DE4017751C2 - Maschine zur Rundbearbeitung der Gleitfläche eines Kipphebels - Google Patents
Maschine zur Rundbearbeitung der Gleitfläche eines KipphebelsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Rundbearbeitung der
Gleitflächen eines Kipphebels gemäß Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Eine solche Schleifmaschine ist durch die von der Anmelderin
stammende deutsche Offenlegungsschrift 38 13 489 bekannt.
Nachteilig an dieser bekannten Maschine ist, daß das Ausspannen
und die Entnahme des Kipphebels auf die oder von der
Spannvorrichtung von Hand durchgeführt wird. Bei der
Massenproduktion ergeben sich nachteilig hohe Produktionskosten.
Aus der Zeitschrift Industrie-Anzeiger, Essen, 87. Jahrgang, Nr.
78 vom 28. September 1986, Seite 334 und 335, ist eine Kipphebel-
Schleifmaschine mit zwei schmalen Schleifscheiben zum
gleichzeitigen Schleifen von zwei Kipphebeln bekannt. Die
Werkstücke werden paarweise auf einer Transferplatte in
Schleifstellung gefahren. Die Werkstücke werden am Ende eines
Schwinghebels passender Länge gelagert. Dieser Schwinghebel senkt
die Werkstücke zum Vorschleifen gegen den Rand der Schleifscheiben
ab, um danach bei Aufwärtsbewegung des Hebels den Fertigschliff
durchzuführen.
Bei dieser Maschine müssen die Kipphebel zunächst
paarweise auf Transferplatten vorbestückt werden. Die
Transferplatten benötigen viel Platz. Ferner ist nach
der Bearbeitung ein weiterer Arbeitsgang zur Entnahme der
bearbeiteten Kipphebel erforderlich. Außerdem müssen die
entladenen Transferplatten mit einer geeigneten Maschine zurück
zur Vorbestückungsstelle der Maschine befördert werden.
Schließlich wirken sich Positioniertoleranzen der Transferplatten
nachteilig auf die Bearbeitungsgenauigkeit der bearbeiteten
Kipphebel aus.
Unter Berücksichtigung der vorstehenden bekannten Probleme ist es
Aufgabe der Erfindung, eine neuartige Maschine zur Rundbearbeitung
einer Gleitfläche eines Kipphebels zu schaffen, die eine höhere
Arbeitsproduktivität aufweist und es ermöglicht die
Bearbeitungskosten eines Kipphebels zu senken.
Diese Aufgabe wird bei der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen
Maschine durch die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 und 3
beschrieben.
Zum besseren Verständnis sind Ausgestaltung und Inhalt der
Erfindung in der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
dargestellt.
Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 die Draufsicht auf eine Maschine zur
Rundbearbeitung einer Gleitfläche eines Kipphebels
entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung in
schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine im Teilschnitt dargestellte Vorderansicht der
wesentlichen Teile der Maschine zur Rundbearbeitung,
Fig. 3 die Draufsicht der Maschine zur Rundbearbeitung im
Teilschnitt, die die Anordnung der wesentlichen
Teile zueinander zeigt,
Fig. 4 eine Vorderansicht im Teilschnitt, die die wesentlichen
Teile der Rundbearbeitungsmaschine und des Kipphebels
darstellt,
Fig. 5 die Draufsicht auf wesentliche Teile, die
die Rundbearbeitung der Gleitfläche
des Kipphebels durch die Rundbearbeitungsmaschine
im Stadium des Feinschleifens darstellt,
Fig. 6 die Draufsicht auf wesentliche Teile, die den
Zustand der Endfertigung der Rundbearbeitung der
Gleitfläche des Kipphebels durch die
Rundbearbeitungsmaschine darstellt,
Fig. 7 eine Draufsicht, die ein abgewandeltes
Ausführungsbeispiel einer Seitenschleifscheibe der
Rundbearbeitungsmaschine mit der zugeordneten
Gleitfläche des Kipphebels darstellt,
Fig. 8 einen erläuternden Schnitt in axialer Richtung der
Gleitfläche, um die Lageverhältnisse der
Schleifbreite der ringförmigen Arbeitsfläche der in
Fig. 7 dargestellten Seitenschleifscheibe zu zeigen,
Fig. 9a, 9b, 10a, 10b, 11a und 11b erläuternde Schnitte in axialer
Richtung der Gleitfläche, um die Auswirkungen der
Berührungslage der ringförmigen Arbeitsfläche der in
Fig. 7 dargestellten Seitenschleifscheibe auf die
Gleitfläche des Kipphebels zu zeigen,
Fig. 12 eine schematische perspektivische Ansicht, die eine
Übergabevorrichtung (Roboter) der
Rundbearbeitungsmaschine zeigt,
Fig. 13a und 13b Längsschnitte, die ein Beschickungsglied der
Übergabevorrichtung zeigen, wobei Fig. 13a den
Zustand des Einspannens des Kipphebels und Fig. 13b
den Zustand des Absetzens des Kipphebels auf der
Spannvorrichtung zeigt,
Fig. 14a und 14b Längsschnitte, die das Entnahmeglied der
Übergabevorrichtung zeigen, wobei Fig. 14a den
Zustand des Einspannens des Kipphebels auf der
Spannvorrichtung und Fig. 14b den Zustand des
Entnehmens des Kipphebels aus der Spannvorrichtung
zeigt.
