SE513705C2 - Abraderande maskin för bearbetning av mantelytan hos ett cylindriskt arbetsstycke - Google Patents

Description

15 20 25 30 513 705 2 Konstruktionen av maskinerna beskrivna i sagda patentansökningar förutsätter att arbetsstycket och verktyget är stödda på ett stabilt sätt eftersom det endast föreligger korta avstånd mellan arbefsstycket och axeln som uppbär arbetsstycket. Vidare förutsätter dessutom anordnandet av verktyget längs innerperiferin hos locket att verktyget uppvisar stor stabilitet. Följ den blir att dessa maskiner uppvisar överlägsen precision jämfört med konventionella maskiner som har långa stödaxlar vilka är utsatta för vibration och terrniska effekter.

Maskinema enligt sagda svenska patentansökningar är konstruerade för att kunna slipa de yttre respektive inre mantelytoma på ringforrnade arbetsstycken. Emellertid finns ett behov av en maskin som är kapabel att avlägsna material från en mantelyta på huvudsakligen cylindriska arbetsstycken, t ex lagerrullar, som inte rimligtvis kan hållas med vanlig chuckningsutrustning.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Detta ändamål uppnås genom en maskin, framförallt en slipmaskin utformad för att avlägsna material från en mantelyta på ett huvudsakligen cylindriskt arbetsstycke, vilken maskin omfattar: ett rörformat cylindriskt hus som sträcker sig runt en längsaxel, vilket hus har ett längsgående cylindriskt inre utrymme som sträcker sig från en första ände av huset, vilket cylindriska inre utrymme har längsaxeln förskjuten från längsaxeln för huset; en axel inrättad i det inre utrymmet för vinkelrörelse däri, vilken axel är försedd med en urtagning; en motor anordnad i urtagningen; en spindel förbunden med motorn, vilken spindel uppbär ett första roterbart drivet verktyg; ett roterbart yttre hölje som perifert innesluter det rörformade cylindriska huset; ett lock fast anslutet till det yttre höljet för samrotation därmed, vilket lock sträcker sig radiellt över den första änden av sagda rörformade cylindriska hus med locket försett med en central genomgående öppning som har en perifer yta; 10 15 20 25 30 513 705 3 ett andra roterbart drivet verktyg inrättat på den perifera ytan hos den centrala genomgående öppningen på locket, och stödmedel för att hålla arbetsstycket mellan de första och andra roterbart drivna verktygen; i vilken axeln är inrättad i det så att när axeln utfiör en vinkelrörelse i det inre utrymmet, tillåts det första roterbart drivna verktyget att utföra en radiell rörelse relativt det andra roterbart drivna verktyget.

Föredragna utfiñringsforrner av uppfinningen är utförligt beskrivna i de osjälvständiga patentkraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer i det följande beskrivas utförligare endast som exempel och med hänvisning till utföringsformer, som visas i de bifogade ritningarna, där: Pig. 1 visar ett schematiskt längssnitt av en första utföringsforrn av den abraderande maskinen enligt uppfinningen; Fi g. 2 är en förstoring av ett schematiskt längssnitt av en del av den abraderande maskinen iFig. 1; Fig. 3 är en ändvy av uttöringsforinen visad i Fig. 2; Pig. 4 är en vy överensstämmande med Fig. 2, men av en andra utföringsform av den abraderande maskinen enligt uppfinningen; Fig. 5 är en ändvy av utfiñringsforrnen visad i Fig. 4; Fig. 6 visar ett schematiskt längssnitt av en tredje utföringsforrn av den abraderande maskinen enligt uppfinningen; lO 15 20 25 30 513 705 4 Fig. 7 är en ändvy av utföringsforrnen visad i F ig. 6, och Fig. 8 är en vy överensstämmande med Fig. 6, men av en ytterligare utföringsfonn av den abraderande maskinen enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSEXEMPEL I ritningarna hänvisar referens 10 generellt till en abraderande maskin enligt föreliggande uppfinning. Maskinen 10 innefattar ett stativ 11 som, i den visade utföringsfonnen, är konstruerad som ett maskinfundament vilket har en del 12 för att uppbära ett fribärande hus. Det fiibärande huset är utformat som ett utvändigt cylindriskt och väsentligen rörformat långsträckt hus 13 som sträcker sig runt en längsaxel. Huset 13 är försett med ett längsgående cylindriskt inre utrymme 14 som sträcker sig från en första ände av huset.

