DE3537382C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pendelschleifmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Eine derartige Pendelschleifmaschine ist nach der US-PS 23 47 503 bekannt. Um einem übermäßig starken Abschliff im Bereich der Knüp­ pelkanten zu begegnen, wird die Schleiftiefe hierbei begrenzt, indem den Knüppeln der Drehantrieb über ein Ungleichförmigkeitsge­ triebe derart vermittelt wird, daß die Drehbewegung in dem Bereich, in welchem die Umfangsschleifscheibe auf die Kanten einwirkt, schneller als im übrigen Bereich ist. Weiterhin ist danach bekannt, den Schleifdruck der Umfangsschleifscheibe im Kantenbereich der Knüppel herabzusetzen. Für beide Fälle werden verhältnismäßig auf­ wendige Mittel benötigt, um die periodischen Änderungen vornehmen zu können.

Nach der US-PS 38 38 541 ist es weiterhin bekannt, die Umfangs­ schleifscheibe am Ende eines Hebels mit steuerbarer Anpreßkraft zu lagern, so daß sich die Umfangsschleifscheibe auf unterschiedliche Höhenlagen der zu bearbeitenden Halbzeugoberfläche, wie sie sich durch Exzentrizität beim Umlauf von zu bearbeitenden Rohroberflächen ergeben, einstellen kann. Für diesen Zweck ist eine be­ sondere Steuervorrichtung vorgesehen, welche pneumatische Stellglieder beaufschlagt. Die zu bearbeitenden, rohrförmigen Werk­ stücke liegen während der Bearbeitung auf Rollen auf, die zu einem mittels Rädern auf Schienen verfahrbaren Wagen gehören. Das rohrförmige Werkstück erfährt eine Drehbewegung, die über einen An­ trieb der Rollen mitgeteilt werden kann.

Die AT-PS 2 03 391 sieht zur Vermeidung eines unzulässigen Ab­ schliffs im Kantenbereich gleichfalls vor, zu bearbeitende Knüppel mit ungleichförmiger Drehgeschwindigkeit derart anzutreiben, daß die Drehung in den Kantenbereichen größer als in den Seitenberei­ chen der Knüppel ist. Die Steuerung des Drehantriebs wird von einer dem Querschnitt des Knüppels entsprechenden Kopiereinrichtung abgeleitet. Der Knüppel wird im Arbeitsbereich von Drehlagern ge­ stützt und durch einen endseitigen Einspannkopf in Drehbewegung versetzt sowie axial verschoben. Am Ende des axialen Vorschubes wird der Einspannkopf gelöst und ein am anderen Knüppelende vorge­ sehener Einspannkopf für die gleichen Antriebe verwendet.

Von einleitend benannten Stand der Technik ausgehend liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte und insbe­ sondere einfachere konstruktive Lösung für das Problem des übermäßig starken Abschliffs im Bereich der Knüppelkanten zu schaffen, wobei dennoch die Schleiftiefe sehr hoch sein soll.

Diese Aufgabe ist durch die in den Patentansprüchen ge­ machten Vorschläge gelöst.

Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Lagerung der Knüppel laufen die ihn stützenden, parallelen Walzen lose um. Bei einem Umlauf werden die Mittenbereiche stärker angehoben als die Kantenbereiche. Auf diese Weise werden die Mittenbereiche einem stärkeren Schleif­ druck ausgesetzt als die Kantenbereiche, was in bekannter Weise dazu führt, daß in den Mittenbereichen mehr Material abgetragen wird als in den Kantenbereichen. Der Querschnittsmittelpunkt bewegt sich während eines Umlaufs auf einer Bahn, die etwa einer stehenden Ellipse entspricht, weil die jeweiligen Kanten zwischen den Walzen eine tiefere Lage einnehmen als die Mittenbereiche. Demnach läßt sich ein gleichförmiger Drehantrieb des Knüppels verwenden, der über das endseitig am Knüppel angreifende Spannfutter vermittelt wird.

