DE8905901U1

DE8905901U1 - Einrichtung zum Feinbearbeiten rotationssymmetrischer Werkstücke

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Publication number: DE8905901U1
Application number: DE8905901U
Authority: DE
Original assignee: Supfina Maschinenfabrik Hentzen & Co Kg 5630 Remscheid De GmbH
Current assignee: Supfina Maschinenfabrik Hentzen & Co Kg 5630 Remscheid De GmbH
Priority date: 1989-05-11
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1990-01-18
Anticipated expiration: 1999-05-12

Description

Ärmel der:

Supfina Maschinenfabrik
Hentzen GmbH & Co. KG
Greulingstr. 31
D-563Q Reraseheid

3812 045 8.5.89 F/mz

(89/8)

Titel; Einrichtung zum Feinbearbeiten r"tätiorusymmetriscner Werkstücke

Beschreibung

Dii vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Feinbearbeiten der Umfangsflache rotationssymmetrischer, insbesondere stangenförmiger Werkstücke im spitzenlosen Ui/ Durchlaufverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, rotationssymmetrische Werkstücke spitzenlos fein zu bearbeiten, wobei die Werkstücke zwischen zwei sich gleichsinnig drehenden Transportwalzen in Drehung versetzt wenden und die Feinbearbeitung mittels oszillierender Honsteine, die gegen die Werkstücke gedrückt werden, erfolgt.

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Um eine Vorschubkomponente in Achsrichtung der Werkstücke für

diese zu erzeugen, werden die Achsen der Transportwalzen

,.: gegenüber ihrer gemeinsamen Ebene gegensinnig um gleiche

] Winkel verschwenkt. Die Größe dieses Winkels bestimmt das

% Verhältnis von Werkstuckemfangsgescfiwindigkeit zu

WerkstückvorSchubgeschwindigkeit.

''I Bei diesem spitzenlosen Durchlaufverfahren werden hohe Durchlaufgeschwindigkeif.sn angestrebt. Da die Größe des ' Schrägstellungswinkels der Transportwalzen, insbesondere wenn diese lang sind, auf wenige Grade begrenzt ist, läßt sich eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit nur durch eine hohe Umfangsgeschwindigkeit der Werkstücke erreichen. Um bei geringer Verweilzeit der Werkstücke unter dem oder den Honsteinen den erforderlichen Werkstoffabtrag sicher zu stellen, müssen scharfschneidende Honsteine eingesetzt werden, die jedoch große Reibungskräfte entgegen der Drehrichtung des '; Werkstückes hervorrufen. Diese Reibungskräfte, die als Bremskräfte wirken, müssen an den Berührungsstellen zwischen Werkstück und Transportwalzen überwunden werden. Infolge des verhältnismäßig kleinen Auflagewinkels zwischen Werkstück und Transportwalzen in diesem Bereich wird zwar die vom Honstein aufgebracht Normalkraft auf einen höheren Wert übersetzt, jedoch ist der Reibbeiwert von bspw. Stahl-(Werkstück) gegen Stahl-(Transportwalzen) gering.

Aus diesen Gründen reicht oft die Mitnahmekraft zwischen den

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Transportwalzen und dem Werkstück nicht mehr ganz aus, so daß

das Werkstück entweder zeitweilig gegenüber den

Transportwalzen rutscht oder im schlimmsten Fall gar stehen |

bleibt. Eine Erhöhung der Anpreßkraft des oder der Honsteine bringt keinen Erfolg, da damit gleichzeitig deren Bremskraft auf das Werkstück erhöht wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Feinbearbeiten rotationssymmetrischer Werkstücke der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der hohe Durchlaufgeschwindigkeiten erreichbar sind, ohne daß sich dies nachteilig auf die Feinbearbeitungsqualität der Werkstücke auswirkt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Einrichtung zum Feinbearbeiten rotationssymmetrischer Werkstücke der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale ist erreicht, daß mit Hilfe des Druckschuhs die Andrückkraft des oder der Honsteine auf das Werkstück vergrößert werden kann, ohne daß die die Werkstückdrehung behindernden Bremskräfte nennenswert vergrößert werden. Dies bedeutet, daß dadurch der erforderliche Werkstoffabtrag erreichbar ist, dar beim Vorsehen hoher Durchlaufgeschwindigkeiten für das Werkstück sicherzustellen ist. Dies hat zur Folge, daß diese gewünschten hohen Durchlaufgeschwindigkeiten auch eingestellt

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werden können. Der Platzbedarf für diesen zusätzlich vorzusehenden Druckschuh ist gering, da mit entsprechenden Druckmedien hohe Drücke erzeugt werden können, so daß der Druckschuh nur eine reldtiv kleine axiale Länge zu haben braucht.