Det cylindriska inre utrymmet 14 har en längsaxel vilken är förskjuten i förhållande till längsaxeln hos det cylindriska huset 13. Det cylindriska huset 13 är företrädesvis - fastän inte nödvändigtvis - vridfast förbundet med stativet 11.

På den yttre mantelytan hos det cylindriska huset 13 är roterbart lagrat ett roterbart yttre hölje 15, en arbetsdocka, som drivs av en motor 16, företrädesvis en elektrisk motor, uppburen av huset 13. Inne i det excentriska inre utrymmet 14 i huset, finns anordnat en axel 17, vilken kan vridas eller indexeras och förskjutas axiellt. I det utföringsexempel som antyds har axeln 17 ett parti 18 med mindre diameter, vilket skjuter ut ur husets inre utrymme 14 i riktning mot den bärande delen 12 av stativet 11. Delen 18 av axeln som skjuter ut från huset mottas i ett utrymme 19 anbragt i delen 12 i stativet 11, och i vilket utrymme finns anordat medel för att vrida axeln 17, företrädesvis en momentmotor 20, och medel för axiell förskjutning av axeln 17, företrädesvis i form av en linjärmotor 21.

Vridningen och den axiella förskjutningen av axeln kontrolleras av en eller flera sensorer 22 resp. 23, vilka företrädesvis också är inneslutna i utrymmet 19 i stativdelen 12. Det är också uppenbart att anordningarna för vridning och axiell förskjutning av axeln inte behöver vara arrangerade på så sätt som visas i ritningen, utan de kan till exempel vara anordnade i ett urtaget parti av själva axeln. 10 15 20 25 30 513 705 5 Vid dess ände motsatt delen 18 med den mindre diametern, är axeln 17 försedd med en urtagning 24. Urtagningen sträcker sig huvudsakligen axiellt i axeln 17 och används för att mottaga en motor 25, till exempel en elektrisk motor. Motorn 25 är försedd med en spindel 26 som skjuter ut ur urtagningen 24. Motorn är anordnad i urtagningen så att spindeln sträcker sig längs en axel som är icke-koncentrisk med längsaxeln hos axeln 17.

Vid dess ände 27, på avstånd frålnlmotom 25, uppbär spindeln 26 ett första roterbart drivet verktyg 28.

Sorn klarast framkommer i Fig. 2 till 4, sträcker sig det roterbara yttre höljet 15, eller arbetsdockan, axiellt bortom den första änden av huset 13 och avslutas i en perifer fläns 29. Ett lock 30 är fast anslutet till sagda yttre hölje 15 via den perifera flänsen 29 så att locket sarnroterar med det yttre hölj et. Locket 30 sträcker sig radiellt över ett område över den första änden hos det rörforrnade cylindriska huset 13 och är försett med en central genomgående öppning 31 som har en perifer yta 32, Ett andra roterbart drivet verktyg 33 är inrättat på den perifera ytan 32 hos den centrala genomgående öppningen 32 på locket 30. Som syns i F ig. 2, 3 och 5, är ett arbetsstycke 34 anordnat för att hållas mellan de första och andra roterbart drivna verktygen 28, 33 genom stödmedel 3 5 förbundna med axeln 1 7.

Enligt den föreliggande uppfinningen är axeln anordnad i det inre utrymmet 14 så att när axeln utför en vinkelrörelse i det inre utrymmet, tillåts det första roterbart drivna verktyget 28 att utföra en radiell rörelse relativt det andra roterbart drivna verktyget 33.