Eine Maschine zur Rundbearbeitung der Gleitfläche eines
Kipphebels 2, zu der eine Ausgestaltung der Erfindung in Fig. 1
dargestellt ist, besteht aus einem eine drehend angetriebene
Seitenschleifscheibe 1 aufweisenden Schleifaggregat A, einer
Spannvorrichtungseinheit B, die eine hin- und herbewegbare
Spannvorrichtung 3 zur Halterung des Kipphebels 2 beinhaltet, eine
Fördereinrichtung C zum Transport des Kipphebels 2, eine
Übergabevorrichtung D, um den Kipphebel 2, in die und aus der
Spannvorrichtung 3 zu bewegen, und eine Einrichtung zum
automatischen Steuern E, um die Einheiten in gemeinsamer
Abhängigkeit voneinander automatisch zu steuern.
Das Schleifaggregat A besteht, wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt,
aus einer Hauptspindeleinheit 4 und einer Zustelleinheit 5 und im
dargestellten Beispiel aus zwei Schleifaggregaten A, die auf einem
Fundamentrahmen 6 montiert sind.
Die Hauptspindeleinheit 4, die eine Hauptspindel 7 und einen
Hauptspindelmotor 8 beinhaltet, treibt die Seitenschleifscheibe 1
drehend an. Die Hauptspindel 7 ist in einem Gehäuse 9
horizontal in Lagern 10 drehbar gelagert. Am vorderen Ende der
Hauptspindel 7 ist die Seitenschleifscheibe 1 mittels einer
Klemmutter 11 montierbar befestigt. Am hinteren Ende der
Hauptspindel 7 ist eine Zahnriemenscheibe 12 vorgesehen. Der
Hauptspindelmotor 8 ist auf dem Gehäuse 9 montiert und eine
Zahnriemenscheibe 13 auf seiner Antriebswelle 8a angebracht. Die
Zahnriemenscheiben 12 und 13 sind mittels eines Zahnriemens 14
miteinander verbunden. Als Folge wird die Seitenschleifscheibe 1
zusammen mit der Hauptspindel 7 von dem Hauptspindelmotor 8 über
den Zahnriemen 14 drehend angetrieben.
Die Seitenschleifscheibe 1 ist scheibenförmig und auf einer
Seitenfläche mit einer Arbeitsfläche 1a versehen, d. h. diese
Arbeitsfläche 1a ist eine kreisförmige Arbeitsfläche, die aus der
gesamten Seitenfläche der Seitenschleifscheibe 1 besteht und eine
Ebene bildet, die senkrecht zur Hauptspindel 7 verläuft.
Die Zustelleinheit 5 erlaubt eine veränderbare Einstellung des
Abstandes zwischen der Arbeitsfläche 1a der
Seitenschleifscheibe 1 und der Mittellinie einer Schwenkachse 15
der Spannvorrichtung 3. Die Zustelleinheit 5 weist einen Schlitten
16 zum Tragen der Hauptspindeleinheit 4 und einen Servomotor 17
auf, der den Schlitten 16 in paralleler Richtung zur
Hauptspindel 7 auf einem, auf dem Fundamentrahmen 6 befestigten,
stationären Tisch 18 gleitend verschiebt. Auf dem Schlitten 16
ist das Gehäuse 9 der Hauptspindeleinheit 4 befestigt.
Der Schlitten 16 besitzt eine Gewindebohrung 16a, das sich in zur
Hauptspindel 7 in paralleler Richtung erstreckt, und eine Gewindespindel
19, die in die Gewindebohrung 16a eingreift.
Die Gewindespindel 19 ist auf dem stationären
Tisch 18 horizontal in Lagern 20 drehbar gelagert. Ein Ende
19a der Gewindespindel 19 ist durch eine Kupplung (nicht gezeigt)
mit der Antriebswelle 17a des Servomotors 17 verbunden. Wird die
Gewindespindel 19 vom Servomotor 17 gedreht, bewegt sich der
Schlitten 16 zusammen mit der Hauptspindeleinheit 4 in zur
Hauptspindel 7 paralleler Richtung X (siehe Fig. 2 und Fig. 4),
so daß der Einstechvorschub für die Gleitfläche 2a des Kipphebels
2 eingestellt ist. Gleichzeitig wird der Einstechvorschub durch
Messen des Drehwinkels der Antriebswelle 17a des Servomotors 17
mit einem Drehgeber (nicht gezeigt) ermittelt und geregelt.
Im dargestellten Beispiel ist der Schlitten 16 in das
Schleifaggregat A integriert, so daß die Hauptspindeleinheit 4
beweglich verstellbar ausgebildet ist. Es ist aber ebenso möglich,
daß ein Schlitten auf der Spannvorrichtungseinheit B angeordnet
ist, um die Spannvorrichtung 3 zu verschieben.
Die Spannvorrichtungseinheit B beinhaltet die Schwenkachse 15 und
einen Servomotor 22, wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt. Im in
Fig. 1 dargestellten Beispiel sind zwei Spannvorrichtungseinheiten
B auf dem Fundamentrahmen 6 montiert, zugeordnet zu den beiden
Schleifaggregaten A.
