WO2007019897A1 - Vorrichtung zum schleifen und/oder finishen eines werkstücks - Google Patents

Vorrichtung zum schleifen und/oder finishen eines werkstücks Download PDF

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WO2007019897A1
WO2007019897A1 PCT/EP2006/004714 EP2006004714W WO2007019897A1 WO 2007019897 A1 WO2007019897 A1 WO 2007019897A1 EP 2006004714 W EP2006004714 W EP 2006004714W WO 2007019897 A1 WO2007019897 A1 WO 2007019897A1
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drive
unit
oscillating
workpiece
compensation unit
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PCT/EP2006/004714
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English (en)
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Inventor
Ingo Harter
Original Assignee
Supfina Grieshaber Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B35/00—Machines or devices designed for superfinishing surfaces on work, i.e. by means of abrading blocks reciprocating with high frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/10—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces
    • B24B47/16—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces performing a reciprocating movement, e.g. during which the sense of rotation of the working-spindle is reversed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S451/00—Abrading
    • Y10S451/91—Ultrasonic

Definitions

  • the invention relates to a device for grinding and / or finishing a workpiece received on and / or in at least one workpiece holder, wherein the workpiece and the workpiece holder are provided with a workpiece
  • the object of the present invention is to provide a device for grinding and / or finishing a workpiece received on and / or in at least one workpiece holder, with which high oscillation frequencies are possible.
  • At least one compensation unit is provided which is driven in opposite directions to the oscillating movement of the oscillating unit.
  • the counteracting to the oscillating movement of the oscillating unit counterbalancing unit causes the resulting by the oscillating movement of the workpiece and the workpiece holder inertial forces can be compensated by opposite inertial forces are generated to these inertial forces.
  • components adjacent to the oscillating unit and the compensation unit such as a machine bed of the device, are decoupled from vibrations. This in turn has the advantage that the environment of the device is vibration-free.
  • the oscillating unit oscillates along a first axis and the compensation unit in a second axis parallel to the first axis.
  • the parallelism of the axes ensures that the inertial forces generated by the oscillating movements of the oscillating unit and the compensation unit can be compensated.
  • the axles need not be physically trained; the axes are defined by the movement of the respective center of gravity of the oscillating unit and the compensation unit.
  • first and the second axis are coaxial with each other. This has the effect that the moments of inertia resulting from the oscillating movements of the oscillating unit and the compensation unit can also compensate each other. As a result, the device according to the invention and its surroundings are completely vibration-free.
  • a complete compensation of inertial forces and moments can be achieved in particular if the mass of the oscillating unit is equal to the mass of the compensation unit and if the oscillation stroke of the oscillating unit is equal to the oscillation stroke of the compensation unit.
  • the Oszillationshub corresponds to the oscillation amplitude and is for example a few millimeters. It is also possible to generate a complete compensation of the inertial forces, if the mass of the oscillating unit to the mass of the compensation unit is different. In this case, the oscillation strokes can be adjusted accordingly. For example, the mass of the oscillating unit is half the mass of the compensation unit, wherein the oscillation stroke of the oscillating unit corresponds to twice the oscillation stroke of the compensation unit.
  • the device according to the invention may comprise a headstock and / or a headstock support, a tailstock and / or a tailstock support and / or a workpiece rotation drive, said components may be part of the oscillating unit. So it is not necessary to reduce the mass of the oscillating unit to a minimum, but also the said components can oscillate together with the workpiece and the at least one workpiece holder.
  • the corresponding compensation of the oscillating movement of the thus formed oscillating unit can be effected by a compensation unit whose stroke and / or mass is adjusted accordingly.
  • headstock and the tailstock are arranged on a common carrier, which is part of the oscillating unit. This is particularly advantageous for small workpieces.
  • the term "workpiece holder” is understood to mean a component which is suitable for at least defining the position and / or spatial position of a workpiece to be machined.
  • a workpiece holder can be formed for example by a driver of a headstock. It may also be provided as a tip or quill of a tailstock trained workpiece holder.
  • the compensation unit may have a compensation body. This may for example comprise a plurality of metal plates which are detachably connected to each other.
  • the compensating body advantageously has fastening possibilities for further mass bodies.
  • the mass of the compensation unit can be adjusted particularly easily by attaching the compensation body, parts thereof or additional massed parts to or on the carrier.
  • the compensating body and / or the headstock and / or the tailstock are linearly guided.
  • the said components can thus oscillate freely in the longitudinal direction of the linear guide, it being ensured that the components can not build up vibrations which are oriented transversely to the longitudinal axis of the guide.
  • a linear guide is also suitable for the compensating body carrier and / or the headstock carrier and / or the tailstock carrier and / or the common carrier for headstock and tailstock in order to achieve the stated advantages.
  • a linear guide of the mentioned carriers it is possible in a particularly simple manner to adapt the device to the geometry of a workpiece to be machined, in particular to set the distance between the spindle and tailstock.
  • linear guide or the linear guides are provided on or in a carrier carriage, which is preferably mounted displaceably relative to a machine bed of the device.
  • the drive device which sets the oscillating unit in an oscillating motion, and the compensation unit drives. This has the advantage that it is possible to dispense with an additional drive, as a result of which the device has fewer components as a whole.
  • an additional drive can be provided, for example, when in particularly heavy workpieces high driving forces are required.
  • An embodiment of the invention provides that the drive device and / or the auxiliary drive is designed as a rotary drive or are.
  • the drive of the oscillating unit and / or the drive of the compensation unit can be effected by associated connecting rods, which are driven by a common or different crank members.
  • the crank members have eccentric to the axis of rotation of the crank member staggered connecting rod bearings.
  • the stroke of the oscillating unit and / or the compensation unit is determined by selecting the offset between the connecting rod bearing and the axis of rotation of a crank member and by the length of the connecting rod and its assignment to the oscillating unit or compensation unit.
  • crank members are provided for driving the oscillating unit and for driving the compensation unit, whereby it is possible, for example, to spatially decouple the oscillating unit and the compensation unit from each other. If separate drives are not provided for each of the various crank links, the crank links can be coupled to one another via traction means, friction and / or gears. Thus, both the drive for the oscillating unit and for the compensation unit can be created with a drive and spaced apart crank members.
  • the drive device and / or the auxiliary drive can also have a linear drive, in particular a pneumatically and / or hydraulically actuated cylinder or a linear motor. With such drives, therefore, not a rotary motion is converted into a linear, oscillating motion, but the oscillating motion is generated directly by the linear drive. It is understood that for the drive device and auxiliary drive not the same drive forms must be selected.
  • the drive device may be designed as a rotary drive and the auxiliary drive as a linear drive or the auxiliary drive as a rotary drive and the drive device as a linear drive.
  • the linear drive has mechanical feed units such as ballscrews, toothed belts and / or toothed racks
  • the arrangement of the linear drive and the transmission to the oscillating unit and / or the compensation unit is spatially flexible.
  • the linear drive can act along a stroke axis which is coaxial with the axis along which the oscillating unit oscillates and / or coaxial with an axis in which the balance unit oscillates. This has the advantage that can be dispensed with force deflection elements.
  • the linear drive can also act along a lifting axis, which acts at an angle, in particular perpendicular to the oscillation axes of the oscillating unit and / or the compensation unit. This can be particularly advantageous if, for example, for very long workpieces, in the longitudinal direction of the workpiece, the available space is limited.
