunkte“ bezieht sich auf die in den Figuren gezeigten Schnitte. Tatsächlich sind linienförmige Kontaktbereiche gegeben. Bereits geringe Höhenverstellungen der Führungsbacken 3, 4 sind ausreichend, um die Positioniervorrichtung 1 an Werkstücke 2 deutlich unterschiedlicher Dimensionierung anzupassen, wie ein Vergleich der 5 und 6 zeigt.
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Im Ausführungsbeispiel nach den 7 und 8 ist jeder Abschnitt 5, 6 der Führungsbacken 3, 4 aus mehreren, im vorliegenden Fall drei, schrägen Teilabschnitten 15 gebildet, welche durch Stufen 16 voneinander getrennt sind. Die Teilabschnitte 15 einer jeden Führungsbacke 3, 4 liegen jeweils in drei zueinander parallelen Ebenen. Während der Führung ein und desselben Werkstücks 2 sind höchstens geringe Höhenverstellungen der Führungsbacken 3, 4 vorgesehen, sodass die Kontaktpunkte 8, 9 nicht über eine Stufe 16 wandern. Was die Zusammenhänge zwischen Höheneinstellung der Führungsbacken 3, 4 und hierzu passendem Werkstückdurchmesser d1, d2 betrifft, verhält sich die Positioniervorrichtung 1 nach 7 entsprechend der Vorrichtung 1 nach 1, solange die Kontaktpunkte 8, 9 im Bereich derselben schrägen Teilabschnitte 15 bleiben. Zugleich ist durch die im Fall von 7 gegebene Zahnstruktur der Abschnitte 5, 6 insgesamt ein größerer Verstellbereich der Positioniervorrichtung 1 gegeben, wobei auch in diesem Fall der Abstand a im gesamten Verstellbereich konstant gehalten wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Positioniervorrichtung
- 2
- Werkstück
- 3
- Führungsbacke
- 4
- Führungsbacke
- 5
- schräger, gekrümmter oder gestufter Abschnitt der Führungsbacke 3
- 6
- schräger, gekrümmter oder gestufter Abschnitt der Führungsbacke 4
- 7
- Auflageschiene
- 8
- Kontaktpunkt an der Führungsbacke 3
- 9
- Kontaktpunkt an der Führungsbacke 4
- 10
- Kontaktpunkt an der Auflageschiene
- 11
- Basisabschnitt der Führungsbacke
- 12
- Werkzeug
- 13
- Werkzeug
- 14
- Schleifspalt
- 15
- schräger Teilabschnitt
- 16
- Stufe
- 17
- Werkstückeinlauf
- 18
- Werkstückauslauf
- α, β
- Winkel
- a
- Abstand
- d1, d2
- Durchmesser des Werkstücks
- MW
- Mittelachse des Werkstücks
- VR
- Verstellrichtung
- W1
- Werkzeugachse
- W2
- Werkzeugachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2018/162002 A1 [0002]
- DD 0154886 A1 [0003]
- DE 1402590 B [0004]
- DE 860468 B [0005]
- DE 479068 A [0006]
- DE 1039400 B [0007]
- DE 10316956 B4 [0007]
