DE19753954A1 - Vorrichtung zum Betätigen des Sattelschlittens einer Bürstenmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf dem Gebiet der Bürstenmaschinen und insbesondere auf eine Betätigungsvorrichtung für den Sattelschlitten einer derartigen Maschine.

Das Bürsten ist eine mechanische Bearbeitung der Metalloberfläche und besteht in der Fertigbearbeitung der Oberfläche mittels Stahldrahtbürsten oder Schleifwalzen, die mit einer Drehgeschwindigkeit von ungefähr 1000 U/Minute rotieren. Jede Bürste oder Schleifwalze wird von einem Sattelschlitten oder Werkzeugkopf getragen, der sich mit einer geradlinigen Hin- und Herbewegung, parallel zur Werkstücksoberfläche und quer zu der Richtung, gemäß der das Werkstück der Bürstenmaschine zugeführt wird, bewegen kann.

Generell besteht die Bürstenmaschine aus mehreren Sattelschlitten, beispielsweise drei, jeder davon ist mit einer Schleifwalze ausgestattet, um eine spezielle Oberflächenbearbeitung auszuführen: die erste Schleifwalze führt eine Grobbearbeitung durch, die zweite eine Zwischenbearbeitung und dritte die eigentliche Fertigbearbeitung.

Der Schliffgüte hängt von der Frequenz und der dem Sattelschlitten auferlegten Schwenkweite der geradlinigen Bewegung und der Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks ab.

Um dem Sattelschlitten die nötige geradlinige Hin- und Herbewegung zu geben, wird gewöhnlicherweise ein normales Kurbelgetriebe verwendet, dessen Bewegungs­ ebene senkrecht zur Bewegungsebene des Werkstücks liegt. Wenngleich dieses Getriebe sehr zuverlässig ist, kann damit die hohe Leistung und Herstellungsqualität, die gegenwärtig von den Bürstenmaschinen gefordert werden, nicht erreicht werden.

Tatsächlich ist es mit dem bisher verwendeten gewöhnlichen Kurbelgetriebe zur Betätigung des Sattelschlittens nicht möglich, mit einer hohen Schwenkfrequenz zu arbeiten, insofern als die aus dem Sattelschlitten und der entsprechenden Schleifwalze gebildete Gruppe von beträchtlichen Ausmaßen und folglich eine große Masse ist. Deshalb muß die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks bei gleicher Schliffgüte relativ klein gehalten werden, was zum Nachteil der produktiven Leistungsfähigkeit der Bürstenmaschine geht.

Darüber hinaus, da die Bewegungsebene des Kurbelgetriebes senkrecht zur Bewegungsebene des Werkstücks liegt, übertragen sich die normalen Komponenten je nach den im Kurbelgetriebe wirkenden Kräften, außer auf das Untergestell der Bürstenmaschine, auch auf das Werkstück und erzeugen dadurch auf seiner Oberfläche eine unerwünschte Wirkung, was beim Erreichen von Extremfällen zu Querspuren gegenüber der Vorschubrichtung des Werkstücks führen kann.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Betätigungsvorrichtung für den Sattelschlitten einer Bürstenmaschine zu schaffen, die vom kinematischen Gesichtspunkt her dem normalen Kurbelgetriebe äquivalent ist, aber mit einer höheren Bewegungsfrequenz: arbeiten kann, so daß die produktive Leistungsfähigkeit der Bürstenmaschine gesteigert wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Betätigungsvorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, womit die Bildung von unerwünschten Oberflächenauswirkungen auf dem Werkstück vermieden werden, so daß eine höhere Produktionsgüte ausgeführt wird.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zum Betätigen des Sattelschlittens einer Bürstenmaschine von der Art bestehend aus mechanischen Mitteln zur Umwandlung der Umdrehungsbewegung einer Antriebswelle in eine geradlinige Hin- und Herbewegung des Sattelschlittens, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsebene der mechanischen Mittel parallel zur Bewegungsebene des Werkstücks angeordnet ist.

Vorzugsweise bestehen die mechanischen Mittel für die Bewegungsumwandlung aus einem mit der Antriebswelle verkeilten Exzenter und einem in der Exzentermitte angelenkten Querschlitten, der in geradlinigen und parallelen Führungen verschiebbar ist, die im Sattelschlittenkörper vorgesehen und rechtwinklig zu seiner Bewegungsrichtung angeordnet sind.

Für die gleichförmige aber regulierbare Drehung des Exzenters, weist zweckmäßigerweise der Antrieb zum Drehen des Exzenters, im allgemeinen bestehend aus einem Elektromotor, einem Untersetzungsgetriebe und einem Regler, diese ihre Komponenten in koaxialer Anordnung auf.

Vorteilhafterweise ist der Exzenter mit Mitteln zum Regulieren seiner Exzentrizität ausgestattet, um die Schwenkweite des Sattelschlittens zu regulieren.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der anliegenden Zeichnungen genauer erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht von einer Betätigungsvorrichtung für einen auf eine Bürsten­ maschine angebrachten Sattelschlitten bekannter Art;

Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie II-II der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 3 eine Stirnansicht von einer auf eine Bürstenmaschine angebrachte erfindungsgemäße Vorschubvorrichtung für einen Sattelschlitten;

Fig. 4 eine Draufsicht von oben der Betätigungsvorrichtung für einen in Fig. 3 dargestellten Sattelschlitten;

Fig. 5 eine Draufsicht von oben des in der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung verwendeten Exzenters.