  • the linear drive can have a rotary push-type joint which drives the oscillating unit and / or the compensation unit via one or more push rods. Thus, the linear movement of the linear drive can be easily redirected in a different direction.
  • the oscillating unit and the compensation unit are motion-coupled with one another via movement transmission elements, in particular via levers, toothed racks, pinions, toothed belts or scissors gear. This makes it possible to provide only one drive device which, for example, drives the oscillating unit.
  • Motion transfer elements the movement is then transferred to the compensation unit.
  • the compensation unit is driven by the drive device and the oscillating unit is driven by the compensation unit via the motion transmission elements.
  • a drive device acts on the motion transmission elements, which in turn drive the oscillating unit at one end and the compensation unit at the other end.
  • Motion transfer elements it is advantageous if at least one stationary with respect to the movement of the oscillating unit and the compensation unit is provided. As a result, it can be avoided, in particular with longer movement transmission elements, that these and / or the associated oscillating unit and / or compensation unit destabilized by natural oscillations.
  • Figure 1 is a perspective view of a device according to the invention.
  • Figure 2 shows the device according to Figure 1 in a plan view according to arrow II in Figure 1;
  • FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 in a section corresponding to arrows III in FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a schematic representation corresponding to FIG. 3
  • FIG. 5 shows a schematic representation corresponding to FIG. 2
  • a device for grinding and / or finishing a workpiece is designated overall by the reference numeral 2.
  • the device 2 has a headstock side 4 shown on the left hand and a tailstock side 6 shown on the right hand. Between the headstock side 4 and tailstock side 6 is an elongated Workpiece 8 was added.
  • the workpiece 8 can be processed grinding and / or finishing, if not shown grinding and / or finishing agent, such as tapes or stones in direction designated 9 on the workpiece 8 press.
  • the headstock side 4 has a machine bed 10 with which the headstock side 4 can be fixed relative to the environment of the device 2.
  • a feed device 12 is provided, which is designed as a lifting cylinder.
  • a carrier carriage 14 can be delivered in the direction of the tailstock side 6 or in a direction away from the tailstock side 6 direction.
  • the support carriage 14 has a linear guide 15, with which the carrier carriage 14 is guided relative to the machine bed 10.
  • a plate-shaped headstock support 16 is arranged, which is also mounted relative to the tailstock side 6 slidably.
  • the headstock support 16 is used to arrange a headstock 18, in which a spindle, not shown, is provided.
  • This spindle is driven in rotation by means of a workpiece rotation drive 20.
  • the spindle has on the workpiece 8 side facing a workpiece holder 22, which is designed as a driver. With the aid of the workpiece rotational drive 20, the workpiece holder 22 can rotate the workpiece 8 so that it rotates about a workpiece axis 24 (both directions of rotation are possible, see reference numeral 26).
  • the workpiece 8 is mounted on the tailstock side 6 in a further, formed as a tip workpiece holder 28.
  • the workpiece holder 28 is rotatably mounted in a tailstock 30, which in turn is arranged on a tailstock support 32.
  • the tailstock support 32 is over Linear guides 34 relative to a machine bed 36 parallel to the workpiece axis 24 slidably.
  • the tailstock carrier 32 and thus the tailstock 30 can be driven by a linear drive 38.
  • the linear drive 38 has a lifting piston 40 connected to the tailstock carrier 32, which is guided in a cylinder 42.
  • the cylinder 42 is supported on a boom 44 of the machine bed 36 and is supplied hydraulically via lines 46.
  • the position of the reciprocating piston 40 and thus of the tailstock carrier 32, the tailstock 30 and the tip 28 can be detected by a position detection system 48 shown only schematically.
  • a further plate-shaped support 50 is arranged on the support carriage 14 on the side facing away from the tailstock side 6 of the headstock 18.
  • This carrier 50 can be moved in directions parallel to the workpiece axis 24 in the direction of the tailstock side 6 or away.
  • the carrier 50 not shown linear guides, which are arranged parallel to the workpiece axis 24.
  • a generally designated 52 compensating body is attached on the carrier 50. This has two, substantially vertically extending plates 54 and 56 which are arranged on both sides of the workpiece rotary drive 20. The plates 54 and 56 are interconnected by a substantially horizontal plate 58.
  • a drive device 60 is further provided, with which the headstock support 16 and the carrier 50 are driven to oscillate.
  • the headstock page 4 is shown in a plan view.
  • the drive device 60 has a crank member 62, which is mounted rotatably in the drive device 60 via a bearing 64, which is lower in FIG. 3, and an upper bearing 66, which is shown in FIG.
  • the crank member 62 has a first connecting rod bearing 68 for a connecting rod 70, which is also shown in Figures 2 and 1.
  • the connecting rod 70 is connected via a bolt element 72 with the headstock support 16 in connection.
  • a second connecting rod bearing 74 for a second connecting rod 76 is provided adjacent to the first connecting rod bearing 68.
  • the second connecting rod 76 is also shown in FIG.
  • the second connecting rod 76 is connected via a second bolt element 78 with the carrier 50 for the compensation body 52 in connection.
  • the angular offset of the connecting rod bearings 68 and 74 relative to the crank member 62 is 180 °.
  • FIG. 3 The construction shown in Figure 3 is shown schematically in Figures 4 and 5, the reference numerals were taken from Figures 1 to 3 accordingly.
  • the support carriage 14 is shown only schematically as a stationary storage.
  • the linear actuator 38 has also been shown as a spring.
  • the crank member 62 schematically illustrated in FIG. 4 can rotate about an axis of rotation 80 when the drive device 60 is actuated.
  • the first connecting rod bearing 68 of the connecting rod 70 is offset relative to this axis of rotation 80 by a dimension 82.
  • the second connecting rod bearing 74 for the connecting rod 76 offset by the dimension 84 of the rotation axis 80.
  • the crank member 62 rotates, this rotational movement is transmitted via the connecting rod 70 and the bolt member 72 to the headstock support 16 which is slidably mounted relative to the support carriage 14, so that the headstock support 16 performs an oscillating movement designated 86.
  • the headstock support 16 can perform a forward stroke designated 86a in the direction of the tailstock side 6, to which a return stroke 86b connects.
  • the advance stroke 86a and the return stroke 86b correspond to the oscillation stroke and is twice the offset 82.
  • the rotation of the crank member 62 and the connecting rod 76 is driven, which drives the carrier 50 for the compensation body 52 via the bolt member 78.
  • the rotation of the crank member 62 is thus transferred into an oscillating movement 88 of the carrier 50 with the compensation body 52.
  • the carrier 50 with the compensating body 52 can execute a forward stroke 88a directed toward the tailstock side 6 or a return stroke 88b.
  • the pre-stroke 88a and the return stroke 88b correspond to the oscillation stroke of the carrier 50. This is twice the offset 84th
  • the headstock support 16, the headstock 18, the workpiece rotation drive 20, the workpiece holder 22, the workpiece 8, the workpiece holder 28, the tailstock 30 and the tailstock support 32 form an oscillating unit, denoted in FIG. 4 and 5 in its entirety by reference numeral 96 is.
  • This unit 96 is driven by the drive device 60.
  • the linear drive 38 is biased so that it builds up a clamping force, which is designated in Figure 1 by the reference numeral 90 and in the direction acts on the workpiece 8.