I utfiöringsforrnema illustrerade i Pig. 1 till 5, är den abraderande maskinen 10 anordnad att bearbeta en yttre mantelyta hos arbetsstycket 34. Sålunda fungerar det första roterbart drivna verktyget 28 som en reglerskiva och är i första hand avsedd för att rotera arbetsstycket 34 och att hålla agbeëstycket mot det andra roterbart drivna verktyget 33, då det andra roterbart drivna verktyget fungerar som ett sliphjul. På detta sätt, behöver det första roterbart drivna verktyget inte nödvändigtvis ha en abraderande yta, även om det är fördelaktigt om ytan har en tillräckligt hög friktionskoefñcient för att säkerställa rotation av arbetsstycket. Formen på det det första roterbart drivna verktyget 28 väljs beroende på formen hos det arbetsstycke som ska bearbetas. I en föredragen uttöringsform, innefattar lO 15 20 25 30 513 705 6 det första roterbart drivna verktyget 28 ett första område 36 med en första diameter som sträcker sig en första axiell sträcka och ett andra område 37 med en andra diarnetersom sträcker sig en andra axiell sträcka, 'där den andra diametern är större än den första diametern. På liknande sätt kan det andra roterbart drivna verktyget 33 innefatta ett första område 3 8 med en diameter med en första diameter som sträcker sig en första axiell sträcka och ett andra område 39 med en andra diameter, där den första diametern är större än den andra diametern. Det är fördelaktigt om skillnaden mellan den första och andra diarnetem hos det första roterbart drivna verktyget 28 är väsentligen lika skillnaden mellan den första och andra diarnetem hos det andra roterbart drivna verktyget 33. Detta beskrivna arrangemang medför att ett arbetsstycke 34 med huvudsakligen cylindrisk form, fast med områden med avvikande diameter, kan få hela sin mantelyta bearbetad samtidigt. Det ska icke desto mindre förstås att det första och andra roterbart drivna verktyget 28, 33 också kan omfatta olika antal områden med avvikande diameter. Även om de första och andra roterbart drivna verktygen kan ha olika axiell utsträckning, kan maximal nytta av de axiella ytoma hos de första och andra roterbart drivna verktygen uppnås när den första axiella sträckan hos det första roterbart drivna verktyget 28 är väsentligen lika den första axiella sträckan hos det andra roterbart drivna verktyget 33, och den andra axiella sträckan hos det första roterbart drivna verktyget är huvudsakligen lika den andra axiella sträckan hos det andra roterbart drivna verktyget.

För att säkerställa att arbetsstycket 34 får rätt form innefattar maskinen 10 ett första skärpverktyg 40 för att skärpa det första roterbart drivna verktyget 28. I utföringsforrnen visad i Fig. 2 och 3, uppbärs det första skärpverktyget 40 av locket 30 och har ringforrnigt utseende. Sålunda sträcker sig spindeln 26 hos motom 25 genom det första skärpverktyget 40. I en alternativ utföringsform illustrerad i Fig. 4 och 5, har det första skärpverktyget 40 formen av en arm uppburen av det rörforrnade cylindriska huset 13. Maskinen 10 innefattar företrädesvis även ett andra skärpverktyg 41 för att skärpa det roterbart drivna verktyget 33, vilket andra skärpverktyg har formen av en skiva uppburen av spindeln 26 hos motom 25. Det första och andra skärpverktyget 40 kan företrädesvis omfatta ett diarnant-baserat abraderande material. 10 15 20 25 30 513 705 7 Den abraderande maskinen illustrerad i Fig. 6 till 8 skiljer sig från den i Fig. l till 5 i det avseendet att maskinen är anordnad för att bearbeta en inre mantelyta hos arbetsstycket 34.