Die Spannvorrichtung 3 besitzt eine Kipphebelhalterung, um den
Kipphebel 2 zu positionieren und zu halten. Diese
Kipphebelhalterung weist im dargestellten Beispiel einen Wellenzapfen
23, einen Spannhebel 24 und ein Positionierteil 25 auf, die auf
dem Kopfteil 3a der Spannvorrichtung 3 montiert sind.
Der Wellenzapfen 23 steht aufwärts vom Kopfteil 3a der
Spannvorrichtung 3 vor, ist mit einer in der Mitte der
Längsrichtung des Kipphebels 2 vorgesehenen Bohrung 26 in
Eingriff und dient als Drehachse für eine horizontale
Schwenkbewegung des Kipphebels 2 auf der Spannvorrichtung 3.
Der Spannhebel 24 und das Positionierteil 25 sind auf dem Kopfteil
3a der Spannvorrichtung 3 an der Rückseite 2b des Kipphebels 2
gegenüber der Seitenschleifscheibe 1 angeordnet. Der Spannhebel
24, wie in Fig. 3 gezeigt, ist auf einem Drehzapfen 29, der von
dem Kopfteil 3a der Spannvorrichtung 3 aufwärts vorsteht, gelagert
und sein vorderes Ende 24a stößt gegen das rückwärtige Ende 2b des
Kipphebels 2. Eine Feder 30 drückt den Spannhebel 24 an die Stelle
des Kipphebels 2. Ein Ende dieser Feder 30 wird auf dem Kopfteil 3a
der Spannvorrichtung 3 gehalten, während das andere Ende am
Spannhebel 24 anschlägt.
Das Positionierteil 25 ist auf dem Kopfteil 3a der
Spannvorrichtung 3 mit mehreren Schrauben 31 befestigt. Das
vordere Ende einer Einstellschraube 32, die in das Positionierteil
25 eingreift, schlägt an der Rückseite 2b des
Kipphebels 2 an.
Hierdurch wird der Kipphebel 2 über den Spannhebel 24 so gespannt,
daß er gemäß Fig. 3 um den Wellenzapfen 23 im Uhrzeigersinn gedreht
wird und mit der Einstellschraube 32 des Positionierteils 25 in
einer bestimmten Position gehalten wird, so daß die Gleitfläche 2a
der Arbeitsfläche 1a der Seitenschleifscheibe 1 richtig eingestellt
gegenübersteht. Die Position der Gleitfläche 2a des Kipphebels 2
kann durch Verdrehen der Einstellschraube 32 eingestellt werden.
Nachdem die Gleitfläche 2a in Position gebracht wurde, wird die
Einstellschraube 32 in dieser Position durch eine auf ihr sitzende
Sicherungsmutter 33 festgesetzt.
An der unteren Fläche 3b der Spannvorrichtung 3 ist, wie in Fig. 4
gezeigt, eine Sackbohrung 34 vorgesehen. Ein Zapfen 15a,
der am oberen Ende der Schwenkachse 15 vorgesehen ist, faßt in die
Sackbohrung 34 ein. Die Schwenkachse 15 und die
Spannvorrichtung 3 sind mit mehreren Schrauben 35 zu einer Einheit
verbunden.
Die Schwenkachse 15 wird drehbar in vertikaler Lage mit Lagern 36
in einem Lagergehäuse 37, das im Fundamentrahmen 6
angebracht ist, gehalten. Das untere Ende der Schwenkachse 15 ist
mit der Antriebswelle des Servomotors 22 über ein (nicht
gezeigtes) Verbindungselement gekoppelt.
Die Gleitfläche 2a des Kipphebels 2, der von der Spannvorrichtung
3 gehalten wird, ist daher in der Lage, sich innerhalb eines
vorgegebenen Winkelbereichs um die Achsmittellinie W-W (siehe Fig.
4) der Schwenkachse 15 hin- und herzudrehen, je nach Drehrichtung
des Servomotors 22. Dieser Winkelbereich kann durch Messen des
Drehwinkels von der Antriebswelle des Servomotors 22 mit einem
(nicht gezeigten) Drehgeber ermittelt und gesteuert werden.
Die Achse W-W der Schwenkachse 15 verläuft sowohl parallel zur
Arbeitsfläche 1a, wie in Fig. 2 gezeigt, als auch in einer
senkrecht zur Arbeitsfläche 1a befindlichen senkrechten Ebene Z,
die die Berührungslinie zwischen der Arbeitsfläche 1a und der
Gleitfläche 2a einschließt (siehe Fig. 3, 5, 6).
Die Fördereinrichtung C ist, wie in Fig. 1 gezeigt, nahe am Rande
38 der Spannvorrichtungseinheit B auf dem Fundamentrahmen 6
angeordnet und besteht im dargestellten Beispiel aus einer
Zuführfördereinrichtung 39 und einer Abführfördereinrichtung 40,
die sich parallel zum vorderen Rand 38 des Fundamentrahmens 6
erstrecken.
Die Zuführfördereinrichtung 39 versorgt die Übergabevorrichtung D
mit unbearbeiteten Kipphebeln 2 und arbeitet in Pfeilrichtung
(siehe Fig. 1). Am vorderen Endteil der Zuführfördereinrichtung
39, sind Positionieranschläge 41 angeordnet. Der zugeführte
Kipphebel 2 wird durch diese Positionieranschläge 41 angehalten, um
an dieser Stelle für eine bestimmte Zeit zu warten.