  • the carrier 50 and the compensation body 52 form a compensation unit, which is designated in FIGS. 4 and 5 in its entirety by reference numeral 94.
  • an oscillating movement of the oscillating unit 96 which is composed as described above, also oscillates the compensation unit 94.
  • the movement of the oscillating unit 96 and the compensation unit 94 are in opposite directions.
  • the oscillating unit 96 performs a preliminary stroke 86a
  • the balancing unit 94 simultaneously performs a return stroke 88b.
  • the oscillating unit 96 performs a return stroke 86b
  • the compensation unit 94 moves in opposite directions with a preliminary stroke 88a.
  • the carrier 50 and the compensating body 52 oscillate along an axis 92 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the axis 92 is arranged coaxially with the workpiece axis 24 in which the oscillation movement 86 of the oscillating unit 96 takes place.
  • Embodiment corresponds to the geometry of the drive of the oscillating unit 96 (offset 82, length of the connecting rod 70) of the geometry of the drive of the compensation unit 94 (offset 84, length of the connecting rod 76).
  • the oscillating unit 96 has the same mass as the compensation unit 94.
  • the workpiece 8 is part of the oscillating unit 96. If another workpiece is to be machined, that has a different weight
  • the balance unit 94 may be adjusted accordingly by adding or removing weight correspondingly to the balance body 52.
  • a crank member 62 which is rotatably driven by a drive device, not shown, to drive via a connecting rod 76 a generally designated 94 compensation unit oscillating.
  • the crank member 62 acts via a connecting rod 70 in an oscillating unit generally designated by reference numeral 96.
  • This has an elongated support 98, which replaces the headstock support 16 and the tailstock support 32 used there compared to the device according to Figures 1 to 5.
  • On the common support 98 of the headstock 18 and the tailstock 30 is attached. In order to allow adaptation to the length of the workpiece 8, the tailstock 30 is displaceable relative to the common carrier 98, which is indicated by the double arrow 100.
  • the embodiment according to FIG. 7 is comparable to the embodiment according to FIGS. 1 to 5.
  • the oscillating unit 96 shown in FIGS. 7 corresponds to the oscillating unit according to FIG. 5, which consists of headstock carrier 16, headstock 18, workpiece holder 22, workpiece 8, tip 28 Tailstock 30 and tailstock support 32 composed.
  • the compensating unit 94 shown in FIG. 7 on the left can, as shown in FIG. 5, be composed of a carrier 50 and a compensating body 52.
  • a drive device drives a first crank member 62 which, via a connecting rod 70, sets the oscillating unit 96 into an oscillating motion.
  • a second crank member 102 is provided, which is formed by a trained as a belt drive traction means 104 of first crank member 62 is driven.
  • the crank member 102 via the connecting rod 76 to set the compensation unit in an oscillating motion, which is opposite to the oscillating movement of the oscillating unit 96.
  • an additional crank member 102 is likewise provided.
  • Each crank member 62 and 102 is driven by its own drive, that is, the crank member 62 of a not further shown drive device 60 and the crank member 102 of an auxiliary drive 106 not shown.
  • the embodiment of Figure 8 has the advantage that a spatial separation between the oscillating unit 96 and the compensation unit 94 can take place. However, it is necessary to coordinate the actuators 60 and 106 to each other via suitable control so that the movement of the balancing unit 94 to move the oscillating unit 96 is in opposite directions.
  • a compensation unit is designated overall by the reference numeral 94 and an oscillating unit as a whole by the reference numeral 96.
  • the drive of the oscillating unit 96 takes place via a first linear drive 108, which forms the drive device for the oscillating unit 96.
  • an additional drive in the form of a second linear drive 110 is provided for the drive of the compensation unit 94.
  • the linear drives 108 and 110 may be formed, for example, by hydraulically actuated cylinders.
  • only one linear drive 108 is required as the drive device.
  • This drives via a rotary thrust joint 112 to a first push rod 114, which acts on an oscillating unit 96.
  • a second push rod 116 the rotary push joint acts on a compensation unit 94.
  • FIG. 11 shows an embodiment in which the drive device of an oscillating unit 96 is formed by a linear drive 108.
  • This drives a headstock support 16 oscillating and coaxial with a workpiece axis 24.
  • the headstock support 16 has a rotary pushrod 118 which is coupled to a lever 120.
  • the lever 120 has a stationary to the length of the lever 120 fixed support 122.
  • On the opposite side of the rotary push link 118, the lever 120 has a further rotary push joint 124, which is provided on the carrier 50 of the compensation unit 94.
  • the drive of the compensation unit is thus causally by the linear drive 108, but with the interposition of the oscillating unit 96.
  • An additional drive 126 for the compensation unit 94th which is indicated by dashed lines in Figure 11, is not needed, but may be provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) zum Schleifen und/oder Finishen eines an und/oder in mindestens einer Werkstückaufnahme (22, 28) aufgenommenen Werkstücks (8), wobei das Werkstück (8) und die Werkstückaufnahme (22, 28) mit einer Antriebsvorrichtung (60, 108) in eine oszillierende Bewegung (86) versetzbar sind und eine oszillierende Einheit (96) bilden oder Teil einer oszillierenden Einheit (96) sind, wobei mindestens eine Ausgleichseinheit (94) vorgesehen ist, die gegenläufig zur oszillierenden Bewegung (86) der oszillierenden Einheit (96) antreibbar ist.

Description

Titel: Vorrichtung zum Schleifen und/oder Finishen eines Werkstücks
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schleifen und/oder Finishen eines an und/oder in mindestens einer Werkstückaufnahme aufgenommenen Werkstücks, wobei das Werkstück und die Werkstückaufnahme mit einer
Antriebsvorrichtung in eine oszillierende Bewegung versetzbar sind und eine oszillierende Einheit bilden oder Teil einer oszillierenden Einheit sind.
Mit einer solchen Vorrichtung können Werkstückoberflächen hoher und höchster Qualität erzeugt werden, indem die oszillierend angetriebenen Werkstücke mit Hilfe von Schleifscheiben, -bändern- oder -steinen und/oder mit Hilfe von Finishscheiben, -bändern oder -steinen bearbeitet werden. Um eine kurze Bearbeitungsdauer und/oder eine möglichst hohe Oberflächenqualität zu erzielen, ist es gewünscht, dass das Werkstück mit einer möglichst hohen Frequenz oszilliert.
Bei den bekannten Vorrichtungen besteht das Problem, dass bei hohen Oszillationsfrequenzen starke Vibrationen entstehen, die in die Vorrichtung zum Schleifen und/oder Finishen eines Werkstücks und schließlich in die Umgebung der Vorrichtung eingeleitet werden. Man kann das Maschinenbett besonders steif und schwer auszuführen, um die in die Umgebung der Vorrichtung eingeleiteten Vibrationen zu verringern. Dies führt jedoch zu schweren und somit schlecht handhabbaren und zudem teuren Vorrichtungen. Aus der DE 200 06 229 Ul ist es bekannt, ein Werkstück mit einer in axialer Richtung beweglichen Pinole oszillierend anzutreiben. Auch eine solche Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass Vibrationen in die Umgebung der Vorrichtung eingeleitet werden. Dieses Problem stellt sich besonders bei sehr schweren Werkstücken, was dazu führt, dass bei solchen Werkstücken beispielsweise bei einem Oszillationshub von +/- 1,0 mm eine Oszillationsfrequenz erreicht wird, die auf wenige 100 min"1 begrenzt ist.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schleifen und/oder Finishen eines an und/oder in mindestens eine Werkstückaufnahme aufgenommenen Werkstücks zu schaffen, mit der hohe Oszillationsfrequenzen möglich sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine Ausgleichseinheit vorgesehen ist, die gegenläufig zur oszillierenden Bewegung der oszillierenden Einheit antreibbar ist.