In Fig. 1 und 2 ist eine auf dem Gebiet bekannte Verwirklichungsform einer Vorrichtung zum Betätigen des Sattelschlittens einer Bürstenmaschine veranschaulicht. Diese in den Figuren mit M bezeichnete Vorrichtung ist ein normales Kurbelgetriebe, der die Drehbewegung der Kurbel AO um die Drehachse O in eine geradlinige Hin- und Herbewegung entlang der Achse X des an die Kurbelstange AB an die Gelenkachse B angelenkten Sattelschlittens S umwandelt. Wie ersichtlich, befindet sich die Bewegungsebene des Kurbelgetriebes M senkrecht zur Bewegungsebene des Werkstücks.

Mit Bezug auf Fig. 3, 4 und 5 ist darin die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung im Komplex mit 10 bezeichnet, die für den Sattelschlitten S einer Bürstenmaschine MU bestimmt ist. Die Vorrichtung 10 besteht aus einem Exzenter 11, der gleichförmig aber regulierbar um die Achse O rotiert durch die Betätigung eines Antriebs bestehend aus einem Elektromotor 12, einem Untersetzungsgetriebe und einem Regler 14, die koaxial angeordnet sind und einem am Exzenter 11 in A angelenkten Querschlitten 15, der auf Rollen in geradlinigen und parallen Führungen 16 verschiebbar ist, die im Körper des Sattelschlittens S vorgesehen und rechtwinklig zu seiner in den Figuren mit X bezeichneten Bewegungsrichtung angeordnet sind.

Einem Erfindungsmerkmal entsprechend bewegt sich der Querschlitten 15, da er in A am Exzenter 11 angelenkt ist, mit einer gleichförmigen aber regulierbaren Drehbewegung um O und seine Bewegung ist aus zwei harmonischen Bewegungen mit gleicher Frequenz, Weite und Mittelpunkt gebildet, die entlang zweier rechtwinklichen Achsen X und Y erfolgen, die erste davon, wie aus den Figuren ersichtlich, fällt mit der vom Sattelschlitten S in R abgestützten Achse der Schleifwalze (nicht dargestellt) zusammen, während die zweite zu ihr senkrecht ist. Insbesondere ist die harmonische Bewegung entlang der Achse X eine auf den Sattelschlitten S übertragene Arbeitsbewegung, während die harmonische Bewegung entlang der Achse Y eine Leerlaufbewegung entlang den Führungen 16 ist. Daher wandelt der in A an den Exzenter 11 angelenkte Querschlitten 15 die Drehbewegung des Exzenters 11 um O in eine harmonische Bewegung entlang der Achse X des Sattelschlittens S um.

Die Exzentrizität E des Exzenters 11 wird über die Einstellschrauben 17 geregelt und dies erlaubt die Änderung der Schwenkweite des Sattelschlittens S in Übereinstimmung mit den Arbeitsanforderungen.

Einem weiteren Erfindungsmerkmal entsprechend liegt die Bewegungsebene XY des Querschlittens 15 parallel zur Bewegungsebene des Werkstücks und deshalb wirken Kraftkomponenten nicht darauf ein, die unerwünschte Oberflächenauswirkungen hervorrufen und ggfls. auch Spuren auf der zu bearbeitenden Fläche hinterlassen könnten.

Der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 betätigte Sattelschlitten S ist mit einer Kugellagerbuchse 18 ausgestattet, die auf zwei mit dem Untergestell der Bürstenmaschine MU durch die Stützlager 20 verbundenen Wellen 19 verschiebbar ist.

Aus Versuchen, die mit der erfindungsmäßigen Vorrichtung 10 gemacht wurden, ging hervor, daß es möglich ist, einem Sattelschlitten, der eine Schleifwalze mit einer Masse von 400 Kg aushält, eine harmonische Bewegung mit der Frequenz von 11,67 Hz und einer Schwenkweite von 4 mm zu verleihen, Werte, die mit Kurbelgetrieben in den Betätigungsvorrichtungen herkömmlicher Art unerreichbar sind.

Auf diese Weise erhält man mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die beiden Zwecke, die sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gemacht hat.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Betätigen des Sattelschlittens einer Bürstenmaschine, von der Art bestehend aus mechanischen Mitteln zur Umwandlung der Umdrehungsbewegung einer Antriebsweile in eine geradlinige Hin- und Herbewegung des Sattelschlittens, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mechanischen Mittel auf einer Bewegungsebene, die parallel zur Bewegungsebene des Werkstücks ist, bewegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Mittel für die Bewegungsumwandlung aus einem auf die Antriebswelle verkeilten Exzenter und einem in der Exzentermitte angelenkten Querschlitten, der in geradlinigen und parallelen Führungen verschiebbar ist die im Sattelschlittenkörper vorgesehen und rechtwinklig zu seiner Bewegungsrichtung angeordnet sind, bestehen.

3. Vorrichtung nach den vorausgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß, für die gleichförmige aber regulierbare Drehung des Exzenters, der Antrieb zum Drehen des Exzenters, im allgemeinen bestehend aus einem Elektromotor, einem Untersetzungsgetriebe und einem Regler, diese ihre Komponenten in koaxialer Anordnung aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter mit Mitteln zum Regulieren seiner Exzentrizität ausgestattet ist, um die Schwenkweite des Sattelschlittens zu regulieren.