Sind zum Feinbearbeiten derartiger Werkstücke zwei oder mehr hintereinander angeordnete Honsteine vorgesehen, wie dies insbesondere bei stangenförmigen Werkstücken von Vorteil ist, so sind zweckmäßigerweise die im Anspruch 2 angegebenen Merkmale vorgesehen. Die vorgenannten Vorteile sind dadurch verstärkt gegeben und die Druckschuhe sind platzmäßig in iäealer Weise angeordnet. Außerdem ist es hierbei besonders vorteilhaft, daß ggf. vorhandene Krümmungen der insbesondere stangenförmigen Werkstücke kompensiert werden. In vielen Fällen ist zwar eine geringe Krümmung der Werkstücke zulässig, jedoch macht sich diese bei der Durchlaufbearbeitung durch Störung des Durchlaufs möglicherweise bemerkbar. Infolge des flachen Auflagewinkels zwischen Werkstück und Transportwalze wird jedoch die Größe der Krümmung stark übersetzt, wodurch eine Drehbewegung unter dem oder den Honsteinen u.U. nicht mehr möglich ist. Im Gegensatz zu den druckempfindlichen Honsteinen, die nicht in der Lage sind, durch hohen Drucx die Krümmung der Werkstücke zu kompensieren, wird dies mit Hilfe des oder der Druckschuhe möglich, die aufgrund ihrer zu erreichenden hohen Druckkraft die Werkstücke sozusagen "geradebiegen" können, so daß der bzw. die Honsteine im

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- 5 wesentlichen wie bei geraden Werkstücken arbeiten können.

Besondere konstruktive Ausgestaltungen für den Druckschuh ergeben sich durch die Merkmale des Anspruchs 3 und/oder

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 ist erreicht, daß sich der Druckschuh an eine sich ggf. ändernde Laye des Werkstücks anpassen kann. Außerdem wird bei einer hydrodynamischen Schmierung eine im wesentlichen einheitliche Filmdicke erreicht.

Konstruktive bzw. parametermäßige vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale des Anspruchs 6 und/oder

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung daruestellten AusführunusbeiSpieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Figur 1 in schematischer Darstellung eine teilweise

längsgeschnittene Seitenansicht einer Einrichtung zum Feinbearbeiten rotationssymmetrischer Werkstücke gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und

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Figur 2 einen Schnitt längs der Linie H-II der Fig.

1, teiIs in Ansicht.

Die in der Zeichnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung dargestellte (^ Einrichtung 10 dient zum Feinbearbeiten der Umfangsflache 12

rotationssymmetrischer, insbesondere stangenförmiger

Werkstücke 11 im spitzenlosen Durchlaufverfahren, wobei hohe Durchlaufgeschwindigkeiten für das Werkstück 11 erreicht sind.

Die Einrichtung 10 besitzt zwei Transportwalzen 13 und 14, die gleichsinnig angetrieben sind und zwischen denen das stangenförmige Werkstück 11 angeordnet und rotierend angetrieben ist. Um dem Werkstück 11 einen Vorschub in Richtung des Pfeiles A zu erteilen, sind die beiden Transportwalzen 13 und 14 in nicht näher dargestellter jedoch bekannter Weise in ihren Längsachsen gegenüber ihrer gemeinsamen Ebene gegensinnig um gleiche Winkel verschwenkt. Die Größe dieses Winkels, der aufgrund der erheblichen Länge der Transportwalzen auf wenige Grade begrenzt ist, bestimmt das Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeit zu Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks 11.

Die Einrichtung 10 besitzt ferner mehrere in Werkstücktransportrichtung A hintereinander im Abstand und oberhalb der Transportwalzen 13, 14 angeordnete Honvorrichtyrsgen 16, 17, von denen in Fig. 1 zwei dargestellt