Die Abführfördereinrichtung 40 nimmt die bearbeiteten Kipphebel 2,
die durch die Übergabevorrichtung D zugeführt werden, auf und
fördert die Kipphebel 2 nacheinander in Pfeilrichtung (siehe Fig.
1) zum vorderen Endbereich der Abführfördereinrichtung 40 in eine
dort angeordnete Lagerbox 42.
Die Übergabevorrichtung D legt die unbearbeiteten Kipphebel 2, die
von der Zuführfördereinrichtung 39 angeliefert werden, in die
Spannvorrichtung 3 ein und entnimmt die bearbeiteten Kipphebel 2
der Spannvorrichtung 3. Die Übergabevorrichtung D weist, wie in
Fig. 12 gezeigt, einen beweglichen Tisch 43 mit einem darin
eingefügten Beschickungsglied 44 und einem Entnahmeglied 45 auf.
Der bewegliche Tisch 43 ist durch eine (nicht gezeigte)
Antriebsvorrichtung in Richtung der Hauptspindel 7 horizontal
(X-Richtung in Fig. 1) und in dazu vertikaler
Richtung (Y-Richtung in Fig. 1) bewegbar. Dieser Bewegungsbereich
wird durch (nicht gezeigte) Endschalter, wie beispielsweise
Annäherungsschalter, überwacht.
Das Beschickungsglied 44 und das Entnahmeglied 45 sind auf dem
beweglichen Tisch 43 in vertikal nach unten gerichteter Richtung
montiert und werden zwischen den beiden Spannvorrichtungen 3, der
Zuführfördereinrichtung 39 und der Abführfördereinrichtung 40 in
Fig. 1 durch die Bewegung des beweglichen Tisches 43 in
X-Y-Richtung hin- und herbewegt.
Das Beschickungsglied 44 besteht im wesentlichen, wie in den
Fig. 13a und 13b gezeigt, aus einem Gehäuse 46 für das
Beschickungsglied, das gegenüber dem beweglichen Tisch 43 anhebbar
ist, einem Spannzangenmechanismus 47, der am unteren Ende des
Gehäuses 46 angeordnet ist, einem Hebezylinder 48, um das
Gehäuse 46 anzuheben und abzusenken, und einem Arbeitszylinder 49,
um den Spannzangenmechanismus 47 zu betätigen. Der
Spannzangenmechanismus 47 besteht aus einer Spannhülse 47a und
einem Spanndorn 47b, um die Spannhülse 47a zu weiten. Der
Spanndorn 47b ist mit dem Arbeitszylinder 49 gekoppelt. Die
Spannhülse 47a wird von einer Feder 50 ständig elastisch nach
unten gedrückt.
Während des Einspannens eines Kipphebels 2 durch das
Beschickungsglied 44 (siehe Fig. 13a) wird zunächst das Gehäuse 46
durch die Vorschubbewegung des Hebezylinders 48 abgesenkt und die
Spannhülse 47a des Spannzangenmechanismus 47 bis zur Hälfte in die
Bohrung 26 des unbearbeiteten Kipphebels 2, der auf der
Zuführfördereinrichtung 39 wartet, eingeführt. Danach wird die
Spannhülse 47a in der Bohrung 26 durch die Vorschubbewegung des
Arbeitszylinders 49 geweitet, so daß der Kipphebel 2 eingespannt
ist. In diesem gespannten Zustand wird das Gehäuse 46 durch die
Kolbenbewegung des Hebezylinders 48 aufwärts bewegt.
Während des Aufsteckens eines Kipphebels 2 auf die
Spannvorrichtung 3 durch das Beschickungsglied 44 (Arbeitsgang des
Beschickens, siehe Fig. 13b) wird zunächst das Gehäuse 46 mit
einem eingespannten Kipphebel 2 durch die Ausfahrbewegung des Kolbens des
Hebezylinders 48 abgesenkt und bevor die Spannhülse 47a das
Wellenstück 23 der Spannvorrichtung 3 berührt, wird der Kolben des
Arbeitszylinders 49 eingefahren, um die Spannhülse 47a zu
entlasten, so daß die Haltekraft der Spannhülse 47a auf den
Kipphebel 2 vermindert wird. Sobald der Hebezylinder 48 weiter
ausfährt, wird der Kipphebel 2 durch den unteren Rand 46a des
Gehäuses 46 auf den Wellenzapfen 23 gestoßen. In diesem Falle stößt
die Spannhülse 47a ständig an den Wellenzapfen 23 durch die
Druckkraft der Feder 50 an und der Kipphebel 2 befindet sich an
seinem Bearbeitungsplatz.
Das Entnahmeglied 45 besteht, wie in Fig. 14a und 14b gezeigt,
aus einem Gehäsue 51, das gegenüber dem beweglichen Tisch 43
anhebbar ist, einem Aufnahmedorn 52, der am unteren Ende des
Gehäuses 51 angeordnet ist, einem Hebezylinder 53, um das Gehäuse
51 des Entnahmegliedes 45 anzuheben, und einem Arbeitszylinder 54,
um den Aufnahmedorn 52 zu bewegen. Der Aufnahmedorn 52 besteht aus
einem Aufnahmezapfen 52a, einer Haltehülse 52b und einer L-förmigen
Halteklaue 52c. Der Aufnahmezapfen 52a ist in vertikaler Richtung hin-
und herbewegbar in dem Gehäuse 51 angeordnet und wird durch eine
Feder 55 elastisch nach unten gedrückt. Die Haltehülse 52b ist in
vertikaler Richtung auf dem Gehäuse 51 hin- und herbewegbar
montiert und wird durch eine Feder 56 elastisch nach unten
gedrückt. Ein Abrutschen der Haltehülse 52b von dem Gehäuse 51
wird durch einen (nicht gezeigten) Anschlag verhindert. Das obere
Ende der Halteklaue 52c ist über eine Stützwelle 57 an einer Stützhülse 58 montiert und
durch den Arbeitszylinder 54 schwenkbar.