Die wechselnde Höhenlage der Knüppel wird von der Ausgleichskupp­ lung zwischen Spannfutter und dem zugehörigen Drehantrieb berück­ sichtigt. Der Drehantrieb läßt sich sowohl beidseitig wie einseitig auf den Knüppel übertragen. Dies ermöglicht eine Betriebsweise, bei welcher der in Vorschubrichtung verfahrbare Schleifscheibenschlit­ ten zunächst von einem nicht eingespannten Halbzeugende ausgehen und sodann in Richtung auf das gegenüberliegende Spannfutter vorge­ fahren werden kann. Wenn das zunächst freibleibende Ende geschlif­ fen ist, greift an diesem der zugehörige Drehantrieb an, während sich der Schleifscheibenschlitten weiter entfernt. Der gegenüber­ liegende Drehantrieb fährt schließlich aus seiner Eingriffsstellung mit dem Halbzeug heraus, so daß das gegenüberliegende Halbzeugende von der vorfahrenden Schleifscheibe ebenfalls voll geschliffen wer­ den kann. Beim nächsten Knüppel wiederholt sich das Spiel mit umge­ kehrter Richtungsfolge.

Als Ausgleichskupplung eignet sich insbesondere eine Doppelgelenk­ welle.

Um Knüppel mit unterschiedlichen Abmessungen verarbeiten zu können, ist der Abstand der Walzen voneinander zweckmäßigerweise einstellbar. Bei Knüppeln mit größerem Querschnitt wird eine größere Ab­ standslage der Walzen gewählt, um die gleichen Relationen des Schleifdruckes wie bei kleineren Knüppeln zu erreichen. Die Schleifkraft ergibt sich in jedem Falle, wenn die Schleifscheibe auf dem Halbzeug aufliegt, durch ihr eigenes Auflagegewicht. Man kann aber auch die Schleifkraft noch durch am Schleifscheibenarm angreifende Hydraulikzylinder erhöhen.

Der Abstand der Walzen voneinander läßt sich weiterhin in Abhängig­ keit von der Drehwinkelstellung der Knüppel steuern. Je weiter die Rollen auseinandergefahren werden, umso stärker verringert sich bei einem Umlauf der Unterschied der Kantenhöhe gegenüber der Mitten­ höhe, so daß der Schleifdruck im Kantenbereich entsprechend größer wird.

Die Dynamik der Drehbewegung des Knüppels läßt sich jedoch auch dadurch berück­ sichtigen, daß der Abstand der Walzen voneinander in Abhängigkeit von der Drehzahl des Knüppels verändert wird. Dadurch läßt sich der unterschiedlichen Trägheit Rechnung tragen, mit der sich die Schleifscheibe im Vergleich zum Knüppel auf unterschiedliche Höhen­ lagen einzustellen vermag.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigt

Fig. 1 eine längsseitige Ansicht einer erfindungsgemäßen Pendelschleifmaschine, ohne den zweiten Drehan­ trieb,

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht der Maschine entsprechend Fig. 1 und

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung entsprechend Fig. 2 im Bereich der Schleifscheibe.

Der Knüppel 1 wird gemäß Fig. 1 von den Walzen 2 gela­ gert. Diesen Walzen 2 entsprechen auf der anderen, in Fig. 1 nicht erkennbaren Seite gegenüberliegende Walzen 3, wie sich aus den Fig. 2 und 3 ergibt. Die Achsen 4 und 5 dieser Wal­ zen 2 und 3 verlaufen parallel zur Längsachse 6 des Knüppels 1. Für die Funktionsweise der Walzen 2; 3 ist wesentlich, daß ihre Umfänge 7 und 8 einen Abstand 9 voneinander besitzen, der kleiner als die Dicke 10 des Knüppels 1 ist. Der Abstand 9 ist, wie Fig. 3 zeigt, prak­ tisch der lichte Abstand der Walzen 2; 3 voneinander. Er ist insbe­ sondere auf unterschiedliche Abmessungen des Knüppels 1 einstell­ bar, so daß die Absinktiefe der Knüppelkanten 29 steuerbar ist. Damit läßt sich erreichen, daß unter Umständen auch ein Schleifen der Knüppelkanten 29 vollkommen vermieden wird. Wie Fig. 2 in ge­ strichelter Darstellung erkennen läßt, wird der tiefste Punkt 29′ einer Knüppelkante 29 dann erreicht, wenn die Walzen 2, 3 mit ihren Umfängen 7, 8 symmetrisch an zwei aneinander angrenzenden Seiten des Knüppels 1 anliegen.