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sind. Bspw. sind in solchen Feinbearbeitungs-Einrichtungen 10 für stangenförmige Werkstücke 11 bis zu zehn und ggf. auch mehr solcher identischer Honvorrichtungen 16, 17 hintereinander vorgesehen. Jede Honvorrichtung 16, 17 besitzt einen Honstein 18, der eine der Form der Umfangsflache 12 des Werkstücks 11 angepaßte Feinbearbeitungsfläche aufweist und der in nicht näher dargestellter Weise in Richtung der Längsachse des Werkstücks 11 oszillierend gehalten ist. Ein Halter 21 für den Honstein 18 ist am freien Ende einer Kolbenstange 22 befestigt, deren inneres Ende mittels eines daran befestigten Kolbens 23 in einer Bohrung 24 eines Zylinders 26 einer doppelt wirkenden, hydraulischen oder pneumatischen Kolbenzylinderanordnung 27 geführt ist. Die Kolbenzylinderanordnung 27, die in nicht dargestellter Weise an einem Rahmen 28 der Einrichtung 10 oszillierend befestigt ist, besitzt Zuführungen 29 für das Druckmedium und in nicht dargestellter Weise entsprechende RUckleitungen, Umsteuerventile und dgl. Auf diese Weise ist der Honstein 18 mit Hilfe dieser Kolbenzylinderanordnung 27 an die zu bearbeitende Umfangsflache 12 des Werkstücks 11 andrückbar.

Zwischen jeweils zwei benachbarten Honvorrichtung 16, 17 ist am Rahmen 28 der Einrichtung 10 eine Andrückvorrichtung 36, für das zu bearbeitende bzw. gerade bearbeitete Werkstück 11 vorgesehen. Die Andrückvorrichtungen 36, 37, die jeweils identisch ausgebildet sind, dienen dazu, die Normalkraft auf das Werkstück 11 zu dessen Andrücken auf die Transportwalzen

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13 und 14 zu erhöhen, derart, daß die Antriebskraft der Transportwalzen 13, 14 auf das Werkstück 11 erhöht werden kann, ohne daß die die Drehung des Werkstücks 11 behindernden Bresskräfte nennenswert erhöht werden.

Dazu besitzt jede Andrückvorrichtung 36, 37 einen Druckschuh 38, dessen AndrückfISchs 39 eine der Form der üasfangsflache >.?. des Werkstücks 11 entsprechende Kreisform aufweist und ähnlich wie die Bearbeitungsflache 19 des Honsteins 18 über einen Winkelbereich von bspw. etwa 45° die Umfangsflache 12 des Werkstücks 11 überdeckt. Wie noch zu zeigen sein wird, sind Maßnahmen dafür getroffen, daß der Reibbeiwert zwischen der Andrückfläche 39 des Druckschuhs 38 und der Umfangsfläche 12 des Werkstücks 11 sehr niedrig ist im Vergleich zum Reibbeiwert zwischen der Bearbeitungsfläche des Honsteins 18 und der Umfangsfläche 12 des Werkstücks 11, vorzugsweise etwa im Bereich des Reibbeiwertes zwischen Werkstück 11 und Transportwalzen 13 und 14 ist.

Der Druckschuh 38 ist über einen parallel zur Werkstückachse verlaufenden Stift 41 an einem Zwischenglied 42, das mit dem freien Ende einer Kolbenstange 43 einer Kolbenzylindereinrichtung 44 starr verbunden ist, schwenkbar aufgehängt. Dadurch kann sich der Druckschuh 38 in einer Richtung senkrecht zur Werkstückachse hin schwenkbar einstellen. Es versteht sich, daß es durch geeignete Maßnahmen möglich ist, diese Einstellung bzw. Anpassung an die

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Uerkstilckachse auch in axialer Richtung vorzunehmen. Gemäß Fig. 1 ist die schwenkbare Lagerung des Druckschuhs 38 am Zwischenglied 42 der Kolbenstange 43 derart vorgesehen, daß zwischen zwei seitlichen Wangen 46 des Druckschuhs 38 ein Vorsprung 47 des Zwischenglieds 42 eingreift, durcn welche Elamente 46 und 47 der Stift 41 gesteckt ist. Das innere Ende der jiolbsnstgnge 43 ist siit einem Kolben 48 verbunden, der innerhalb der Bohrung 49 eines Zylinders 51 der einseitig beaufschlagbaren Kolbenzylindereinheit 44 linear bewegbar angeordnet ist. Am oberen Decks\ 52 ist der Zylinder 51 cter Kolijenaylindereinheit 44 mit einer Zuleitung 53 für ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmedium versehen, um den Kolben 48 in Richtung B und damit den Druckschuh 38 zum Werkstück 11 hin beaufschlagen zu können. Diesem Beaufschlagungsdruck entgegengerichtet ist eine Druckfeder 54, die die Kolbenstange 43 umgibt und zwischen der Unterseite des Kolbens 48 und einem Innenbund 56 des Zylinders 51 sicn abstützend angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Druckschuh 38 dann, wenn die Kolbenzylindereinheit 44 nicht beaufschlagt ist, unter der Wirkung der Druckfeder 54 vom Werkstück 11 abheben.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist die Andrückvorrichtung 36, 37 über eine Schwalbenschwanzverbindung am Rahmen 28 in Richtung der Werkstückachse verschiebbar gehalten.