Auf diese Weise wird der Einspannvorgang des Kipphebels 2 durch
das Entnahmeglied 45, wie in Fig. 14a gezeigt, bewirkt; d. h. durch
den Ausfahrvorgang des Hebezylinders 53 wird zunächst das Gehäuse
51 abgesenkt, bis der Aufnahmezapfen 52a des Aufnahmedorns 52 gegen das
obere Ende des Wellenzapfens 23 der Spannvorrichtung 3 anschlägt.
Zur gleichen Zeit schlägt das untere Ende der Haltehülse 52b gegen
die Oberseite des bearbeiteten Kipphebels 2, der auf dem
Wellenzapfen 23 sitzt. Danach schwenkt die Halteklaue 52c um die
Stützwelle 57 infolge der Ein- und Ausfahrbewegung des
Arbeitszylinders 54, und der vordere Bereich 60 der Halteklaue
52c wird unter die Unterseite des Kipphebels 2 geführt. Dabei
stößt der Positionieranschlag 59 gegen die Stützhülse 58 und die
Halteklaue 52c ist positioniert. Fährt der Arbeitszylinder 54
weiter aus, hebt sich die Halteklaue 52c zusammen mit der
Stützhülse 58 bei gleicher Schwenklage der Halteklaue 52c. In der
Folge wird der Kipphebel 2 mit angehoben, indem er zwischen dem
vorderen Endbereich 60 der Halteklaue 52c und der Haltehülse 52b
geklemmt ist. Durch diesen Anhebvorgang wird der Aufnahmezapfen 52a in
die Bohrung 26 des Kipphebels 2 eingeführt und der Kipphebel 2
eingespannt. In diesem Zustand wird das Gehäuse 51 durch die
Kontraktionsbewegung des Hebezylinders 53 aufwärts bewegt (vgl. Fig.
14b).
Während des Entnahmevorgangs des Kipphebels 2 auf die
Abführfördereinrichtung 40 durch das Entnahmeglied 45 wird
zunächst das Gehäuse 51 durch die Ausfahrbewegung des
Hebezylinders 53 abgesenkt, danach wird die Halteklaue 52c bei
gleicher Schwenklage durch die Ausfahrbewegung des
Arbeitszylinders 54 zusammen mit der Stützhülse 58 abgesenkt. In
der Folge wird auch der Kipphebel 2, der zwischen dem vorderen
Endbereich 60 der Halteklaue 52c und der Haltehülse 52b geklemmt
ist, abgesenkt und dabei wird der Aufnahmezapfen 52a in einer
Relativbewegung aus der Bohrung 26 des Kipphebels 2
herausgezogen (d. h. er gleitet heraus). Fährt der Arbeitszylinder
54 weiter aus, schwenkt die Halteklaue 52c um die Stützwelle 57
und der vordere Endbereich 60 entfernt sich von der Unterseite des
Kipphebels 2. In der Folge wird der Kipphebel 2 durch die
Haltehülse 52b auf die Abführfördereinrichtung 40 gedrückt und
abgelegt.
Die Steuerung E besteht aus einer numerischen Steuerung, die in
einem (nicht gezeigten) Steuerungsgehäuse angeordnet ist. Durch
die Eingabe der benötigten numerischen Daten über ein Bedienpult
des Steuerungsgehäuses werden die Antriebe des Schleifaggregats A,
der Spannvorrichtungseinheit B, der Fördereinrichtung C, der
Übergabevorrichtung (Beschickungsroboter) D von der automatischen
Steuerung E in ihrer Beziehung zueinander gesteuert und geregelt.
Das Verfahren zur Rundbearbeitung der Gleitfläche 2a eines
Kipphebels 2 durch die erfindungsgemäße Maschine wird im folgenden
erläutert:
- 1. Sobald unbearbeitete Kipphebel (Werkstück) 2 auf die Zuführfördereinrichtung 39 manuell oder automatisiert aufgesetzt sind, werden sie in Abwärtsrichtung der Fig. 1 (Pfeilrichtung) von der Zuführfördereinrichtung 39 transportiert.
- 2. Der Kipphebel 2 wird durch den Positionieranschlag 41 im vorderen Endbereich der Zuführfördereinrichtung 39 positioniert und wartet in dieser Stellung.
- 3. Das Beschickungsglied 44 der Übergabevorrichtung D bewegt sich oberhalb des Positionieranschlags 41, spannt den Kipphebel 2, der auf der Zuführfördereinrichtung 39 wartet, ein und hebt den Kipphebel 2 durch den oben beschriebenen Vorgang (siehe Fig. 13a) an.
- 4. Das Entnahmeglied 45 der Übergabevorrichtung D bewegt sich oberhalb der Spannvorrichtung 3 der Spannvorrichtungseinheit B, spannt den bearbeiteten Kipphebel 2 ein und hebt ihn von der Spannvorrichtung 3 durch den oben beschriebenen Vorgang ab (siehe Fig. 14a und 14b).