Für den Antrieb des Knüppels 1 sind mit beidseits der Knüppelenden angeordneten Drehantrieben 23 Ausgleichskupplungen in Form von Gelenkwellen 11 vorgesehen, die mit je einem jedem Ende des Knüppels 1 zugeordneten Spannfutter 12 an diesem angreifen und ihn drehen. Zur Herstellung bzw. Auslösung des Eingriffs sind die Drehantriebe 23 entsprechend der Pfeilrichtung 26 vor- bzw. zurückschiebbar.

Der den Arm 14 der Schleifscheibe 13 tra­ gende Schlitten 38 ist in Richtung des Doppelpfeiles 39 vor- bzw. zurückfahrbar. Dabei greift die Schleifscheibe 13 an der Oberfläche des Knüppels 1 an. Zu diesem Zweck ist die Schleifscheibe 13 am Ende des ortsfest an­ gelenkten Armes 14 gelagert, wie vor allem Fig. 3 erkennen läßt. Dieser Arm 14 läßt sich mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 15 ein­ stellen und insbesondere auf eine bestimmte Schleifkraft einre­ gulieren. Zu diesem Zweck ist der Hydraulikzylinder 15 über seine Stutzen 37 bzw. 37′ mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar, die ei­ nem zeichnerisch nicht dargestellten Hydraulikkreislauf ent­ nommen ist. Dabei kann gleichfalls eine entlastende, zusätzliche Drucksteuerung über eine Positionsschablone des Knüppels 1 vorge­ nommen werden, wie dies beispielsweise aus der FR-PS 9 66 400 bekannt ist

Weiterhin ist der Arm mittels eines Stoßdämpfers 16, der wiederum ortsfest angelenkt ist, in seinen Bewegungen gedämpft. Dieser Stoß­ dämpfer 16 ist in Fig. 3 als ein selbständiges Element dargestellt, um seine Funktion unabhängig von derjenigen des Hydraulikzylinders 15 veranschaulichen zu können. Die auf die Hydraulikflüssigkeit drosselnd wirkenden Organe lassen sich indes auch in den Zu- bzw. Ableitungen des Hydraulikzylinders 15 vor­ sehen, so daß bei entsprechender Einstellung auf einen getrennten Stoßdämpfer 16 verzichtet werden kann. Im zeichnerisch wiederge­ gebenen Ausführungsbeispiel findet ein spezieller Dämpfungskolben als Strömungsdrossel 17 Anwendung, der mit Drosselöffnungen ausgeführt ist, die beim Einfahren und Ausfahren unterschiedliche, von Ventil­ klappen abgedeckte Strömungsquerschnitte freigeben.

Während der Zylinder des Stoßdämpfers 16 oberhalb und unterhalb des Stoßdämpferkolbens mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, ist ober­ halb eines dicht mit dem Zylinder geführten Trennkolbens eine sphärische Gasdruckkammer vorgesehen, so daß bei Bewegung des Trenn­ kolbens der Druck in letzterer ansteigt. Nach oben ist die Bewegung des Trennkolbens durch eine eingeprägte Sicke oder dergleichen be­ grenzt. Mithin können Volumenänderungen, die sich durch Einfahren der Kolbenstange in den Zylinder des Stoßdämpfers 16 ergeben, im Ver­ schiebebereich des Trennkolbens ausgeglichen werden.

Der Zylinder des Stoßdämpfers 16 läßt sich auch als eine Leitung 20 auffassen, die gemeinschaftlich mit einer weiteren Leitung 21 ein Hydrauliksystem bildet, in dem eine einstellbare Verzweigung 19 vorgesehen ist. Die Einstellung der Verzweigung 19 erfolgt über ein Stellglied 25, also zweckmäßig über einstellbares Ventil. Letzteres wird mittels eines Einstellorgans 22 betätigt, welches von einem Regler 18 gesteuert wird. Auf diesen Regler 18 ist das Signal eines Sensors 24 geschaltet, der die Geschwindigkeit des Drehantriebes 23 erfaßt. Die Beziehung zwischen der Einstellung des Stellgliedes 25 und der Drehgeschwindigkeit des Drehantriebes 23 wird fallweise empirisch festgelegt und für die Programmierung des Reglers 18 verwendet.