Die zur oszillierenden Bewegung der oszillierenden Einheit gegenläufig angetriebene Ausgleichseinheit bewirkt, dass die durch die oszillierende Bewegung des Werkstücks und der Werkstückaufnahme entstehenden Trägheitskräfte kompensiert werden können, indem zu diesen Trägheitskräften entgegengesetzte Trägheitskräfte erzeugt werden. Dies führt dazu, dass an die oszillierende Einheit und die Ausgleichseinheit angrenzende Bauteile, wie beispielsweise ein Maschinenbett der Vorrichtung, von Vibrationen entkoppelt sind. Dies wiederum hat den Vorteil, dass auch die Umgebung der Vorrichtung vibrationsfrei ist. Dabei können bei einem Oszillationshub von +/- 1 , 0 mm sehr hohe
Oszillationsfrequenzen im Bereich von 1500 min"1 erreicht werden . Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung oszilliert die oszillierende Einheit entlang einer ersten Achse und die Ausgleichseinheit in einer zur ersten Achse parallelen zweiten Achse. Durch die Parallelität der Achsen ist gewährleistet, dass sich die durch die oszillierenden Bewegungen der oszillierenden Einheit und der Ausgleichseinheit erzeugten Trägheitskräfte ausgleichen können. Die Achsen müssen nicht körperlich ausgebildet sein; die Achsen definieren sich durch die Bewegung der jeweiligen Massenschwerpunkte der oszillierenden Einheit und der Ausgleichseinheit .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste und die zweite Achse zueinander koaxial sind. Dies bewirkt, dass sich auch die durch die oszillierenden Bewegungen der oszillierenden Einheit und der Ausgleichseinheit entstehenden Trägheitsmomente gegenseitig kompensieren können. Dies führt dazu, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren Umgebung vollkommen vibrationsfrei sind.
Ein vollständiger Ausgleich von Trägheitskräften und - momenten kann insbesondere dann erreicht werden, wenn die Masse der oszillierenden Einheit gleich der Masse der Ausgleichseinheit ist und wenn der Oszillationshub der oszillierenden Einheit gleich dem Oszillationshub der Ausgleichseinheit ist. Der Oszillationshub entspricht der Oszillationsamplitude und beträgt beispielsweise wenige Millimeter. Es ist auch möglich, einen vollständigen Ausgleich der Trägheitskräfte zu erzeugen, wenn die Masse der oszillierenden Einheit zur Masse der Ausgleichseinheit unterschiedlich ist. In diesem Fall können die Oszillationshübe entsprechend angepasst werden. Beispielsweise beträgt die Masse der oszillierenden Einheit die Hälfte der Masse der Ausgleichseinheit, wobei der Oszillationshub der oszillierenden Einheit dem zweifachen Oszillationshub der Ausgleichseinheit entspricht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen Spindelstock und/oder einen Spindelstockträger, einen Reitstock und/oder einen Reitstockträger und/oder einen Werkstück- Rotationsantrieb aufweisen, wobei die genannten Bauteile Teil der oszillierenden Einheit sein können. Es ist also nicht notwendig, die Masse der oszillierenden Einheit auf ein Minimum zu reduzieren, vielmehr können auch die genannten Bauteile zusammen mit dem Werkstück und der mindestens einen Werkstückaufnahme oszillieren. Der entsprechende Ausgleich der oszillierenden Bewegung dieser solchermaßen gebildeten oszillierenden Einheit kann durch eine Ausgleichseinheit erfolgen, deren Hub und/oder Masse entsprechend angepasst ist.
Es ist auch möglich, dass der Spindelstock und der Reitstock auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, der Teil der oszillierenden Einheit ist. Dies ist insbesondere bei kleinen Werkstücken vorteilhaft.
Im Rahmen dieser Erfindung wird unter Werkstückaufnahme ein Bauteil verstanden, das geeignet ist, die Position und/oder Raumlage eines zu bearbeiteten Werkstücks zumindest mit zu definieren. Eine solche Werkstückaufnahme kann beispielsweise durch einen Mitnehmer eines Spindelstocks gebildet sein. Es kann auch eine als Spitze oder Pinole eines Reitstocks ausgebildete Werkstückaufnahme vorgesehen sein. Für solche Werkstückaufnahmen ist es vorteilhaft, wenn sie in Richtung auf das Werkstück passiv nachführbar, insbesondere feder- und/oder kolbenbeaufschlagt sind. Hierdurch können insbesondere längliche Werkstücke an einem Ende oszillierend angetrieben werden, während das andere Ende passiv nachgeführt werden kann, ohne dass ein weiterer Antrieb erforderlich ist. Die Ausgleichseinheit kann einen Ausgleichskörper aufweisen. Dieser kann beispielsweise mehrere Metallplatten umfassen, die lösbar miteinander verbunden sind. Der Ausgleichskörper weist in vorteilhafter Weise Befestigungsmöglichkeiten für weitere Massekörper auf.
Wenn die Ausgleichseinheit einen Ausgleichskörperträger aufweist, kann die Masse der Ausgleichseinheit besonders einfach eingestellt werden, indem der Ausgleichskörper, Teile davon oder zusätzliche massebehaftete Teile an oder auf dem Träger befestigt werden.
In vorteilhafter Weise sind der Ausgleichskörper und/oder der Spindelstock und/oder der Reitstock linear geführt. Die genannten Bauteile können somit in Längsrichtung der Linearführung frei oszillieren, wobei sichergestellt ist, dass die Bauteile dabei keine Schwingungen aufbauen können, die quer zur Längsachse der Führung orientiert sind. Eine Linearführung bietet sich auch für den Ausgleichskörperträger und/oder der Spindelstockträger und/oder den Reitstockträger und/oder den gemeinsamen Träger für Spindelstock und Reitstock an, um die genannten Vorteile zu erzielen. Bei Linearführung der genannten Träger ist es in besonders einfacher Art möglich, die Vorrichtung an die Geometrie eines zu bearbeitenden Werkstücks anzupassen, insbesondere den Abstand zwischen Spindel- und Reitstock einzustellen.
Eine noch größere Flexibilität wird erreicht, wenn die Linearführung oder die Linearführungen an oder in einem Trägerschlitten vorgesehen sind, der vorzugsweise relativ zu einem Maschinenbett der Vorrichtung verschiebbar gelagert ist.
Es ist im Rahmen dieser Erfindung möglich, dass die Antriebsvorrichtung, die die oszillierende Einheit in eine oszillierende Bewegung versetzt, auch die Ausgleichseinheit antreibt. Dies hat den Vorteil, dass auf einen zusätzlichen Antrieb verzichtet werden kann, wodurch die Vorrichtung insgesamt weniger Bauteile aufweist.