- 5. Das Beschickungsglied 44 wird oberhalb der Spannvorrichtung 3
bewegt und setzt den unbearbeiteten Kipphebel 2, der gemäß
Arbeitsgang 3 geklemmt ist, auf die Spannvorrichtung 3 (siehe
Fig. 13b).
Der unbearbeitete Kipphebel 2, der auf die Spannvorrichtung 3 aufgesetzt ist, wird in dem darauffolgenden Schleifvorgang, wie nachstehend erläutert, rund bearbeitet. - 6. Auf der anderen Seite wird das Entnahmeglied 45 oberhalb über die Abführfördereinrichtung 40 bewegt und setzt den bearbeiteten Kipphebel 2, der gemäß Arbeitsschritt 4 geklemmt ist, auf die Abführfördereinrichtung 40 durch den oben beschriebenen Vorgang ab.
- 7. Der auf die Abführfördereinrichtung 40 gesetzte fertige Kipphebel 2 wird als fertiges Produkt in die Lagerbox 42 abgelegt.
- 8. Die Schritte 2 bis 7 werden wiederholt und zu dieser Zeit der Schritt der Rundbearbeitung durch das untere Schleifaggregat A und die Spannvorrichtungseinheit B ausgeführt.
- 9. Danach werden die Schritte 2 bis 8 wiederholt.
Der Schleifvorgang 5 wird im nachfolgenden detailliert
beschrieben:
- i) Die Seitenschleifscheibe 1 wird von der Zustelleinheit 5 in die Schleifposition gefahren.
- ii) Die Seitenschleifscheibe 1 wird von dem Hautspindelmotor 8 des
Schleifaggregats A (der Hauptspindelmotor 8 wird während des
Schleifvorgangs ständig angetrieben) angetrieben, während der
Servomotor 22 der Spannvorrichtungseinheit B anläuft, so daß
die Spannvorrichtung 3 mit konstanter Geschwindigkeit
entgegengesetzt zur Richtung der Seitenschleifscheibe 1 um die
Achsenmitte O der Schwenkachse 15 (Achsmittellinie W-W) im
Uhrzeigersinn gedreht wird.
Folglich wird die Gleitfläche 2a des um die Achsenmitte O gedrehten Kipphebels 2 durch die Arbeitsfläche 1a der Seitenschleifscheibe 1 mit einem Krümmungsradius R grob geschliffen.
Nach dem Grobschleifen wird die Gleitfläche 2a in Richtung des Uhrzeigersinns in Fig. 5 in einem Abstand von der Arbeitsfläche 1a der Seitenschleifscheibe 1 positioniert. - iii) Gleichzeitig wird die Seitenschleifscheibe 1 durch die Zustelleinheit 5 um den Betrag des Endvorschubes, z. B. 0,02 mm, in Richtung auf die Spannvorrichtung 3 (in Fig. 3 nach rechts) in eine Endschleifbearbeitungsposition zugestellt.
- iv) Wenn die Gleitfläche 2a von der Arbeitsfläche 1a getrennt ist,
wird die Drehrichtung der Schwenkachse 15 umgekehrt (entgegen
dem Uhrzeigersinn in Fig. 5). Der Servomotor 22 treibt die
Schwenkachse 15 mit konstanter Geschwindigkeit an. Die
entgegengesetzte Drehung wird beendet, sobald die
Spannvorrichtung 3 in die Ausgangsstellung zurückgekehrt ist
(die Stellung, die durch die doppelt punktierte Strichlinie in
Fig. 5 gekennzeichnet ist).
Durch die entgegengesetzte Drehung, wie in Fig. 6 gezeigt, wird die Gleitfläche 2a des Kipphebels 2 durch die Arbeitsfläche 1a um den Betrag des Endbearbeitungsvorschubs auf den Krümmungsradius RO endbearbeitet.
Dieser Vorgang betrifft einmaliges Grobschleifen und
Feinschleifen, kann aber in Fällen, bei denen der
Bearbeitungsvorschub größer ist, jeweils entsprechende Male
wiederholt werden. Auf diese Weise kann ein vorgegebener
Krümmungsradius RO auf der Gleitfläche 2a des Kipphebels 2
bequem hergestellt werden.
Bei Änderung des Krümmungsradius, der auf der Gleitfläche 2a
des Kipphebels 2 aufgebracht werden soll, kann durch
Verschieben des Schleifaggregats A mittels der Zustelleinheit
5 der Abstand zwischen der Achsenmitte der Schwenkachse 15 und
der Arbeitsfläche 1a der Seitenschleifscheibe 1 auf das neue
Maß eingestellt werden. Deshalb können verschiedene
Krümmungsradien unter Verwendung der gleichen
Seitenschleifscheibe 1 auf der Gleitfläche 2a hergestellt
werden.