För detta ändarnål tjänar det första roterbart drivna verktyget 28 som slipskiva och har en tillräckligt liten diameter för att kurina köras inuti arbetsstycket. Det andra roterbart drivna verktyget 33 tjänar därför som reglerskiva. I utföringsfonnen visad i Fig. 6 och 7, förhindras arbetsstycket från perifer migrering genom stödmedlen 35 som är förbundna med huset 13. I utföringsfonnen i Fig. 8 sträcker sig stödmedlen, å andra sidan, bort från huset 13 och är istället förbundna med stativet 11 till maskinen. Som visas i Fig. 7 kan maskinen 10 som bearbetar en inre mantelyta ha ett första skärpverktyg 40 uppburet av locket 30 på ett sätt som motsvarar det i Fig. 2.

Med hänvisning speciellt till Fig. 3 och 5, drivs maskinen som bearbetar en yttre mantelyta på följande sätt.

För att mata in arbetsstycket 34, vrids axeln 17 i det rörforrnade cylindriska huset, motsols för att därmed öka avståndet mellangdet första och andra roterbart drivna verktyget 28, 33 så att en spalt bildas som är tillräcklig för att rymma arbetsstycket. Arbetsstycket 34 sätts in i spalten så att det ligger an mot stödmedlen 35. Sedan vrids axeln 17 medsols så att det första roterbart drivna verktyget 28 närmar sig det andra roterbart drivna verktyget 33 tills det första roterbart drivna verktyget kommer i kontakt med arbetsstycket. Under både inmatningen av arbetsstycket 34 och dess bearbetning, roteras det roterbara yttre höljet l5 i en hastighet av, till exempel, 1000 rpm. På grund av förbindelsen mellan locket 30 och det yttre hölj et 15, roteras det andra roterbart drivna verktyget 33 i sarnma hastighet.

Samtidigt som det andra roterbart drivna verktyget roteras, roteras det första roterbart drivna verktyget 28 medsols i en lägre hastighet än det andra verktyget, till exempel 100 rpm. Skillnaden i rotationshastighet och riktning mellan de två verktygen får arbetsstycket 34 att pressas mot stödmedlen,liíöcllroteras medan bearbetningen av mantelytan äger rum. Företrädesvis innefattar åtminstone det andra roterbart drivna verktyget 33 ett abraderande material såsom kubisk bornitrid så att mantelytan hos arbetsstycket kan abraderas. Kontaktkraften mellan arbetsstycket och de två roterbart drivna verktygen kan 10 15 20 25 30 513 705 8 regleras genom vridning av axeln 17 medsols eller motsols för att därigenom variera glappet mellan de två verktygen.

Så fort bearbetningen är klar vrids axeln 17 motsols och arbetsstycket 34 tas bort och ersätts med nästa arbetsstycke som ska bearbetas.

Med hänvisning till Fig. 6 och 8, drivs maskinen för bearbetning av en inre mantelyta på följande sätt.