Für den Antrieb der Ausgleichseinheit kann aber auch ein Zusatzantrieb vorgesehen sein, beispielsweise wenn bei besonders schweren Werkstücken hohe Antriebskräfte erforderlich sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Antriebsvorrichtung und/oder der Zusatzantrieb als Drehantrieb ausgebildet ist oder sind. Insbesondere mit einem solchen Drehantrieb kann der Antrieb der oszillierenden Einheit und/oder der Antrieb der Ausgleichseinheit durch zugeordnete Pleuel erfolgen, die von einem gemeinsamen oder verschiedenen Kurbelgliedern angetrieben sind. Die Kurbelglieder weisen exzentrisch zur Rotationsachse des Kurbelglieds versetzte Pleuellager auf. Der Hub der oszillierenden Einheit und/oder der Ausgleichseinheit wird durch Auswahl des Versatzes zwischen Pleuellager und der Drehachse eines Kurbelglieds und durch die Länge des Pleuels sowie dessen Zuordnung zur oszillierenden Einheit beziehungsweise zur Ausgleichseinheit bestimmt.
Wenn ein gemeinsames Kurbelglied für die verschiedenen Pleuel, die jeweils die oszillierende Einheit beziehungsweise die Ausgleichseinheit antreiben, vorgesehen ist, kann ein besonders einfacher Antrieb für die oszillierende Einheit und die Ausgleichseinheit gebildet werden.
Es ist aber auch möglich, dass für den Antrieb der oszillierenden Einheit und für den Antrieb der Ausgleichseinheit verschiedene Kurbelglieder vorgesehen sind, wodurch es beispielsweise möglich ist, die oszillierende Einheit und die Ausgleichseinheit räumlich voneinander zu entkoppeln. Wenn für die verschiedenen Kurbelglieder nicht jeweils eigene Antriebe vorgesehen sind, können die Kurbelglieder über Zugmittel, Reibung und/oder Zahnräder miteinander gekoppelt sein. Somit kann mit einem Antrieb und räumlich voneinander entfernten Kurbelgliedern sowohl der Antrieb für die oszillierende Einheit als auch für die Ausgleichseinheit geschaffen werden.
Die Antriebsvorrichtung und/oder der Zusatzantrieb können auch einen Linearantrieb aufweisen, insbesondere einen pneumatisch und/oder hydraulisch betätigten Zylinder oder einen Linearmotor. Mit solchen Antrieben wird also nicht eine Drehbewegung in eine lineare, oszillierende Bewegung umgesetzt, sondern die oszillierende Bewegung wird direkt durch den Linearantrieb erzeugt. Es versteht sich, dass für Antriebsvorrichtung und Zusatzantrieb nicht die gleichen Antriebsformen gewählt werden müssen. So kann beispielsweise die Antriebsvorrichtung als Drehantrieb ausgebildet sein und der Zusatzantrieb als Linearantrieb oder der Zusatzantrieb als Drehantrieb und die Antriebsvorrichtung als Linearantrieb .
Wenn der Linearantrieb mechanische Vorschubeinheiten wie Kugelrollspindeln, Zahnriemen und/oder Zahnstangen aufweist, ist die Anordnung des Linearantriebs und die Übertragung auf die oszillierende Einheit und/oder die Ausgleichseinheit räumlich flexibel.
Der Linearantrieb kann entlang einer Hubachse wirken, die koaxial zu der Achse ist, entlang der die oszillierende Einheit oszilliert und/oder koaxial ist zu einer Achse, in der die Ausgleichseinheit oszilliert. Dies hat den Vorteil, dass auf Kraftumlenkungselemente verzichtet werden kann. Der Linearantrieb kann aber auch entlang einer Hubachse wirken, die winklig, insbesondere senkrecht zu den Oszillationsachsen der oszillierenden Einheit und/oder der Ausgleichseinheit wirkt. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn, beispielsweise bei besonders langen Werkstücken, in Längsrichtung des Werkstücks der zur Verfügung stehende Bauraum begrenzt ist. Bei einer solchen Konstruktion kann der Linearantrieb ein Drehschubgelenk aufweisen, das über eine oder mehrere Schubstangen die oszillierende Einheit und/oder die Ausgleichseinheit antreibt. Somit kann die lineare Bewegung des Linearantriebs auf einfache Weise in eine andere Richtung umgeleitet werden.
Es ist im Rahmen dieser Erfindung auch möglich, dass die oszillierende Einheit und die Ausgleichseinheit über Bewegungsübertragungselemente, insbesondere über Hebel, Zahnstangen, Ritzel, Zahnriemen oder Scherengetriebe miteinander bewegungsgekoppelt sind. Dies ermöglicht es, nur eine Antriebsvorrichtung vorzusehen, die beispielsweise die oszillierende Einheit antreibt. Über die
Bewegungsübertragungselemente wird die Bewegung dann auf die Ausgleichseinheit übertragen. Es ist aber auch möglich, dass die Ausgleichseinheit von der Antriebsvorrichtung angetrieben wird und die oszillierende Einheit von der Ausgleichseinheit über die Bewegungsübertragungselemente angetrieben wird. Denkbar ist auch, dass eine Antriebsvorrichtung auf die Bewegungsübertragungselemente wirkt, die wiederum einenends die oszillierende Einheit und anderenends die Ausgleichseinheit antreiben.
Bei der Verwendung von den genannten
Bewegungsübertragungselementen ist es vorteilhaft, wenn mindestens eine bezüglich der Bewegung der oszillierenden Einheit und der Ausgleichseinheit ortsfeste Lagerstelle vorgesehen ist. Hierdurch kann insbesondere bei längeren Bewegungsübertragungselementen vermieden werden, dass sich diese und/oder die damit in Verbindung stehende oszillierende Einheit und/oder Ausgleichseinheit durch Eigenschwingungen destabilisiert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 2 die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einer Draufsicht entsprechend Pfeil II in Figur 1 ;
Figur 3 die Vorrichtung gemäß Figur 1 in einem Schnitt entsprechend Pfeilen III in Figur 2 ;
Figur 4 eine der Figur 3 entsprechende, schematisierte Darstellung;
Figur 5 eine der Figur 2 entsprechende, schematisierte Darstellung;
Figuren
6 - 11 weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Vorrichtungen .
Mit Bezug auf Figur 1 ist eine Vorrichtung zum Schleifen und/oder Finishen eines Werkstücks insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Die Vorrichtung 2 weist eine linker Hand dargestellte Spindelstockseite 4 und eine rechter Hand dargestellte Reitstockseite 6 auf. Zwischen Spindelstockseite 4 und Reitstockseite 6 ist ein längliches Werkstück 8 aufgenommen. Das Werkstück 8 kann schleifend und/oder finishend bearbeitet werden, wenn nicht dargestellte Schleif- und/oder Finishmittel, beispielsweise Bänder oder Steine in mit 9 bezeichneter Richtung auf das Werkstück 8 drücken.
Die Spindelstockseite 4 weist ein Maschinenbett 10 auf, mit der die Spindelstockseite 4 relativ zur Umgebung der Vorrichtung 2 fixiert werden kann. An dem Maschinenbett 10 ist eine Zustellvorrichtung 12 vorgesehen, die als Hubzylinder ausgebildet ist. Mit der Zustellvorrichtung 12 kann ein Trägerschlitten 14 in Richtung auf die Reitstockseite 6 oder in eine von der Reitstockseite 6 abgewandte Richtung zugestellt werden. Hierfür weist der Trägerschlitten 14 eine Linearführung 15 auf, mit der der Trägerschlitten 14 relativ zum Maschinenbett 10 geführt ist.