Wenn die Arbeitsfläche 1a der Seitenschleifscheibe 1 abgenutzt
ist, wird die Achsenmitte O der Spannvorrichtung 3 etwas in
radialer Richtung auf das Zentrum der Seitenschleifscheibe 1
bewegt, so daß die Gleitfläche 2a des Kipphebels 2 gegen eine
neue Arbeitsfläche 1a stößt, die nicht abgenutzt ist, oder die
der Arbeitsfläche 1a gegenüberliegende Seite der
Seitenschleifscheibe 1 wird durch einen entsprechenden Umbau
der Seitenschleifscheibe 1 dem Kipphebel 2 entgegengesetzt, so
daß mit derselben Seitenschleifscheibe 1 mehrfach
rundbearbeitet werden kann. Deshalb kann die Standzeit einer
Seitenschleifscheibe 1 extrem verlängert werden. Die
Herstellungskosten von Gleitflächen 2a an Kipphebeln 2 können
merklich verringert werden.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung, bei der die
Form der Seitenschleifscheibe 1 gegenüber der in den Fig. 3, 6
gezeigten Ausführungen verändert worden ist. Ein Rücksprung 1c in
der Form eines runden Zylinders oder runden Kegelstumpfes ist auf
einer Seite der Seitenschleifscheibe 1 eingeformt, so daß eine
kreisringförmige Arbeitsfläche 1b auf der äußeren Umfangsfläche
der gleichen Seite mit einer Schleifflächenbreite h (radiale
Weite) gebildet wird. Die Schleifflächenbreite h ist so bestimmt,
daß die gesamte Breite der Gleitfläche 2a (die Richtung senkrecht
zu der Papierfläche in Fig. 7) geradlinig geschliffen werden kann.
In Fig. 8 bezeichnet der Buchstabe S die Breite der Gleitfläche 2a
und die Linie W-W stellt die Achsmittellinie der Schwenkachse 15
dar. Um die Gleitfläche 2a über ihre gesamte Breite geradlinig
schleifen zu können, sollen die Schnittpunkte des äußeren
Durchmessers der kreisringförmigen Arbeitsfläche 1b mit den
Begrenzungslinien an beiden Enden in der Breite der Gleitfläche 2a
den Punkten C und D und der Berührungspunkt auf dem inneren
Durchmesser mit der Achsmittellinie W-W der Schwenkachse 15 dem
Punkt E entsprechen, wobei die Punkte C und D sich ebenfalls auf
der Achsmittellinie W-W befinden sollen.
Wenn diese Bedingung gegeben ist, ergibt sich unter der Annahme,
daß der Drehmittelpunkt der Seitenschleifscheibe 1 dem Punkt O′,
der äußere Durchmesser der kreisringförmigen Arbeitsfläche 1b dem
Wert 2r, der innere Durchmesser dem Wert 2r′ und der Winkel CO′D
dem Winkel R entsprechen, für die Breite h der Arbeitsfläche
folgendes:
Aus dem rechtwinkligen Dreieck CEO′ folgt, daß
r′ = r·cos (R/2) ist,
h = r - r′ = r (1 - cos R/2)
h = r - r′ = r (1 - cos R/2)
oder aus der Formel
cos (R/2) = cos2 (R/4) - sin2 (R/4)
folgt, daß
h = 2r sin2 (R/4)
Daher kann die Schleifflächenbreite h mit einer der obigen
Gleichungen errechnet werden, wenn r und R bestimmt sind.
Bei der Oberflächenberührung über die Schleifbreite (mit nahezu
linienförmiger Berührung) ist zu berücksichtigen, daß an den
Berührungsstellen elastische Verformungen der Seitenschleifscheibe
1 und der Gleitfläche 2a auftreten können. Die
Arbeitsflächenbreite ist daher so zu bestimmen, daß r etwas länger
und r′ etwas kürzer (beispielsweise etwa 0,5 mm) als die in Fig. 8
gezeigten Bedingungen bemessen werden, was vorliegend einer Breite
von etwa 2,5 mm entspricht (siehe die durch doppelt punktierte
Strichlinien eingezeichnete Breite in Fig. 8).
Bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Seitenschleifscheibe 1
berührt die ringförmige Arbeitsfläche 1b der Seitenschleifscheibe
1 die Gleitfläche 2a in ihrer gesamten Breite praktisch linear auf
einer geraden Linie parallel zu der Achsmittellinie W-W der
Schwenkachse 15, so daß eine runde Oberfläche mit einem Radius RO
zu dem Drehmittelpunkt der Schwenkachse 15 auf der Gleitfläche 2a
ausgebildet werden kann, während in Richtung der
Gleitflächenbreite ein geradliniger Oberflächenverlauf erreicht
wird (siehe Fig. 9b).
Wird daher die Arbeitsflächenbreite h der kreisringförmigen
Arbeitsfläche 1b mit etwa 2,5 mm gewählt und ist dies entsprechend
kürzer als die Gleitfläche 2a in Drehrichtung, so wird die
kreisringförmige Arbeitsfläche 1b in derselben Form abgenutzt wie
die Rundungsform der Gleitfläche 2a. Demgemäß kann, auch wenn die
kreisringförmige Arbeitsfläche 1b der Seitenschleifscheibe 1
teilweise abgenutzt ist, die Gleitfläche 2a zu einer Rundungsform
bearbeitet werden, ohne daß es einer Abrichtung der Arbeitsfläche
1b bedarf.
Die Arbeitsflächenbreite h der kreisringförmigen Arbeitsfläche 1b
ist auch im Verhältnis zum Abstand R, RO zwischen dem
Drehmittelpunkt O der Schwenkachse 15 und der kreisringförmigen
Arbeitsfläche 1b genügend kurz und die Oberfläche bleibt auch bei
Abnutzung eben. Wenn sich die auf die Gleitfläche 2a
aufzubringenden Krümmungsradien ändern, brauchen lediglich die
Abstände R, RO verändert werden, ohne die Seitenschleifscheibe 1
wechseln zu müssen.