Um einen möglichst niedrigen Reibbeiwert zwischen Druckschuh

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% 38 und Werkstück 11 zu erreichen, ist vorgesehen, daß der Druckschuh aus einem metallischen oder kunststoffartigen

porösen Werkstoff besteht. Dabei sind die Poren dieses % Werkstoffs mit Graphit oder einem anderen die Gleiteigenschafterc pssltiv beeirif luBsnden Stoff, wie bspw. McSg ausgepreßt bzw. gefüllt. Zusätzlich oder statt dessen ist eine hydrodynamische Schmierung zwischen dem Druckschuh 38 und dem Werkstück 11 vorgesehen. Dazu wird in nicht im einzelnen dargestellter Weise zwischen die Andrückfläche 39 des Druckschuhs 38 und die dieser gegenüberliegenden Umfangsflache 12 des Werkstücks 11 ein Spülmittelfilm durch Einbringen einer (inkompreßiblen) Flüssigkeit aufrecht erhalten, welcher Film die Druckkraft auf den Druckschuh 38 von diesem auf das Werkstück 11 bei äußerst geringer Reibungskraft überträgt. Durch die schwenkbare Anbringung des Druckschuhs 38 an der Kolbenstange 43 ist eine im wesentlichen einheitliche Filmdicke gewährleistet.

Durch die eine oder andere oder beide der vorgenannten Maßnahmen zur Verringerung der Gleitreibung zwischen Druckschuh 38 und Werkstück 11 wird ein Reibbeiwert zwischen diesen beiden im Bereich von etwa 0,1 bis 0,15 erreicht. Dem gegenüber steht ein Reibbeiwert zwischen Werkstück 11 und Transportwalzen 13 und 14 von etwa ebenfalls 0,1 und ein Reibbeiwert zwischen Honstein 18 und Werkstück 11 in der Größenordnung von etwa 0,5. Bei Ansetzen entsprechender Druckkräfte für den Honstein 18, um eine möglichst hohe

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Durchlaufgeschwindiykeit für das Werkstück 11 zu erreichen, und einer daraus resultierenden Druckkraft auf den Druckschuh 38 und der daraus resultierenden Reibungskräfte ergibt sich, daß eine Antriebskraft von den Transportwalzen 13 und 14 auf das Werkstück 11 übertragen werden kann, die größer ist als die durch Honstein 18 und Druckschuh 38 bewirkte Gesamtbremskraft.

Claims

t ft I I III« t · &igr; &igr; ir • ti t I Il I « Ansprüche

1. Einrichtung (10) zum Bearbeiten der Umfangsflache (12) rotationssymmetrischer, insbesondere stangenförmiger Werkstücke (11) im spitzenlosen Durchlaufverfahren, mit zwei sich gleichsinnig drehenden, schräggestellten Transportwalzen (13,14) zur rotierenden Vorschubbewegung des Werkstücks (11) und mit mindestens einem oszillierenden, gegen die Werkstückoberfläche (12) drückbaren Honstein (18), dadurch gekennzeichnet, daß dem Honstein (18) benachbart mindestens ein Druckschuh (38) angeordnet ist, mit dem das Werkstück (11) auf die Transportwalzen (13,14) drückbar ist und dessen zumindest für seine Andrückfläche (39) verwendeter Werkstoff einen geringen Reibbeiwert relativ zum Werkstoff des Werkstücks (11 ) besitzt.

2. Einrichtung, bei der zwei oder mehr hintereinander angeordnete Honsteine (18) zum Feinbearbeiten der Werkstücke (11) vorgesehen sind, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei benachbarten Honsteinen (18) ein Druckschuh '38) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschuh (38) entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder (54) gegen das Werkstück (11) drückbar ist.

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4. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschuh (38) pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt ist.

5. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschuh (38) um eine zur Werkstückachse parallele Achse bewegbar ist.

6. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschuh (38) aus einem metallischen oder kunststoffartig porösen Werkstoff besteht, dessen Poren mit einem die Gleiteigenschaft unterstützenden Stoff, wie Graphit, MoS₂ oder dgl. gefüllt sind.

7. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbeiwert zwischen dem Druckschuh (38) und dem Werkstück (11) etwa im Bereich des Reibbeiwertes zwischen Werkstück (11) und Transportwalzen (13,14) liegt.