Auf dem Trägerschlitten 14 ist ein plattenförmiger Spindelstockträger 16 angeordnet, der ebenfalls relativ zur Reitstockseite 6 verschieblich gelagert ist. Der Spindelstockträger 16 dient zur Anordnung eines Spindelstocks 18, in dem eine nicht dargestellte Spindel vorgesehen ist. Diese Spindel ist mit Hilfe eines Werkstück-Rotationsantriebs 20 drehend angetrieben. Die Spindel weist auf der dem Werkstück 8 zugewandten Seite eine Werkstückaufnahme 22 auf, die als Mitnehmer ausgebildet ist. Mit Hilfe des Werkstück- Rotationsantriebs 20 kann die Werkstückaufnahme 22 das Werkstück 8 rotierend antreiben, so dass dieses um eine Werkstückachse 24 rotiert (beide Drehrichtungen sind möglich, vgl. Bezugszeichen 26).
Das Werkstück 8 ist auf der Reitstockseite 6 in einer weiteren, als Spitze ausgebildeten Werkstückaufnahme 28 gelagert. Die Werkstückaufnahme 28 ist drehbar in einem Reitstock 30 gelagert, der wiederum auf einem Reitstockträger 32 angeordnet ist. Der Reitstockträger 32 ist über Linearführungen 34 relativ zu einem Maschinenbett 36 parallel zur Werkstückachse 24 verschiebbar.
Der Reitstockträger 32 und somit der Reitstock 30 können von einem Linearantrieb 38 angetrieben werden. Der Linearantrieb 38 weist einen mit dem Reitstockträger 32 verbundenen Hubkolben 40 auf, der in einem Zylinder 42 geführt ist. Der Zylinder 42 stützt sich an einem Ausleger 44 des Maschinenbetts 36 ab und ist hydraulisch über Leitungen 46 versorgt .
Die Lage des Hubkolbens 40 und somit des Reitstockträgers 32, des Reitstocks 30 und der Spitze 28 kann durch ein nur schematisch dargestelltes Lageerfassungssystem 48 erfasst werden.
Auf der Spindelstockseite 4 ist auf dem Trägerschlitten 14 auf der der Reitstockseite 6 abgewandten Seite des Spindelstocks 18 ein weiterer plattenförmiger Träger 50 angeordnet. Dieser Träger 50 kann in zu der Werkstückachse 24 parallelen Richtungen in Richtung auf die Reitstockseite 6 oder von dieser weg bewegt werden. Hierfür weist der Träger 50 nicht dargestellte Linearführungen auf, die parallel zur Werkstückachse 24 angeordnet sind. Auf dem Träger 50 ist ein insgesamt mit 52 bezeichneter Ausgleichskörper befestigt. Dieser weist zwei, sich im Wesentlichen vertikal erstreckende Platten 54 und 56 auf, die zu beiden Seiten des Werkstück- Rotationsantriebs 20 angeordnet sind. Die Platten 54 und 56 sind durch eine im Wesentlichen horizontale Platte 58 miteinander verbunden.
Auf der Spindelstockseite 4 ist ferner eine Antriebsvorrichtung 60 vorgesehen, mit der der Spindelstockträger 16 und der Träger 50 oszillierend antreibbar sind. Dies wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 2 - 5 beschrieben. In Figur 2 ist die Spindelstockseite 4 in einer Draufsicht dargestellt. Zu erkennen ist der Trägerschlitten 14 mit dem darauf angeordneten Träger 50 mit dem Ausgleichskörper 52, sowie ferner mit dem Spindelstockträger 16 für den Spindelstock 18. Das Zusammenwirken zwischen der Antriebsvorrichtung 60 und dem Träger 50 einerseits und dem Spindelstockträger 16 andererseits wird im Folgenden detaillierter mit Bezug auf Figur 3 beschrieben. Die Antriebsvorrichtung 60 weist ein Kurbelglied 62 auf, das über ein in Figur 3 unteres Lager 64 und ein in Figur 3 oberes Lager 66 drehbar in der Antriebsvorrichtung 60 gelagert ist. Zwischen den Lagern 64 und 66 weist das Kurbelglied 62 ein erstes Pleuellager 68 für ein Pleuel 70 auf, das auch in Figuren 2 und 1 dargestellt ist. Das Pleuel 70 steht über ein Bolzenelement 72 mit dem Spindelstockträger 16 in Verbindung.
Zwischen den Lagern 64 und 66 ist benachbart zum ersten Pleuellager 68 ein zweites Pleuellager 74 für ein zweites Pleuel 76 vorgesehen. Das zweite Pleuel 76 ist auch in Figur 2 dargestellt. Das zweite Pleuel 76 steht über ein zweites Bolzenelement 78 mit dem Träger 50 für den Ausgleichskörper 52 in Verbindung. Der Winkelversatz der Pleuellager 68 und 74 relativ zu dem Kurbelglied 62 beträgt 180°.
Die in Figur 3 dargestellte Konstruktion ist in Figuren 4 und 5 schematisiert dargestellt, die Bezugszeichen wurden entsprechend von den Figuren 1 bis 3 übernommen. So ist beispielsweise der Trägerschlitten 14 nur schematisch als ortsfeste Lagerung dargestellt. Zur Vereinfachung wurde ferner der Linearantrieb 38 als Feder dargestellt. Das in Figur 4 schematisiert dargestellte Kurbelglied 62 kann sich bei Betätigung der Antriebsvorrichtung 60 um eine Drehachse 80 drehen. Das erste Pleuellager 68 des Pleuels 70 ist gegenüber dieser Drehachse 80 um ein Maß 82 versetzt. Entsprechend ist das zweite Pleuellager 74 für das Pleuel 76 um das Maß 84 von der Drehachse 80 versetzt. Wenn sich das Kurbelglied 62 dreht, wird diese Drehbewegung über das Pleuel 70 und das Bolzenelement 72 auf den Spindelstockträger 16 übertragen, der relativ zum Trägerschlitten 14 verschieblich gelagert ist, so dass der Spindelstockträger 16 eine mit 86 bezeichnete oszillierende Bewegung ausführt. Dabei kann der Spindelstockträger 16 einen mit 86a bezeichneten Vorhub in Richtung auf die Reitstockseite 6 ausführen, an den sich ein Rückhub 86b anschließt. Der Vorhub 86a und der Rückhub 86b entspricht dem Oszillationshub und beträgt das Zweifache des Versatzes 82.
Über die Drehung des Kurbelglieds 62 wird auch das Pleuel 76 angetrieben, das über das Bolzenelement 78 den Träger 50 für den Ausgleichskörper 52 antreibt. Die Drehung des Kurbelglieds 62 wird also in eine oszillierende Bewegung 88 des Trägers 50 mit dem Ausgleichskörper 52 überführt. Der Träger 50 mit dem Ausgleichskörper 52 können einen in Richtung auf die Reitstockseite 6 gerichteten Vorhub 88a oder einen Rückhub 88b ausführen. Der Vorhub 88a und der Rückhub 88b entsprechen dem Oszillationshub des Trägers 50. Dieser beträgt das Doppelte des Versatzes 84.