Wenn die Breite h der Arbeitsfläche auf der Seitenschleifscheibe 1
passend ausgesucht ist, kann außerdem ein großer Anteil des in der
Seitenschleifscheibe 1 befindlichen Materials erhalten werden.
Dieses ist wiederum sehr wirtschaftlich. Da es zudem nicht
notwendig ist, die kreisringförmige Arbeitsfläche 1b der
Seitenschleifscheibe 1 abzurichten, ist es möglich, daß als
Seitenschleifscheibe 1 eine Borazon-Seitenschleifscheibe benutzt
wird, wodurch die Lebensdauer der Seitenschleifscheibe 1 erhöht
wird.
Wenn sich die Anordnung hinsichtlich der Arbeitsflächenbreite h
der kreisringförmigen Arbeitsfläche 1b und der Achsmittellinie W-W
der Schwenkachse 15, wie in Fig. 10a und Fig. 11a gezeigt,
verändert, wird der Querschnitt der Gleitfläche 2a in Richtung
ihrer Breite, wie in Fig. 10b und Fig. 11b gezeigt, abgewandelt.
Diese Veränderung entsteht, weil in Fig. 10a die Gleitfläche 2a
durch Berührung mit der kreisringförmigen Arbeitsfläche 1b
zwischen den Punkten F und G auf der Linie W-W geschliffen wird
und insoweit nicht geschliffen wird, als zwischen den Punkten F
und C bzw. G und D keine Berührung erfolgt. Während in Fig. 11a
durch Berührung zwischen den Punkten CH und JD geschliffen wird
und insoweit nicht geschliffen wird, als zwischen H und J keine
Berührung erfolgt.
In der vorstehenden Ausgestaltungen der Maschine zur
Rundbearbeitung einer Gleitfläche 2a eines Kipphebels 2 wird
beschrieben, daß der Kipphebel 2 durch die Bohrung 26 auf dem
Wellenzapfen 23 drehbar gehaltert ist, während der Kipphebel 2 in
einer bestimmten Lage auf der Spannvorrichtung 3 über den
Spannhebel 24 und das Positionierteil 25 festgehalten ist. Es ist
jedoch ebenso möglich, daß zur Rundbearbeitung der Gleitfläche 2a
der Kipphebel 2 auf der Spannvorrichtung 3 mit einer anderen
Maschine ohne Verwendung der Bohrung 26 im Kipphebel 2
festgehalten wird.
Außerdem ist die Rundbearbeitungsmaschine der dargestellten
Beispiele für eine Großserienfertigung durch vollständige
Automatisierung der Arbeitsschritte mittels einer numerischen
Steuerung einschließlich der Förderung des Kipphebels, des
Zuführens in die Spannvorrichtung, der Entnahme und der
Bearbeitung entworfen. Für die Kleinserienfertigung kann aber
statt der Übergabevorrichtung D ein halbautomatisches System unter
Verwendung einer (nicht gezeigten) manuell betätigten Zuführung
eingesetzt werden, um den Kipphebel 2 auf die Spannvorrichtung 3
manuell einzulegen.
Claims (3)
1. Maschine zur Rundbearbeitung der Gleitfläche (2a) eines Kipphebels
(2), mit einem Schleifaggregat (A), das eine drehangetriebene
Seitenschleifscheibe (1) trägt, mit einer
Spannvorrichtungseinheit (B), die eine schwenkbare
Spannvorrichtung (3) zum Einspannen des Kipphebels (2)
aufweist, wobei deren Schwenkachse (15) parallel zur
Arbeitsfläche (1a) der Seitenschleifscheibe (1) verläuft, die
Spannvorrichtung (3) mit einem Servomotor (22) zum
wechselseitigen Schwenken des Kipphebels (2) innerhalb eines
voreingestellten Drehwinkelbereichs gekuppelt ist und das
Schleifaggregat (A) und die Spannvorrichtungseinheit (B)
relativ gegeneinander zustellbar sind, gekenn
zeichnet durch eine Fördereinrichtung (C) für
die Kipphebel (2), die eine Zuführfördereinrichtung (39) zum
Antransport und eine Abführfördereinrichtung (40) zum
Abtransport der Kipphebel (2) aufweist, sowie durch eine
Übergabevorrichtung (D) zum Zuführen und Entnehmen des durch
die Fördereinrichtung (C) transportierten Kipphebels (2) in
die bzw. aus der Spannvorrichtung (3), wobei
die Übergabevorrichtung (D) ein mit einem
Spannzangenmechanismus (47) ausgestattetes Beschickungsglied
(44) und ein mit einem Aufnahmedorn (52) mit einem Aufnahmezapfen
(52a) und einer Halteklaue
(52c) ausgestattetes Entnahmeglied (45) aufweist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zuführfördereinrichtung (39)
Positionieranschläge (41) aufweist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Steuern der Bewegungen des
Schleifaggregats (A), der Spannvorrichtungseinheit (B) und der
Übergabevorrichtung (D) eine numerische Steuerung vorgesehen
ist.
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---|---|---|---|
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DE4017751C2 true DE4017751C2 (de) | 1993-10-07 |
Family
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