För att imnata arbetsstycket 34, förskjuts axeln 17 i det rörforrnade cylindriska huset 13 åt vänster, som visas i ritningarna, så att det första roterbart drivna verktyget 28 blir axiellt förskjutet från det andra roterbart drivna verktyget 33. Arbetsstycket 34 placeras sedan på det andra roterbart drivna verktyget 33 och sätts i kontakt med stödmedlen 35. Axeln tvingas till medsols rotation för att därmed öka avståndet mellan det första och andra roterbart drivna verktyget 28, 33 så att det första roterbart drivna verktyget kan sättas in i arbetsstycket genom en axiell förskjutning av axeln 17 åt höger på ritningarna utan att det första roterbart drivna verktyget kolliderar med arbetsstycket. Därefter roteras axeln 17 motsols så att det första roterbart drivna verktyget 28 närmar sig det andra roterbart drivna verktyget 33 tills avståndet mellan det första och andra roterbart drivna verktyget motsvarar väggtjockleken hos arbetsstycket 34. Det roterbara yttre höljet 15 roterar medsols i en hastighet av, till exempel, 100 rpm. På grund av förbindelsen mellan locket 30 och det yttre höljet 15, tvingas det andra roterbart drivna verktyget 33 rotera i samma hastighet. Samtidigt som det andra roterbart drivna verktyget roteras, roterar det första roterbart drivna verktyget 28 motsols i en högre hastighet än det andra roterbart drivna verktyget, till exempel 30 000 rpm. Skillnaden i rotationshastighet och riktning mellan de två verktygen får arbetsstycket 34 att pressas mot stödmedlen 35 och roteras medan bearbetningen av den inre mantelytan äger rum. F öreträdesvis innefattar åtminstone det första roterbart drivna verktyget 28 ett abraderande material såsom kubisk bornittid så att den inre mantelytan hos arbetsstycket kan abraderas. Kontaktkraften mellan arbetsstycket och de två roterbart drivna verktygen kan regleras genom vridning av axeln 17 medsols eller motsols för att därigenom variera spalten mellan de två verktygen. lO 15 20 25 30 513 705 9 Så fort bearbetningen är klar vrids axeln 17 medsols och arbetsstycket 34 tas bort och ersätts med nästa arbetsstycke som ska bearbetas.

Oavsett om maskinen 10 används for att bearbeta inre eller yttre mantelytor, sker skärpningen av det forsta och det andra roterbart drivna verktyget på samma sätt. För att skärpa det forsta roterbart drivna verktyget 28, förskjuts axeln 17 axiellt åt vänster, vilket visas i Fig. 2, 4, 6 och 8, for att se till att det forsta roterbart drivna verktyget tvingas in i ett utrymme begränsat av det cylindriska huset 13 och locket 30. Genom att bibringa rotation till axeln 17, kan det forsta roterbart drivna verktyget tvingas i kontakt med det första skärpverktyget 40. I uttöringsfonnen i Fig. 2 sker skärpningen naturligtvis genom rotering av locket 30, och följaktligen skärpverktyget 40, och det forsta roterbart drivna verktyget, medan det i utforingsforrnen i Fig. 4 bara är det första roterbart drivna verktyget SOIII IOÉCISI.

För att skärpa det andra roterbart drivna verktyget 33, förskjuts axeln 17 axiellt åt höger, vilket visas i Fig. 2, 4, 6 och 8, for att se till att det andra skäipverktyget kommer in i den centrala öppningen 31 i locket 30. Genom att bibringa rotation till axeln 17, kan det andra skärpverktyget 41 tvingas närma sig och komma i kontakt med det andra skärpverktyget 33. Skätpningen sker naturligtvis genom rotering av både det andra skärpverktyget 41 och det andra roterbart drivna verktyget 33.

Uppfinningen är inte begränsad till den utforingsform som beskrivs ovan och visas i ritningama. Istället anses alla modifikationer och varianter inom ramen för de bifogade patentkraven vara täckta. Till exempel, har det cylindriska huset 13 visats med ett cylindriskt inre utrymme. Detta utrymme kan också tänkas ha annan än cylindrisk form och axeln 17 kan tänkas ha vilket sornhelst lämpligt tvärsnitt som tillåter att den vrids eller indexeras inne i det inre utrymmet i huset. Delen 18 av axeln 17, som mottas i utrymmet 19 behöver inte ha en mindre çliagrcmar, Det är också tänkbart att ersätta axeln med ett system av ledade länkar eller limk-IÃIÉÉÉI-Iied förmåga att vrida eller indexera spindeln på lämpligt sätt.