Der Spindelstockträger 16, der Spindelstock 18, der Werkstück-Rotationsantrieb 20, die Werkstückaufnahme 22, das Werkstück 8, die Werkstückaufnahme 28, der Reitstock 30 und der Reitstockträger 32 bilden eine oszillierende Einheit, die in den Figuren 4 und 5 insgesamt mit Bezugszeichen 96 bezeichnet ist. Diese Einheit 96 ist durch die Antriebsvorrichtung 60 angetrieben. Um auch bei einem Rückhub 86b des Spindelstocks 18 einen sicheren Halt des Werkstücks 8 zwischen den Werkstückaufnahmen 22 und 28 zu gewährleisten, ist der Linearantrieb 38 vorgespannt, so dass dieser eine Spannkraft aufbaut, die in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 90 bezeichnet ist und in Richtung auf das Werkstück 8 wirkt. Der Träger 50 und der Ausgleichskörper 52 bilden eine Ausgleichseinheit, die in den Figuren 4 und 5 insgesamt mit Bezugszeichen 94 bezeichnet ist. Bei einer oszillierenden Bewegung der oszillierenden Einheit 96, die sich wie oben beschrieben zusammensetzt, oszilliert auch die Ausgleichseinheit 94. Die Bewegung der oszillierenden Einheit 96 und der Ausgleichseinheit 94 sind gegenläufig. Wenn also die oszillierende Einheit 96 einen Vorhub 86a durchführt, führt die Ausgleichseinheit 94 gleichzeitig einen Rückhub 88b durch. Wenn dann bei weiterer Drehung des Kurbelglieds 62 die oszillierende Einheit 96 einen Rückhub 86b durchführt, bewegt sich die Ausgleichseinheit 94 gegenläufig mit einem Vorhub 88a.
Der Träger 50 und der Ausgleichskörper 52 oszillieren entlang einer in Figuren 1 und 2 dargestellten Achse 92. Die Achse 92 ist koaxial zur Werkstückachse 24 angeordnet, in der die Oszillationsbewegung 86 der oszillierenden Einheit 96 stattfindet.
In dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel entspricht die Geometrie des Antriebs der oszillierenden Einheit 96 (Versatz 82, Länge des Pleuels 70) der Geometrie des Antriebs der Ausgleichseinheit 94 (Versatz 84, Länge des Pleuels 76). Dies bedeutet, dass der Oszillationshub der oszillierenden Einheit 96 gleich dem Oszillationshub der Ausgleichseinheit 94 ist. Für einen perfekten Ausgleich der durch die oszillierende Bewegung der oszillierenden Einheit 96 erzeugten Schwingungen hat die oszillierende Einheit 96 die gleiche Masse wie die Ausgleichseinheit 94. Das Werkstück 8 ist Teil der oszillierenden Einheit 96. Wenn ein anderes Werkstück bearbeitet werden soll, das ein anderes Gewicht aufweist, kann die Ausgleichseinheit 94 entsprechend angepasst werden, indem dem Ausgleichskörper 52 entsprechend Gewicht zugefügt oder abgenommen wird. Mit Bezug auf Figur 6 wird im Folgenden eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese weist einen ähnlichen Aufbau auf wie die Vorrichtung gemäß Figuren 1 bis 5. So ist ein Kurbelglied 62 vorgesehen, das von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung drehbar antreibbar ist, um über ein Pleuel 76 eine insgesamt mit 94 bezeichnete Ausgleichseinheit oszillierend anzutreiben. Das Kurbelglied 62 wirkt über ein Pleuel 70 auf in eine insgesamt mit Bezugszeichen 96 bezeichnete oszillierende Einheit. Diese weist einen länglichen Träger 98 auf, der im Vergleich zur Vorrichtung gemäß Figuren 1 bis 5 den dort verwendeten Spindelstockträger 16 und den Reitstockträger 32 ersetzt. Auf dem gemeinsamen Träger 98 ist der Spindelstock 18 und der Reitstock 30 befestigt. Um eine Anpassung an die Länge des Werkstücks 8 zu ermöglichen, ist der Reitstock 30 relativ zu dem gemeinsamen Träger 98 verschiebbar, was mit dem Doppelpfeil 100 angedeutet ist.
Die Ausführungsform gemäß Figur 7 ist vergleichbar mit der Ausführungsform gemäß Figuren 1 bis 5. Die in den Figuren 7 dargestellte oszillierende Einheit 96 entspricht der oszillierenden Einheit gemäß Figur 5, die sich aus Spindelstockträger 16, Spindelstock 18, Werkstückaufnahme 22, Werkstück 8, Spitze 28, Reitstock 30 und Reitstockträger 32 zusammensetzt. Die in Figur 7 linker Hand dargestellte Ausgleichseinheit 94 kann sich, wie in Figur 5 dargestellt, aus einem Träger 50 und einem Ausgleichskörper 52 zusammensetzen.
Bei der Ausführung gemäß Figur 7 treibt eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung ein erstes Kurbelglied 62 an, das über ein Pleuel 70 die oszillierende Einheit 96 in eine oszillierende Bewegung versetzt. Parallel zum ersten Kurbelglied 62 ist ein zweites Kurbelglied 102 vorgesehen, das über ein als Riementrieb ausgebildetes Zugmittel 104 vom ersten Kurbelglied 62 angetrieben wird. Somit kann das Kurbelglied 102 über das Pleuel 76 die Ausgleichseinheit in eine oszillierende Bewegung versetzen, die zur oszillierenden Bewegung der oszillierenden Einheit 96 gegenläufig ist.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 8 ist ebenfalls ein zusätzliches Kurbelglied 102 vorgesehen. Jedes Kurbelglied 62 und 102 wird von einem eigenen Antrieb angetrieben, das heißt das Kurbelglied 62 von einer nicht weiter dargestellten Antriebsvorrichtung 60 und das Kurbelglied 102 von einem nicht weiter dargestellten Zusatzantrieb 106. Die Ausführung gemäß Figur 8 hat den Vorteil, dass eine räumliche Trennung zwischen der oszillierenden Einheit 96 und der Ausgleichseinheit 94 erfolgen kann. Es ist jedoch notwendig, die Antriebe 60 und 106 über eine geeignete Steuerung zueinander zu koordinieren, damit die Bewegung der Ausgleichseinheit 94 zur Bewegung der oszillierenden Einheit 96 gegenläufig ist.
Die bisher beschriebenen Antriebsvorrichtungen und Zusatzantriebe waren Drehantriebe. In den Figuren 9 und 10 werden Anordnungen vorgeschlagen, die auf Linearantrieben beruhen. So ist in Figur 9 eine Ausgleichseinheit insgesamt mit dem Bezugszeichen 94 bezeichnet und eine oszillierende Einheit insgesamt mit dem Bezugszeichen 96. Der Antrieb der oszillierenden Einheit 96 erfolgt über einen ersten Linearantrieb 108, die die Antriebsvorrichtung für die oszillierende Einheit 96 bildet. Für den Antrieb der Ausgleichseinheit 94 ist ein Zusatzantrieb in Form eines zweiten Linearantriebs 110 vorgesehen. Die Linearantriebe 108 und 110 können beispielsweise durch hydraulisch betätigte Zylinder gebildet sein. Durch entsprechende Ansteuerung kann eine gegenläufige Bewegung der Linearantriebe 108 und 110 und somit der oszillierenden Einheit 96 und der Ausgleichseinheit 94 erzeugt werden. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 10 wird nur ein Linearantrieb 108 als Antriebsvorrichtung benötigt. Diese treibt über ein Drehschubgelenk 112 eine erste Schubstange 114 an, die auf eine oszillierende Einheit 96 wirkt. Über eine zweite Schubstange 116 wirkt das Drehschubgelenk auf eine Ausgleichseinheit 94.