Der Querschnitt der Leitung 21 ist in jedem Falle erheblich größer als der Querschnitt der Drosselöffnungen 27; 28 der Strömungsdrossel 17. Die Drosselöffnungen 27; 28 unterliegen im übrigen der einsei­ tigen Abdeckung mittels Ventilklappen, welche die kleinere Drossel­ öffnung dann freigeben, wenn sich der Arm 14 beim Herannahen der Knüppelkante 29 abzusenken sucht, wohingegen die größere Drossel­ öffnung beim Anheben von ihrer Ventilscheibe freigegeben wird. Das Ausmaß, in dem diese differenzierte Drosselwirkung zustande kommt, hängt in der beschriebenen Weise von der Geschwindigkeit des Dreh­ antriebes ab, der auf das Stellglied 25 einwirkt, so daß im Extrem­ fall, also bei völliger Öffnung des Stellgliedes 25, die Strömungs­ drossel 17 völlig unwirksam wird, weil dann die gesamte Strömung durch die ungedrosselte Leitung 21 führt.

Die Teile 18, 19, 21, 22, 24 und 25 werden sinngemäß im Leitungs­ system des Hydraulikzylinders 15 zusammen mit einer Strömungs­ drossel verwendet, wenn letzterer selbst die Stoßdämpfung übernehmen soll.

Fig. 3 zeigt weiterhin eine um die Achse 36′ des Lagers 36 der Schleifscheibe 13 verschwenkbare Schablone 30 mit einer im wesent­ lichen geraden Unterseite 31. Mit letzterer liegt die Schablone 30 dann auf der unbearbeiteten Oberfläche des Knüppels 1 auf, wenn die Schleifscheibe 13 mittels ihres vorstehenden Segmentes 32 in voller Bearbeitungstiefe das Material abgetragen hat. In der zeichnerisch wiedergegebenen Lage ist dies nicht der Fall, so daß das Segment 32 in voller Höhe frei auf der Oberfläche des Knüppels 1 steht. Zwei Druckfedern 34, 35 stützen die Schablone 30 weiterhin am Arm 14 ab. Somit ist die Schablone 30 in der Normal­ lage parallel zur horizontalen Oberfläche des Knüppels 1 ge­ halten. Die Schrägstellung der Schablone 30 tritt mithin nur dann ein, wenn eine der Knüppelkanten 29 gegen sie drückt.

Man erkennt weiterhin, daß die Schablone 30 mit einem radialen Lagerschlitz 40 versehen ist, so daß die Achse 36′ selbst als Anschlag in der Endstellung gemäß der Zeichnung wirkt. Durch einen zeichnerisch nicht wiedergegebenen, an den Rändern des Schlitzes 40 befestigbaren Gegenanschlag läßt sich die Höhenlage des Schwenklagers der Schablone 30 verändern und insbesondere bei zunehmendem Verschleiß der Schleifscheibe 13 entsprechend verringern, so daß die Schleiftiefe erhalten bleibt.

Claims (5)

1. Pendelschleifmaschine zum Abschleifen eines Knüppels mit im we­ sentlichen quadratischem Querschnitt mit einer Umfangsschleif­ scheibe, bei welchem ein Materialabtrag bis zur Eindringtie­ fe von oberflächennahen Rissen vorzunehmen ist, wobei der Knüp­ pel um seine Längsachse drehangetrieben ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Knüppel (1) auf zwei zu ihm parallelen Walzen (2; 3) aufliegt,
daß der Drehantrieb des Knüppels (1) über mindestens ein endseitig am Knüppel (1) angreifendes Spannfutter (12) er­ folgt, und
daß für den Ausgleich, der sich bei einem Umlauf des Knüppels (1) ergebenden Lageabweichungen seiner Längsachse eine Ausgleichskupplung (11) zwischen dem Spannfutter (12) und dem zugehörigen Drehantrieb (23) vorgesehen ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß als Ausgleichskupplung (11) eine Doppelgelenkwelle verwendet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei an beiden Enden des Knüppels (1) angreifende Spannfutter (12) vorhanden sind und diese in Abhängigkeit von der Stellung der Schleifscheibe (13) in Verbindung mit deren Vorschubbewegungsrichtung wahlweise am Knüppel (1) angreifen.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (9) der Walzen (2; 3) voneinander in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung der Knüppel (1) steuerbar ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (9) der Walzen (2; 3) voneinander in Ab­ hängigkeit von der Drehzahl des Knüppels (1) einstellbar ist.