Claims (13)

10 15 20 25 30 513 705 l 0 PATENTKRAV

1. En abraderande maskin (10), speciellt en slipmaskin utformad för att avlägsna material från en mantelyta hos ett huvudsakligen cylindriskt arbetsstycke (28), vilken maskin omfattar: ett rörformat cylindriskt hus (13) som sträcker sig runt en längsaxel, vilket hus har ett längsgående cylindriskt inre utrymme (14) som sträcker sig från en första ände av huset, vilket cylindriska inre utrymme har en längsaxel, som är förskjuten från längsaxeln för huset (l3); en axel (17) inrättad i det inre utrymmet (14) för vinkelrörelse däri, vilken axel är försedd med en urtagning; en motor (25) anordnad i intagningen; en spindel (26) förbunden med motorn (25), vilken spindel uppbär ett första roterbart drivet verktyg (28); ett roterbart drivet yttre hölje (15), som perifert omsluter det rörforrnade cylindriska huset (l3); ett lock (30) fast anslutet till det yttre höljet (15) för samrotation därmed, vilket lock sträcker sig radiellt över den första änden av det rörformade cylindriska huset (13) med locket försett med en central genomgående öppning (31) som har en perifer yta (32); ett andra roterbart drivet verktyg (33) inrättat på den perifera ytan (32) hos den centrala genomgående öppningen (31) på locket (30), och stödmedel (3 5) för att hålla arbetsstycket (3 4) mellan de första och andra roterbart drivna verktygen (28, 33); varvid axeln (17) är inrättad i det inre utrymmet (14) så att när axeln utför en vinkelrörelse i det inre utrymmet, tillåts det första roterbart drivna verktyget (28) att utföra en radiell rörelse relativt det andra roterbart drivna verktyget (33).

2. Maskin enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att det första roterbart drivna verktyget (28) är anpassat för att verka på en yttre mantelyta hos arbetsstycket (34). lO 15 20 25 30 513 705 h

3. Maskin enligt patentkrav l, kännetecknad av, att det första roterbart drivna verktyget (28) är anpassat för att verka på en inre mantelyta hos arbetsstycket (34).

4. Maskin enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att det första roterbart drivna verktyget (28) innefattar ett första område (3 6) med en första diameter som sträcker sig en första axiell sträcka och ett andra område (3 7) med en andra diameter som sträcker sig en andra axiell sträcka, där den första diametern är större än den andra diarnetem.

5. Maskin enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att det andra roterbart drivna verktyget (33) innefattar ett första område (3 8) med en första diameter som sträcker sig en första axiell sträcka och ett andra område (39) med en andra diameter som sträcker sig en andra axiell sträcka, där den första diametern är större än den andra diametern.

6. Maskin enligt patentkrav 4 eller 5, kännetecknad av, att skillnaden mellan den första och andra diametem hos det första roterbart drivna verktyget (28) ärväsentligen lika skillnaden mellan den första och andra diametem hos det andra roterbart drivna verktyget.

7. Maskin enligt patentkrav 6, kännetecknad av, att den första axiella sträckan hos det första roterbart drivna verktyget (28) är väsentligen lika den första axiella sträckan hos det andra roterbart drivna verktyget (33), och den andra axiella sträckan hos det första roterbart drivna verktyget är väsentligen lika den andra axiella sträckan hos det andra roterbart drivna verktyget. lO 15 20 25 30 513 705 IL

8. Maskin enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att maskinen (10) innefattar ett första skärpverktyg (40) för skärpning av det första roterbart drivna vekty get (28).

9. Maskin enligt patentkrav 8, kännetecknad av, att det första skärpverktyget (40) uppbärs av locket (30) och är ringformigt.

10. Maskin enligt patentkrav 8, kännetecknad av, att det första skärpverktyget (40) uppbärs av det rörforrnade cylindriska huset (13).

11. 1 1. Maskin enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad am att maskinen (10) innefattar ett andra skärpverktyg (41) för skärpning av det andra roterbart drivna verktyget (33), vilket andra skärpverktyg uppbärs av spindeln (26).

12. Maskin enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att maskinen (10) innefattar medel (21) för att axiellt förskjuta axeln (17) i förhållande till det rörformade cylindriska huset (13).

13. Maskin enligt patentkrav 12, kännetecknad av, att axeln (17) är försedd med sensorer (22, 23) for kontroll av rotations- och axialrörelser hos axeln (17).