Schließlich zeigt Figur 11 eine Ausführungsform, bei der die Antriebsvorrichtung einer oszillierenden Einheit 96 durch einen Linearantrieb 108 gebildet ist. Diese treibt einen Spindelstockträger 16 oszillierend und koaxial zu einer Werkstückachse 24 an. Der Spindelstockträger 16 weist ein Drehschubgelenk 118 auf, das mit einem Hebel 120 gekoppelt ist. Der Hebel 120 weist eine zur Länge des Hebels 120 mittig angeordnete ortsfeste Lagerung 122 auf. Auf der dem Drehschubgelenk 118 entgegengesetzten Seite weist der Hebel 120 ein weiteres Drehschubgelenk 124 auf, das an dem Träger 50 der Ausgleichseinheit 94 vorgesehen ist. Der Antrieb der Ausgleichseinheit erfolgt also ursächlich durch den Linearantrieb 108, jedoch unter Zwischenschaltung der oszillierenden Einheit 96. Dabei oszilliert die oszillierende Einheit 96 entlang der Werkstückachse 24 und die Ausgleichseinheit 94 in einer zur Werkstückachse 24 parallelen Achse 92. Ein Zusatzantrieb 126 für die Ausgleichseinheit 94, der in Figur 11 gestrichelt angedeutet ist, wird nicht benötigt, kann jedoch vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (2) zum Schleifen und/oder Finishen eines an und/oder in mindestens einer Werkstückaufnahme (22, 28) aufgenommenen Werkstücks (8) , wobei das Werkstück (8) und die Werkstückaufnahme (22, 28) mit einer Antriebsvorrichtung (60, 108) in eine oszillierende Bewegung (86) versetzbar sind und eine oszillierende Einheit (96) bilden oder Teil einer oszillierenden Einheit (96) sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ausgleichseinheit (94) vorgesehen ist, die gegenläufig zur oszillierenden Bewegung (86) der oszillierenden Einheit (96) antreibbar ist.
2. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oszillierende Einheit (96) entlang einer ersten Achse oszilliert (24) und die Ausgleichseinheit (94) in einer zur ersten Achse (24) parallelen zweiten Achse (92) .
3. Vorrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse (24) und die zweite Achse (92) zueinander koaxial sind.
4. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der oszillierenden Einheit (96) gleich der Masse der Ausgleichseinheit (94) ist und dass der Oszillationshub (2 x 82) der oszillierenden Einheit (96) gleich dem Oszillationshub (2 x 84) der Ausgleichseinheit (94) ist.
5. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) einen Spindelstock (18) und/oder einen Spindelstockträger (16) , einen Reitstock (30) und/oder einen Reitstockträger (32) und/oder einen Werkstück- Rotationsantrieb (20) aufweist, der oder die Teil der oszillierenden Einheit (96) ist oder sind.
6. Vorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelstock (18) und der Reitstock (30) auf einem gemeinsamen Träger (98) angeordnet sind, der Teil der oszillierenden Einheit (96) ist. (Figur 6)
7. Vorrichtung (2) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkstückaufnahme (22) am Spindelstock (18) vorgesehen ist, die insbesondere als Mitnehmer ausgebildet ist.
8. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkstückaufnahme (28) am Reitstock (30) vorgesehen ist, die insbesondere als Spitze oder Pinole ausgebildet ist.
9. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkstückaufnähme (28) in Richtung auf das Werkstück (8) passiv nachführbar, insbesondere feder- und/oder kolbenbeaufschlagt ist.
10. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinheit (94) einen Ausgleichskörper (52) aufweist .
11. Vorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinheit (94) einen Ausgleichskörperträger (50) aufweist .
12. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskörper (52) und/oder der Spindelstock (18) und/oder der Reitstock (30) lineargeführt ist oder sind.
13. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskörperträger (50) und/oder der Spindelstockträger (16) und/oder der Reitstockträger (32) und/oder der gemeinsame Träger (98) für Spindelstock (18) und Reitstock (30) lineargeführt ist oder sind.
14. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführung oder - führungen an oder in einem Trägerschlitten (14) vorgesehen ist oder sind.
15. Vorrichtung (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerschlitten (14) relativ zu einem Maschinenbett (10) der Vorrichtung (2) verschiebbar gelagert ist.
16. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (60, 108) die Ausgleichseinheit (94) antreibt.
17. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für den Antrieb der Ausgleichseinheit (94) ein Zusatzantrieb (106, 110, 126) vorgesehen ist. (Figur 8, Figur 9, Figur 11)
18. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (60) und/oder der Zusatzantrieb (106) einen Drehantrieb aufweist oder aufweisen.
19. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der oszillierenden Einheit (96) durch ein Pleuel (70) erfolgt, das von einem Kurbelglied (62) angetrieben ist.
20. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Ausgleichseinheit (94) durch ein Pleuel (76) erfolgt, das von einem Kurbelglied (62) angetrieben ist.
21. Vorrichtung (2) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass für den Antrieb der oszillierenden Einheit (96) und für den Antrieb der Ausgleichseinheit (94) ein gemeinsames Kurbelglied (62) vorgesehen ist.
22. Vorrichtung (2) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass für den Antrieb der oszillierenden Einheit (96) und für den Antrieb der Ausgleichseinheit (94) verschiedene Kurbelglieder (62, 102) vorgesehen sind. (Figur 7, Figur 8)
23. Vorrichtung (2) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelglieder (62, 102) über Zugmittel (104), Reibung und/oder Zahnräder miteinander gekoppelt sind. (Figur 7)
24. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (108) und/oder der Zusatzantrieb (110) einen Linearantrieb aufweist oder aufweisen, insbesondere einen pneumatisch und/oder hydraulisch betätigten Zylinder oder einen Linearmotor.
25. Vorrichtung (2) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb mechanische Vorschubeinheiten, insbesondere Kugelrollspindeln, Zahnriemen und/oder Zahnstangen aufweist.
26. Vorrichtung (2) nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb entlang einer Hubachse wirkt, die koaxial zur ersten Achse und/oder zweiten Achse ist. (Figur 9)
27. Vorrichtung (2) nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb entlang einer Hubachse wirkt, die winklig, insbesondere senkrecht zur ersten Achse und/oder zweiten Achse ist (Figur 10) .
28. Vorrichtung (2) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb ein Drehschubgelenk aufweist, das über eine oder mehrere Schubstangen die oszillierende Einheit (96) und/oder die Ausgleichseinheit (94) antreibt. (Figur 10)
29. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oszillierende Einheit
(96) und die Ausgleichseinheit (94) über Bewegungsübertragungselemente, insbesondere über Hebel
(120), Zahnstangen, Ritzel, Zahnriemen oder Scherengetriebe, miteinander bewegungsgekoppelt sind.
(Figur 11)
30. Vorrichtung (2) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsübertragungselemente mindestens eine bezüglich der Bewegung der oszillierenden Einheit (96) und der Ausgleichseinheit (94) ortsfeste Lagerstelle (122) aufweisen. (Figur 11)
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